Bärbar motor - Portable engine
.jpg)
En bärbar motor är en motor , antingen en ångmotor eller en förbränningsmotor , som sitter på ett ställe när den är i drift (ger kraft till maskiner), men (till skillnad från en stillastående motor ) är bärbar och kan därför enkelt flyttas från en arbetsplats till en annan. Monterad på hjul eller slirar, antingen bogseras den till arbetsplatsen eller flyttas dit via självdrivning.
Bärbara motorer var vanligt förekommande i industriländer från tidigt 1800-tal till tidigt 1900-tal, under en tid då mekanisk kraftöverföring var utbredd. Innan det var mest kraftgenerering och överföring via djur , vatten , vind eller människor ; därefter flyttade en kombination av elektrifiering (inklusive elektrifiering på landsbygden ) och moderna fordon och utrustning (såsom traktorer , lastbilar , bilar , motorgeneratorer och maskiner med inbyggda motorer) mest användning av bärbara motorer. I utvecklingsländerna idag har bärbara motorer fortfarande en del användning (vanligtvis i form av moderna små motorer monterade på brädor), även om de tekniker som nämns ovan alltmer begränsar deras efterfrågan också där. I industriländer används de inte längre för kommersiella ändamål, men bevarade exempel kan ofta ses på ångmässor som kör lämplig utrustning för demonstrationsändamål.
Bärbara motorer under sin storhetstid bogserades vanligtvis till sina arbetsplatser av draghästar eller oxar , eller, under den senare delen av den eran, drivkraft inklusive självdrivning eller bogsering av dragmotorer , ångtraktorer , andra traktorer eller lastbilar. De användes för att driva jordbruksmaskiner (såsom tröskverk ), fräsning maskiner (såsom gristmills , sågverk , och malmkvarnar), pumpar och fläktar (såsom i gruvor och oljekällor ), och fabriken transmissionsaxlarna (för verktygsmaskiner , hammare , pressar och andra maskiner).
Historia
I likhet med många andra områden av ångteknologi ägde den första designen och utvecklingen av bärbara motorer rum i England , med många andra länder som ursprungligen importerade brittiskutrustning snarare än att utveckla sin egen.
Tidiga ångmotorer var för stora och dyra för användning på den genomsnittliga gården; dock var det första positiva beviset på att ångkraft användes för att driva en tröskmaskin 1799 i norra Yorkshire . Nästa inspelade ansökan var 1812, då Richard Trevithick konstruerade den första "halvportabla" stationära ångmotorn för jordbruksbruk, känd som en "barnmotor". Detta var en högtrycksmotor med en Cornish-panna för Sir Christopher Hawkins från Probus, Cornwall . Den användes för att köra en majsterskningsmaskin och var mycket billigare att köra än de hästar den ersatte. Det var faktiskt så framgångsrikt att det förblev i bruk i nästan 70 år och har bevarats av Science Museum i London. Även om de kallades "halvportabla", eftersom de kunde transporteras och installeras utan att demonteras, var dessa motorer i huvudsak stillastående. De användes för att driva sådana ladomaskiner som pumpar och hammarverk, benkrossar, agg- och rovskärare samt fasta och mobila trösktrummor.
Det var inte förrän omkring 1839 att den verkligt bärbara motorn dök upp, vilket möjliggjorde ångkraft utanför gårdens gränser. William Tuxford från Boston, Lincolnshire började tillverka en motor byggd runt en panna i lokstil med horisontella rökrör. En enda cylinder och vevaxeln monterades ovanpå pannan, och hela enheten monterades på fyra hjul: det främre paret var styrbart och försett med axlar för hästtransporter mellan jobb. Ett stort svänghjul monterades på vevaxeln och ett kraftigt läderbälte användes för att överföra enheten till utrustningen som körs.
Ransomes byggde en tidig bärbar 1841 och ställde ut den på Royal Agricultural Society-utställningen det året. Nästa år omvandlade Ransomes ångmotorn till självkörning och tog därmed ett mellanliggande steg mot dragmotorn .
Flera Tuxford-motorer visades på Royal Agricultural Society 's Show i Bristol 1842, och andra tillverkare gick snart med och använde den grundläggande designen av Tuxford-motorn som ett mönster för de flesta bärbara motorer som producerades därefter.
Tidiga tillverkare i Storbritannien inkluderade:
- Alexander Dean från Birmingham
- Ransomes of Ipswich
- William Tuxford och Sons of Boston, Lincolnshire
- Howden of Boston, Lincolnshire
- Clayton & Shuttleworth of Lincoln
Denna sista tillverkare är särskilt anmärkningsvärd här. Den första bärbara Clayton & Shuttleworth byggdes 1845, en tvåcylindrig motor. År 1852 vann företaget en guldmedalj för en bärbar motor på Royal Agricultural Society's Gloucester-mässa, och därefter expanderade verksamheten snabbt: de etablerade ett andra verk, i Wien 1857, för att rikta sig till den europeiska marknaden och 1890 företaget hade tillverkat över 26 000 bärbara motorer, många exporterades över hela världen.
På 1850-talet använde John Fowler en bärbar Clayton & Shuttleworth-motor för att driva apparater i de första offentliga demonstrationerna av kabeltransport till odling.
Parallellt med den tidiga portabla motorutvecklingen försökte många ingenjörer göra dem självgående - framkörarna till dragmotorn . I de flesta fall uppnåddes detta genom att montera ett kedjehjul i vevaxelns ände och köra en kedja från detta till ett större kedjehjul på bakaxeln. Dessa experiment fick blandad framgång.
Som tidigt påpekades av Thomas Aveling (senare av Aveling & Porter- berömmelse) var det absurt att använda fyra hästar för att dra en ångmotor från jobb till jobb, när motorn hade tio gånger styrkan hos hästarna. Det var därför oundvikligt när självgående drivmotorer hade blivit tillräckligt tillförlitliga att de skulle ta över rollerna som många bärbara motorer, och detta började verkligen hända från slutet av 1860-talet.
Andra byggare tillverkade motorer runt om i världen. Små maskinverkstäder kunde montera enheter med en liten motor och vertikal panna och sätta den på hjul. I Nordamerika kom dussintals byggare ut på marknaden - till exempel Case, Sawyer Massey och Gaar Scott. Infödda byggare uppförde motorer i Frankrike, Italien, Sverige och Tyskland.
Den bärbara motorn ersattes dock aldrig helt av dragmotorn. För det första var den bärbara, utan växel , markant billigare, och för det andra fick många applikationer nytta av en enkel ångmotor som kunde flyttas, men krävde inte den extra komplexiteten hos en som kunde flytta sig själv.
Ett litet antal bärbara enheter fortsatte att byggas även efter att drivmotorproduktionen upphörde. Robey och Company of Lincoln erbjöd fortfarande portabla till salu under 1960-talet. De engelska byggarna tillverkade i storleksordningen 100 000 bärbara ångmaskiner under hundraårsperioden både för hemmabruk och export utomlands.
Från och med omkring 1900 övertogs i allt högre grad kravet på en liten billig kraftkälla på gårdar av förbränningsmotorer, såsom hit-and-miss-motorer och senare stationära och bärbara industriella versioner av bil- och lastbilsmotorer, antingen för bälte eller inbyggd i motorgeneratorer .
Användande
Bortsett från tröskning arbete var bärbara motorer används för att driva majs-kvarnar, centrifugalpumpar , stenkrossar, likström , agnar -cutters, hö-balpressar och sågar . De användes till och med för att generera elektricitet för strålkastare vid fotbollsmatcher , i första hand vid Bramall Lane , Sheffield 1878.
I allmänhet transporteras den bärbara motorn till arbetsområdet, ofta en gård eller ett fält, och en lång drivrem är monterad mellan motorns svänghjul och drivhjulet på utrustningen som ska drivas.
I ett antal fall, istället för att bogseras från plats till plats, installerades den bärbara motorn semi-permanent i en byggnad som en stationär ångmotor , även om hjulen inte nödvändigtvis togs bort. I den här konfigurationen kallas de vanligtvis Semi-bärbara motorer .
En mer extrem användning inträffar där motorn tas bort från pannan och återanvänds som en stillastående motor. Ofta används pannan också (utan sina hjul) för att ge ångan. Från och med 2007 finns det fortfarande exempel på sådana demonterade bärbara motorer som arbetar kommersiellt i små risfabriker i Burma (och utan tvekan också någon annanstans). Sådana exempel är lätta att identifiera på grund av den böjda sadeln, under cylinderblocket, som användes för att montera motorn på pannan. Tusentals bärbara motorer med 1 hästkrafter byggdes i Kina under det stora språnget 1958. Varje by och bonde uppmuntrades att bygga ett litet järnsmältverk och producera grisjärn . För att driva fläktarna för att upprätthålla retortemperaturen byggdes små halmförbränningsmotorer. Det påverkade inte alls, eftersom slutgrisen var av mycket dålig kvalitet för användning.
Konstruktion
Allmän layout
.JPG)
(GDSF_2007).JPG)
Det vanligaste arrangemanget följer den ursprungliga Tuxford-designen. Även om detta liknar den vanliga layouten för en dragmotor, är en bärbar motor vanligtvis omvänd, med cylindrarna vid eldkassans ände och vevaxeln vid rökkassans ände. Denna layout var utformad för att placera regulatorn nära eldstaden, vilket gör det lättare för ingenjören att bibehålla elden och kontrollera motorhastigheten från en plats. En extra bonus är att svänghjulet är fritt från de bakre väghjulen så att det senare kan ställas in på en smalare bana, vilket gör motorn lättare att manövrera genom fältportarna.
Några tillverkare (t.ex. Fowler ) gjorde sina bärbara motorer i samma stil som dragmotorer, med cylindern i rökboxänden. Detta var förmodligen för att sänka tillverkningskostnaderna, eftersom det inte finns någon annan uppenbar fördel med att göra detta. (Thomas Aveling insåg att det för en dragmotor skulle vara bättre att placera svänghjulet inom räckhåll för föraren om han slarvigt tillät veven att stanna vid det övre dödläget (där det inte kunde starta själv) och de flesta andra dragkrafter motortillverkare följde samma idé.)
Panna
Detta är vanligtvis en brandpanna med en lok -typ eldstaden . Vissa mönster (t.ex. Marshall "Britannia" (bilden)) har dock cirkulära eldstäder av marintyp . Denna sistnämnda typ var också känd av brittiska tillverkare som "koloniala" pannor, eftersom de huvudsakligen var avsedda för export till "kolonierna" och hade hög markfrigång för att färdas längs grova spår.
Bränsle är vanligtvis kol men motorn kan vara utformad för att använda träbränsle , halm eller bagasse (sockerresterester) istället. En längre, cirkulär eldstuga är särskilt lämplig för att bränna stockar snarare än kortare trästänger. Maskiner avsedda för vedeldning kan vara utrustade med gnistfångare .
Motor
De flesta bärbara motorer är encylindriga men tvåcylindriga motorer byggdes också. Den Slidventilen är vanligtvis drivs av en enda excentrisk och ingen backväxeln är monterad. Det är vanligtvis en remdriven guvernör för att hålla motorn igång vid konstant hastighet, även om last varierar.
Motorn kan ha ett eller två svänghjul monterade på samma vevaxel. Där två finns är de monterade på vardera sidan om motorn och kan ha olika diametrar. Ett mindre svänghjul ger en lägre hastighet för arbetet på gården (t.ex. huggning av foder) än vad som krävs för att köra en tröskmaskin (till exempel).
Hjälpmedel
Vevaxeln driver en pannans matarvattenpump som drar vatten från ett fat placerat bredvid motorn. Många motorer har en enkel, men effektiv matarvattenvärmare som fungerar genom att blåsa en liten del av avgaserna i vattencylindern. Fatet fungerar också som en oljeseparator. Olja i avgasångan stiger till toppen av pipan och kan skummas av.
Skorsten
En hög skorsten tillhandahålls för att säkerställa ett bra drag för branden. För att möjliggöra förhandlingar om överliggande hinder är skorstenen gångjärn vid sin bas och är nedfälld för transport och lagring. Ett lämpligt utformat fäste är vanligtvis anordnat mot eldstadsänden för att stödja skorstenen när den är vikad.
Hjul
De flesta konstruktioner är utrustade med fyra hjul och ingen upphängning av något slag. De första bärbara hade trä hjul, men eftersom motorerna blev mer kraftfulla (och tyngre), fabricerade stål var hjulen monteras i stället.
De 'främre' hjulen är normalt mindre än de bak. Detta beror på att de är monterade på den vridbara vagnen , under rökboxen, och stora hjul skulle kunna träffa pannan när motorn vrids runt ett hörn. En extra bonus är att ett svänghjul med större diameter kan monteras, vilket ger en jämnare effekt.
Bevarande
Många bärbara motorer överlever fortfarande, eftersom de byggdes i stora mängder och skickades till många avlägsna hörn av jorden. Ett stort antal av dem har bevarats, och många har återställts till full funktionsduglighet: deras relativt lilla storlek och enklare konstruktion jämfört med en dragmotor gör dem till ett mycket mer hållbart förslag för restaurering av den genomsnittliga entusiasten. (Det vill säga förutsatt att pannan är i rimligt skick: reparationer av pannor kan vara mycket dyra. Ersättningspannor ännu mer.)
Det är vanligtvis möjligt att se bärbara motorer som arbetar vid dragmotormallar och ångfestivaler. På Great Dorset Steam Fair kan till exempel bärbara motorer hittas i de relevanta demonstrationsområdena som kör sågbänkar, tröskningsmaskiner, stenkrossar och annan modern utrustning.
Många jordbruks- och industrimuseer inkluderar bärbara motorer i sina samlingar.
Det som tros vara den äldsta överlevande Marshall- produkten fungerar inte. 415, en 2,5 hk bärbar från 1866, kan ses på Turon Technology Museum (Museum of Power), i New South Wales . Denna motor är också den äldsta dokumenterade bärbara i Australien.
Se även
- Lantbruksmaskiner
- Lista över tillverkare av dragmotorer - många tillverkare av dragmotorer byggde också bärbara motorer
- Halvportabel motor
Referenser
Vidare läsning
- Portable Steam Engines (Shire Album 163) av Lyndon R. Shearman, publicerad av Shire Publications Ltd, ISBN 0-85263-783-7
-
Den bärbara ångmotorn: dess konstruktion och hantering - En praktisk handbok för ägare och användare av ångmotorer Generellt av WD Wansbrough, 168 sidor, publicerad av TEE Publishing Ltd (1994), ISBN 1-85761-067-9
(Detta är ett modernt omtryck av en bok som ursprungligen publicerades 1887 eller 1911, beroende på vilken onlinebokhandlare du hänvisar till !.
externa länkar
- Steam Scenes - omfattande sökbart fotobibliotek - bevarade bärbara motorer i Storbritannien, Europa, Australien och Nya Zeeland
- Lista (och detaljer) överlevande Paxman-bärbara motorer
- Skalmodell byggd från Meccano , med närbildsbilder som visar komponenterna i en typisk bärbar motor.
- Restaurering av en övergiven Ruston Proctor 1904 portabel (i Australien) - Använde några ovanliga lösningar, inklusive design av ett nytt tryckkärl för att passa inuti det ursprungliga, okorrigerbara pannskalet.
