Elementos Y Modulos De Loco Motor As

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ELEMENTOS MODULARES EN EL MONTAJE 3D DE MODELOS DE FERROCARRILES Generación de módulos que permitan integrar locomotoras de vapor , eléctricas y Diesel , a lo largo de su historia .

Instrucciones gráficas para el montaje de estos modelos , con Rhinoceros .

Manuel Hidalgo Herrera

2 Arquitecto

y Geómetra .

Madrid 2009 ELEMENTOS MODULARES EN LA MODELACION EN 3D DE LOCOMOTORAS En las dos primeras partes de este trabajo sobre locomotoras de ferrocarril , se han presentado modelos con una intención y cierto orden . El montaje de estos modelos , se indicaba muy superficialmente , era momento de incitar al lector en su inter´ñes hacia el tema . Espero haberlo conseguido . En esta tercera parte , vamos a desgranar este montaje con elementos de esos modelos . Ese catalogo de elementos modulares , que permiten incorporarse como bloques , permite la consecución de ficheros tratables, que en caso contrario serían de gran extensión . Permite a su vez , mezclarlos y conseguir modelos híbridos , Si se hace con el análisis de cada tipo y sus geometrías , los resultados serán seguros en sus aspectos compositivos . Sus “ Geometrías “ de todo tipo ( formales , funcionales , industriales , mecánicas , ..... ) marcarán la pauta , como ya hemos indicado . Existen por tanto unas geometrías del propio elemento , y las de su composición , para el conjunto . Creo que ya nos hemos ido haciendo una idea , a lo largo de estas dos partes . Vamos ahora a hacer una memoria de estos elementos . Sabemos que existen unos tipos de locomotoras , que vamos a separar en varios y elementales grupos : 01 02 03 04

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Locomotoras de Vapor Locomotoras eléctricas . Locomotoras diesel . Mixtas y otros tipos .

En el 01 ( Locomotoras de Vapor ) , distinguiríamos dos partes : Tractores y Tenderes . Parte primaria de todo elemento móvil ( sea tractor ó tender ) , son evidentemente las RUEDAS . Son tractoras ó de simple movimiento . Pueden ser acopladas ( sin giro u orientación ) ó girables . En caso de ser simples ( 2 ) de eje , simplemente girarían adaptándose a las vías o rieles . Si son más ejes ( 2 , 3 , 4.... ) formarían los Boggies . Comenzaremos por tanto con esos Boggies :

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+ Presentamos un boggie CC , Europeo ( 3 ejes de ruedas iguales ) . Esos ejes llevan un sistema de suspensión independientes , sujetos a un cuerpo doble .

En esta lámina se representa un Boggie más sencillo BB ( dos ejes iguales ) . Ambos giran horizontalmente según la plataforma central horizontal , unida al cuerpo de la locomotora , tender ó vagón .

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Suelen llevar depósitos de engrase ó grasa . Si el boggie pertenece a una locomotora , naturalmente están dotados de tracción . Si por el contrario pertenecen a vagones ó elementos sin tracción , serian de rueda libre . Los elementos que integran estos boggies , son : 12345-

Ruedas con ejes Vigas de sujeción cerrada del conjunto . Cojinetes de ruedas . Reciben a las cabezas de ejes de ruedas . Muelles o ballestas y elementos amortiguadores . Frenos .

Los hay más simple ó complejos en función de su importancia . También motores ó de simple rodadura ( en ténderes y vagones , son de rodadura ,

5 en locomotoras , pueden ser ó no tractores . Grandes locomotoras eléctrica ó diesel , suelen utilizar los BB , ó CC en función de su tamaño y potencia . Su número puede ser 2 ,3 , 4 ó mayor , en las locomotoras triples .

Existen desde los más simples a los mas complejos . Corresponden a dos tipos principales , de los que hay muchas variantes . En nuestro caso hemos reducido a dos tipos : Americanos y Europeos . En los primeros , las vigas suelen ser piezas curvas que se adecuan a los elementos de ruedas . En los Europeos , suelen estar formados por perfiles más simples , que recogen a los demás . Los americanos suelen preferir los colores metalizados , en Europa , rojos ó negros .

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En la lámina superior se representa esquemáticamente , un tipo de boggie americano . Se ven muelles y ballestas cruzadas , cojinetes de ruedas , vigas curvadas de sección variable , que recogen estos elementos . Las vigas curvadas suelen ser en los tipos americanos , en los Europeos rectas y de perfiles normalizados metálicos . En las dos vigas laterales , vienen encajados los cojinetes de ejes y el sistema de amortiguación , suelen ser ó bien muelles , ballestas directas ó cruzadas e incluso amortiguadores de embolo .

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Los boggies Americanos , suele dar una gran importancia a las “ vigas puente “ de atados entre los cojinetes de ruedas , que destacan por sus funcionales formas a ambos lados .

Un boggie modelo tradicional Europeo . Pueden verse claramente las vigas de perfiles rectos , cerrando un cuadrado alrededor de los ejes y ruedas . Ambos puentes o vigas , vienen atados por refuerzos transversales , a los que suele venir unido la placa de giro horizontal y soportan también el eje vertical motor ( no representado aquí ) .

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Los elementos tractores , en las locomotoras , suelen llevar boggies de uno , dos ó más ejes , al principio y al final . Separados por las ruedas tractores , ancladas al puente ó inferestructura . El del principio ó frente , suele estar destinado a facilitar la toma de las curvas y disminuir el golpe de ARIETE . El posterior también en la marcha invertida . Ambos facilitan los movimientos del tractor y hacen disminuir los típicos cabeceos de este ó la locomotora ,en la toma de curvas . RUEDAS . Peden ser simple ó tractoras . En los boggies son simples . En el puente (ó tractoras) suelen estar perforadas ( con radios ó alveolados , Europeas ó Americanas ) y llevan CONTRAPESOS , para combatir la inercia de las ruedas . En los boggies pequeños suelen ser macizas ó ligeramente perforadas .

9 Suelen tener una banda de rodadura de aceros de alta dureza y resistencia , una pestaña para evitar la salida de los rieles ( que en estos modelos aparecen exageradas . Sirven también para la toma de agujas y cambios , evitando fuertes meneos .

Boggies delanteros ó traseros del elemento tractor . Suelen tener los delanteros , ruedas más pequeñas de radio . Los posteriores intermedias entre lasanteriores y las trctoras , que son evidentemente más grandes .

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Cualquiera de estos puede ser un boggie BB ó CC , en virtud de la importancia de la locomotora .

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Las ruedas motoras o tractoras , acopladas ( salvo en los boggies motores ) suelen ocupar unas posiciones en virtud de su uso ó función . La disposición de la locomotora clasifica su tipo . Aparece un numero A-B-C , que indica el número de ejes en boggie delantero A , motor B y trasero C . Así una locomotora tipo 231 , significa que tiene un boggie de 2 ejes , tres ejes motores y un boggie final de un eje . Esta denominación es común en Europa , pero la misma en América seria 4 6 2 ( ya que ellos indican el número de ruedas y no de ejes de dos ) . Estas denominaciones que nacieron con las propias locomotoras , permanecen todavía en uso . La denominación 030- 030 , correspondería a una Mallet o Garraf ( con dos tractores articuados ) típicas . Tendrían 0 boggies ambas y tres ejes tractores en cada elementos tractor .

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Suele ser normal , la disposición de las ruedas motrices , a diferentes distancias, en virtud de los elementos de embielado y otros elementos . Aconsejamos que se distribuyan con alguna disposición geométrica y se obtendrán en el diseño mejores composiciones y modelos más bellos . En el diseño de estos elementos ( y por tanto de la locomotora ) tienen singular importancia las posiciones de estos ejes , en relación al resto de componentes . Tiene evidentemente un gran peso especifico las cuestiones mecánicas , de movimiento , de traslación y resistencia , pero con el análisis de estas en los modelos más conseguidos , hemos llegado a la conclusión de que sus relaciones formales y geométricas , suelen coincidir y tienen gran importancia . Siguiéndolas , como norma compositiva , aseguramos la belleza , orden y realidad del modelo . De alguna manera estas formas , deben seguir las normas decla naturaleza y lo natural, como el propio cuerpo y anatomía humana .

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PUENTE ó INFERESTRUCTURA Es un conjunto de dos vigas que soportan el juego de ruedas y conexiona este conjunto con cabina , plataformas y calderas superior .

Deben de recoger , como ya hemos dicho los cojinetes de ruedas tractoras , cilindros y pistones , para el embielado , boggies delanteros y traseros .Deben igualmente servir de enganche a la superestructura , cabina , caldera , y demás elementos superiores .

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Una típica disposición aparece en la lamina adjunta .

Los dos costales , están tranversalmente unidos . El conjunto da aspecto de “ viga “, siéndolo en realidad . Es la parte resistente y básica , más importante del elemento tractor e inferestructura de las locomotoras . La disposición en las de vapor , difiere naturalmente , de las diesel ó eléctricas , pero su función es la misma . En estas dos ultimas , tienen aspecto de viga puente , entre los dos puntos de apoyo de los dos boggies extremos . Se acompañan varias láminas de esta fundamental pieza ó elemento y finalmente unos acoplamientos de inferestructura típicos , creados con

16 asociaciones diferentes de estos elementos . Sigue observándose el gran número de piezas necesarias . El aspecto más cercano a la realidad , depende directamente de este número de piez
En los apoyos de cojinetes de ruedas tractoras suelen estar acopladas ballestas ó muelles que hacen más fácil y suave el deslizarse por las vías .

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RUEDAS MOTRICES Y DISTRIBUCIÓN : El embielado , se encarga de transmitir el movimiento tractor de rotación a las ry¡çuedas , desde los pistones y émbolos . Existe un embielado , que une las ruedas motrices a sus extcentricas y otro que lo une a los pistones y émbolos .

Forman el conjunto que distribuye el esfuerzo desde los cilindros y pistones a las ruedas mrtrices , por el bielado .

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Aparecen en esta lámina distintas composiciones de ejes tractores , embielados y pistones . Estos elementos , a su vez están compuestos de otros muchos , y forman un grupo indisoluble . Estamos tratando naturalmente de locomotoras de vapor . Son muy importantes las abrazaderas y excéntricas a las ruedas , para que el esfuerzo tangencial de recorrido horizontal se traduzca en un giro , igual en cada una de las ruedas , evitando los puntos de inercia , con los contrapesos . Quien no ha visto el trabajo impresionante de una arrancada , vomitando vapor por todos los lados y oyendo los chirridos de las ruedas sobre los rieles .

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Cuando ya está en marcha , es más suave y la locomotora lo agradece .

En estas tres láminas aparecen claramente estas partes en representación metálica . En los casos de eléctricas y diesel , no aparecerían naturalmente .

20 Naturalmente cada pieza se construye por separado y se integra en su sitio . Cualquier modelo de estos presentados supera fácilmente las quinientas piezas .

en esta última lámina parece el conjunto completo de una inferstructura de una locomotora 131 . El lector verá fácilmente sus partes y cuantificará sus partes . Pero el resultado es alentador . En la siguiente , aparece una inferestructura de una pequeña locomotora de tres ejes acoplados , eléctrica ó diesel con una única biela , unificadora . No existen pistones a la vista al menos . Suelen ser dedicados a pequeñas locomotoras de maniobras , diesel ó electricas .

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En la lámina superior , presentamos la mitad de un conjunto de vigas puentes y un boggie de tres ejes americano ( CCC ) . Suelen ser las típicas de locomotoras diesel ó eléctricas . Obsérvese que en ambas no aparecen los cilindros , pistones y embolos , clásicos del vapor . Aunque han existido intentos híbridos , sin grandes resultados ni éxitos .

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Otras inferestructuras , montadas con estos elementos , para locomotoras de vapor 131 y 231 , como puede fácilmente comprobarse . La que aparece en el superior , es la típica de una 231 Pacific Americana .

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En estas dos láminas , puede verse una inferestructura de dos boggies BB , formada por los boggies sobre el puente , cuya mitad se representa debajo . Este tipo de inferestructura corresponde a la mayoría de locomotoras BB ó CC de tipo Diesel ó eléctricas .

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Véase la diferencia de los conjuntos tractores de una locomotora de vapor y una diesel ó eléctrica . Aparece como mucho más clásica la primera y mucho más moderna la segunda .

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27 Grupos tractores típicos de locomotoras de vapor , integrados por viagas de inferestructura , ejes y ruedas , embielados , cilindros , pistones y guias , y embolos ( 2 Al menos ) . Corresponden a locomotoras 130 , 131 , 030 , 032 , 031 , ó mallet ó Garraf odbles . También aparecen un 140 + 042 , perteneciente la celebre BIG BOY Americana ( una de las locomotoras más grandes , hasta el momento contruidas , de tipo Mallet ya citado . Despiece de una inferestructura típica .

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TENDERES y CARCASSAS ó SUPERESTRUCTURAS. La parte más aparente suele ser la carcassa ó superestructura . En las locomotoras de vapor , suele estar integrada por cabina , caldera , tubos de vapor interiores al cilindro superior y elementos de traslación y expulsado del sobrante . En las diesel , por cabinadp simple ó doble , motor y evacuaciones de humos . En las electricas por transformadores y motores , con doble cabinado . Constituye la parte más humana , por una parte y la más inhumana por otra . El tender es el elemento que conlleva el combustible y a veces el agua ( suele olvidarse que con ella se genera el vapor . Suelen estar soportados

29 por una inferestructura y boggies . A veces llevan ejes acoplados y otras híbridos . Modernamente son de gasoleo ó diesel e incluso gasolina .

Imponente tender de la “ Big Boy “ , con ejes acoplados y boggioes , debido al gran peso de combustible necesario para tan gran locomotora de vapor .

Estos tenderes de gasoleo y combustibles líquidos , son evidentemente cisternas con ruedas , acopladas ó boggies , de gran capacidad y peso .

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La Big Boy , arrastraba también tenderes de combustible liquido .

Elegante tender de la “ Mikado 141 “ , sin boggies . Los ferrocarriles Británicos , suelen llevar locomotoras con tenderes de ruedas acopladas ( 3 normalmente ) . Adjuntamos el más típico de todos , de gran belleza y armonía de líneas .

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En estas dos láminas s e representa su inferestructura simplioficada .

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Hermoso conjunto completo , que aparecerá en varias locomotoras , posteriormente .

DISTINTOS TIPOS DE CARCASSAS Ó SUPERESTRUCTURAS .

33 Mitad de carcassa , correspondiente a una eléctrica sueca .

Carcassa o superestructura completa de una Mikado 141 ó Pacific 231 .

Carcassa de una Diesel Americana . Recibe boggies BB y CC .

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Carcassa de una locomotora antigua de vapor . Podría recibir todas las infraestructuras completas anteriormente vistas y el tender que desearamos , directo ó modificado . Arriba aparec e una carcassa típica Americana Santa Fe ( Diesel ) . Recibiría boggies y puentes BB ó CC ( 2 ó 3 ejes ) .

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Otros singulares tipos de carcassas de vapor ó diesel , que posteriormente veremos completadas .

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Carcassa típica centroeuropea de locomotora Eléctrica . Recibirá todo tipo de boggies , e incluso rueda acopladas y boggies libres .

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ALGUNOS MODELOS MONTADOS CON ESTOS ELEMENTOS : Todas estas locomotoras están montadas con los elementos citados .

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Con esta muestra de modelos generados con la colección de elementos desarrollada , pueden en sus debidas proporciones y número , crearse una colección de modelos que reflejarían , el devenir de este medio de transporte . Se ha intentado desarrollar , en dos pdfcoke del mismo autor , que fueron ensayados por grupos dealumnos , estudiantes de Arquitectura , durante mis cursos de Geometría Informática y Descriptiva en la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid . Allí permanecí casi medio siglo . Ahora ya jubilado , no he querido dejar en el armario aquellos trabajos que han sido desarrollados por mí posteriormente . Este maravilloso medio de difusión , electrónico también , ha contribuido con sus enormes ventajas . Igualmente tengo que agradecer al programa Rhinoceros , en su versión 3 y posteriores , con Flamingo y otros .... las ventajas que han supuesto para ello . Sin duda , nunca hubieran podido colgarse en internet , ni mucho menos ejecutarse sin esta maravillosa herramienta informática ...... Hace cerca de veinte años , que tuve la enorme suerte de encontrarla en mi camino y algunos de mis pupilos también .... Febrero de 2009 – Madrid Manuel Hidalgo Herrera to y Geómetra

Arquitec