balancín

En una máquina de vapor, el balancín es una palanca de hierro maciza pivotada en su punto medio, que actúa como el enlace mecánico entre el pistón alternativo y el cigüeñal giratorio. Un extremo se conecta a la biela del pistón; el otro al pasador del cigüeñal. A medida que la presión del vapor empuja el pistón en línea recta, el balancín se balancea hacia adelante y hacia atrás sobre su punto de apoyo central, convirtiendo este movimiento lineal en el movimiento de rotación necesario para hacer girar la rueda.

El balancín en sí es típicamente de hierro fundido, a veces de hierro forjado en diseños posteriores, y tiene forma de T o I alargada visto desde arriba. El punto de equilibrio, o fulcro, se encuentra en o cerca del centro geométrico; mover este pivote ligeramente hacia adelante o hacia atrás permite ajustar la ventaja mecánica entre los lados del pistón y del cigüeñal. En motores estacionarios grandes, los balancines podían extenderse 20 pies o más y pesar varias toneladas.

Los primeros motores de balancín eran motores de molino estacionarios, bombas de mina de carbón y motores marinos, donde el balancín a menudo se alojaba parcialmente al aire libre. El motor Cornish, diseñado para el bombeo de minas profundas, hizo un uso intensivo del principio del balancín. Algunos motores marinos montaban el balancín verticalmente dentro de la sala de máquinas, con el mecanismo del cigüeñal debajo de la cubierta. Otros diseños lo colocaban horizontalmente sobre los cilindros, visible desde un lado.

Puntos de tensión y desgaste

El cojinete del fulcro experimenta una enorme tensión de flexión a medida que el balancín se balancea, particularmente a plena potencia. Los balancines de hierro fundido podían desarrollar grietas cerca del pivote, especialmente si la fundición tenía defectos internos. La conexión entre el balancín y la biela del pistón típicamente usaba una correa en forma de U llamada cruceta o pasador de articulación, que se desgastaba rápidamente y requería una renovación frecuente. La junta del pasador del cigüeñal en el otro extremo también experimentaba una fricción de deslizamiento significativa y necesitaba superficies de apoyo de latón o metal blanco.

A medida que los motores compuestos y de triple expansión se hicieron estándar a fines del siglo XIX, múltiples balancines o brazos oscilantes similares transmitían el movimiento de cilindros separados. Sin embargo, el balancín oscilante tradicional cayó gradualmente en desuso para la mayoría de las aplicaciones, siendo reemplazado por transmisiones directas por cigüeñal una vez que aumentaron las velocidades de los pistones y las presiones de vapor. El balancín persistió más tiempo en el servicio marino, donde su enorme inercia ayudó a suavizar la entrega de potencia en embarcaciones que utilizaban ciclos de vapor expansivos.