Stephenson valve gear
স্টিফেনসন ভালভ গিয়ার বা স্টিফেনসন লিঙ্ক বা শিফটিং লিঙ্ক হল ভালভ গিয়ারের একটি সহজ নকশা যা সারা বিশ্বে বিভিন্ন ধরনের বাষ্প ইঞ্জিনের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হত। এটি রবার্ট স্টিফেনসনের নামে নামকরণ করা হয়েছে তবে তার কর্মচারীরা এটি আবিষ্কার করেছিলেন। ঐতিহাসিক পটভূমি 1830-এর দশকে, বাষ্পীয় ইঞ্জিনের জন্য সবচেয়ে জনপ্রিয় ভালভ ড্রাইভ যুক্তরাজ্যে গ্যাব মোশন এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে ভি-হুক মোশন নামে পরিচিত ছিল। গ্যাব মোশনে প্রতিটি সিলিন্ডারের জন্য দুটি সেট এক্সসেন্ট্রিক্স এবং রড অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছিল; একটি উৎকেন্দ্রিক সামনের দিকে এবং অন্যটি ইঞ্জিনের দিকে পিছনের দিকে গতি দেওয়ার জন্য সেট করা হয়েছিল এবং একটি বা অন্যটি সেই অনুযায়ী গ্যাবগুলির মাধ্যমে বিতরণ ভালভ চালানোর জন্য একটি পিনের সাথে জড়িত হতে পারেঃ-ভি-আকৃতির প্রান্তগুলি উদ্ভট রডগুলিতে যা ভালভ রডটি চালানোর রকারকে তার অবস্থান যাই হোক না কেন ধরে রাখতে পারে। এটি একটি আনাড়ি প্রক্রিয়া ছিল, পরিচালনা করা কঠিন, এবং শুধুমাত্র নির্দিষ্ট ভালভ ইভেন্ট দেয়। 1841 সালে, রবার্ট স্টিফেনসন অ্যান্ড কোম্পানির দুই কর্মচারী, ড্রাফটসম্যান উইলিয়াম হো এবং প্যাটার্ন নির্মাতা উইলিয়াম উইলিয়ামস, একটি উল্লম্ব স্লটেড লিঙ্ক দিয়ে গ্যাবগুলি প্রতিস্থাপনের সহজ সুবিধার পরামর্শ দিয়েছিলেন, যা উভয় প্রান্তে উদ্ভট রডের অগ্রভাগের দিকে ঘুরিয়ে দেওয়া হয়েছিল। দিক পরিবর্তনের জন্য, লিঙ্ক এবং রডের প্রান্তগুলি বিপরীতমুখী লিভারের সাথে সংযুক্ত একটি পৌঁছানোর রড দ্বারা কাজ করা একটি ভারসাম্যহীন বেল ক্র্যাঙ্কের মাধ্যমে শারীরিকভাবে উত্থাপিত বা নিচু করা হত। এটি কেবল সরল বিপরীতমুখীকরণই নয়, এটি উপলব্ধি করা হয়েছিল যে গিয়ারটি ছোট ছোট বৃদ্ধিতে উত্থাপিত বা হ্রাস করা যেতে পারে, এবং এইভাবে বিভিন্ন অনুপাতে "সামনের" এবং "পিছনের" এক্সসেন্ট্রিক্স থেকে সম্মিলিত গতি ভালভে সংক্ষিপ্ত ভ্রমণ প্রদান করবে, প্রবেশের বাষ্পকে কেটে ফেলবে স্ট্রোকের আগে এবং সিলিন্ডারে একটি ছোট পরিমাণে বাষ্প ব্যবহার করে বয়লার থেকে টানা অব্যাহত রাখার পরিবর্তে তার নিজস্ব শক্তি ব্যবহার করে। দীর্ঘ কাটঅফ-এ ইঞ্জিন শুরু করা বা আরোহণের গ্রেডিয়েন্টগুলি অনুশীলন হয়ে ওঠে, সাধারণত পাওয়ার স্ট্রোকের সর্বাধিক 70-80% এবং কাটঅফকে সংক্ষিপ্ত করা কারণ প্রসারিত কাজের অর্থনীতি এবং বর্ধিত সীসার প্রভাব থেকে উপকৃত হওয়ার জন্য গতিবেগ অর্জন করা হয়েছিল এবং প্রতিটি স্ট্রোকের শেষে উচ্চতর সংকোচন। এই প্রক্রিয়াটি জনপ্রিয়ভাবে "লিঙ্কিং আপ" বা "নচিং আপ" নামে পরিচিত ছিল, পরেরটি কারণ বিপরীতমুখী লিভারটি একটি চতুর্থাংশে নোচের সাথে জড়িত লিভারে ক্যাচ দিয়ে সুনির্দিষ্ট অবস্থানে রাখা যেতে পারে; শব্দটি স্ক্রু রিভার্সার প্রবর্তনের পরেও আটকে যায়। স্টিফেনসন গিয়ারের আরও একটি অভ্যন্তরীণ সুবিধা যা অন্যান্য বেশিরভাগ প্রকারের মধ্যে পাওয়া যায় না তা হল পরিবর্তনশীল সীসা। গিয়ারটি কীভাবে স্থাপন করা হয়েছিল তার উপর নির্ভর করে, পূর্ণ গিয়ারে কম গতিতে কাজ করার সময় প্রতিটি পিস্টন স্ট্রোকের শেষে সংকোচন এবং পিছনের চাপ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করা সম্ভব ছিল; আরও একবার গতিবেগ অর্জন এবং কাটঅফ সংক্ষিপ্ত হওয়ার সাথে সাথে সীসা স্বয়ংক্রিয়ভাবে উন্নত হয় এবং সংকোচন বৃদ্ধি পায়, প্রতিটি স্ট্রোকের শেষে পিস্টনকে কুশন করে এবং অবশিষ্ট আটকে থাকা বাষ্পকে গরম করে যাতে আগত প্রবেশ বাষ্পের নতুন চার্জে তাপমাত্রা হ্রাস এড়ানো যায়। স্টিফেনসন ভালভ গিয়ারের ভিতরে সর্বজনীনভাবে নিযুক্ত মার্কিন লোকোমোটিভগুলি প্রায় 1900 সাল পর্যন্ত ফ্রেমের মধ্যে স্থাপন করা হয়েছিল যখন এটি দ্রুত ওয়ালশার্টের বাইরের গতিতে পথ দেয়। ইউরোপে, স্টিফেনসন গিয়ারটি ড্রাইভিং চাকার বাইরে স্থাপন করা যেতে পারে এবং এক্সসেন্ট্রিক্স বা রিটার্ন ক্র্যাঙ্ক দ্বারা চালিত হতে পারে বা অন্যথায় এক্সল থেকে এক্সসেন্ট্রিক্সের মাধ্যমে চালিত ফ্রেমের মধ্যে চালিত হতে পারে, যেমনটি বেশিরভাগ ক্ষেত্রে গ্রেট ব্রিটেনে হয়েছিল। অ্যাপ্লিকেশন অ্যাবনার ডোবল স্টিফেনসন ভালভ গিয়ারকে বিবেচনা করেছেনঃ "(.) সর্বজনীনভাবে সবচেয়ে উপযুক্ত ভালভ গিয়ার, কারণ এটি একটি দীর্ঘ ইঞ্জিন কাঠামো বা একটি ছোট ইঞ্জিনের জন্য তৈরি করা যেতে পারে। এটি একটি খুব সাধারণ ভালভ গিয়ার হতে পারে এবং এখনও খুব নির্ভুল হতে পারে, তবে এর বড় সুবিধা হল যে এর নির্ভুলতা স্বয়ংসম্পূর্ণ, কারণ এর সাপোর্ট পয়েন্টগুলির (শ্যাফ্ট, ভালভ ক্রসহেড এবং লিঙ্ক হ্যাঙ্গার আর্মের উপর এক্সসেন্ট্রিক্স) মধ্যে সঠিক সম্পর্ক ভালভের গতির উপর খুব কম প্রভাব ফেলে। ইঞ্জিনগুলিতে এর ব্যবহার যেখানে সমস্ত সিলিন্ডার একটি সমতলে থাকে, লেখকের বিশ্বাসে, সর্বোত্তম পছন্দের প্রতিনিধিত্ব করে। স্টিফেনসন গিয়ারের আরেকটি সুবিধা, যা সিস্টেমের অন্তর্নিহিত, তা হল পরিবর্তনশীল সীসাঃ সাধারণত পূর্ণ গিয়ারে শূন্য এবং কাটঅফ সংক্ষিপ্ত হওয়ার সাথে সাথে বৃদ্ধি পায়। স্টিফেনসন গিয়ারের একটি ফলস্বরূপ অসুবিধা হ 'ল খুব ছোট কাট-অফ ব্যবহার করা হলে স্ট্রোকের শেষে অতিরিক্ত সংকোচনের প্রবণতা থাকে এবং তাই ন্যূনতম কাট-অফ ওয়ালশার্টস গিয়ারের লোকোমোটিভের মতো কম হতে পারে না। লম্বা অদ্ভুত রড এবং একটি ছোট লিঙ্ক এই প্রভাবকে হ্রাস করে। স্টিফেনসন ভালভ গিয়ার যে কোনও ইঞ্জিনের জন্য একটি সুবিধাজনক ব্যবস্থা যা বিপরীতমুখী হওয়া প্রয়োজন এবং রেল ইঞ্জিন, ট্র্যাকশন ইঞ্জিন, বাষ্পচালিত গাড়ির ইঞ্জিন এবং রোলিং-মিল ইঞ্জিনের মতো বিপরীতমুখী হওয়া প্রয়োজন এমন স্থির ইঞ্জিনগুলিতে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়েছিল। এটি বেশিরভাগ সামুদ্রিক ইঞ্জিনে ব্যবহৃত হত। গ্রেট ওয়েস্টার্ন রেলওয়ে তার বেশিরভাগ লোকোমোটিভে স্টিফেনসন গিয়ার ব্যবহার করত, যদিও পরবর্তী চার সিলিন্ডার ইঞ্জিনগুলি ওয়ালশার্টস গিয়ারের ভিতরে ব্যবহৃত হত। গিয়ারের বিশদ বিবরণ মূলত সম্প্রসারণ লিঙ্কের বিন্যাসে পৃথক হয়। প্রারম্ভিক লোকোমোটিভ অনুশীলনে, উদ্ভট রডের প্রান্তগুলি সংযোগের শেষে পিভট করা হত, যখন সামুদ্রিক ইঞ্জিনগুলিতে, উদ্ভট রডের পিভটগুলি লিঙ্ক স্লটের পিছনে (বা একটি উল্লম্ব ইঞ্জিনের নীচে) স্থাপন করা হত। এগুলি যথাক্রমে 'লোকোমোটিভ লিঙ্ক' এবং 'লঞ্চ লিঙ্ক' নামে পরিচিত হয়ে ওঠে। লঞ্চ লিঙ্কটি লোকোমোটিভের ধরণকে ছাপিয়ে যায় কারণ এটি সম্পূর্ণ গিয়ারে পিস্টন রডে আরও সরাসরি রৈখিক ড্রাইভের অনুমতি দেয় এবং প্রদত্ত ভ্রমণের জন্য প্রয়োজনীয় উদ্ভট আকার হ্রাস করে একটি নির্দিষ্ট জায়গার মধ্যে দীর্ঘ ভালভ ভ্রমণের অনুমতি দেয়। 1850-এর দশক থেকেই মার্কিন লোকোমোটিভগুলির জন্য লঞ্চ-টাইপ লিঙ্কগুলি বেশ সর্বজনীন ছিল তবে ইউরোপে, যদিও 1846 সালের প্রথম দিকে ঘটেছিল, তবে 1900 সালের দিকে এগুলি ব্যাপকভাবে ছড়িয়ে পড়েনি। বড় সামুদ্রিক ইঞ্জিনগুলি সাধারণত বাল্কিয়ার এবং আরও ব্যয়বহুল সামুদ্রিক ডাবল-বার লিঙ্ক ব্যবহার করে, যার আরও বেশি পরিহিত পৃষ্ঠ রয়েছে এবং যা লঞ্চ লিঙ্কে অন্তর্নিহিত জ্যামিতিক সমঝোতা হ্রাস করে ভালভের ঘটনাগুলিকে উন্নত করে। যুক্তরাজ্যে, স্টিফেনসন ভালভ গিয়ারযুক্ত লোকোমোটিভগুলিতে সাধারণত এটি লোকোমোটিভ ফ্রেমের মধ্যে লাগানো থাকত। 1947 সালে, লন্ডন, মিডল্যান্ড এবং স্কটিশ রেলওয়ে তাদের স্ট্যানিয়ার ক্লাস 5 4-6-0 লোকোমোটিভগুলির একটি সিরিজ তৈরি করেছিল, যার বেশিরভাগটিতে ওয়ালশার্টসের ভালভ গিয়ার ছিল যা এই শ্রেণীর জন্য স্বাভাবিক ছিল, তবে তাদের মধ্যে একটি, না। 4767, স্টিফেনসন ভালভ গিয়ার চাকা এবং ফ্রেমের বাইরে লাগানো ছিল। এক্সসেন্ট্রিক্সের পরিবর্তে, অদ্ভুত রডগুলি চালানোর জন্য ডাবল রিটার্ন ক্র্যাঙ্ক ব্যবহার করা হয়েছিল এবং একটি লঞ্চ-টাইপ সম্প্রসারণ লিঙ্ক ব্যবহার করা হয়েছিল। এটির দাম 13,278 পাউন্ড, যা ওয়ালশার্টের ভালভ গিয়ার দিয়ে একই সময়ে নির্মিতগুলির তুলনায় প্রায় 600 পাউন্ড বেশি ছিল। পরীক্ষার উদ্দেশ্য ছিল পরিবর্তনশীল সীসা (ওয়ালশার্টের গতির ধ্রুবক সীসার বিপরীতে) সহ একটি ভালভ গিয়ার কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করবে কিনা তা খুঁজে বের করা। বিচারে, এটির কোনও সুবিধা ছিল না বলে প্রমাণিত হয়েছিল, যদিও সাধারণ পরিষেবায় এটি ব্যাঙ্কগুলিতে একজন ভাল পারফর্মার হিসাবে খ্যাতি অর্জন করেছিল। একটি সুরেলা ভালভ গিয়ার হিসাবে, স্টিফেনসন বিন্যাসকে সর্বোত্তম হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। তা সত্ত্বেও, বিপরীত হওয়ার জন্য সংযোগটিকে শারীরিকভাবে স্থানচ্যুত করার প্রয়োজন ছিল যার অর্থ ছিল যে এটির যথেষ্ট উল্লম্ব ছাড়পত্রের প্রয়োজন ছিল। এর প্রবর্তনের সময়, লোকোমোটিভ জগতে মাধ্যাকর্ষণ কেন্দ্রটি রাখা গুরুত্বপূর্ণ বলে মনে করা হত এবং তাই বয়লার সেন্টার লাইনটি যতটা সম্ভব কম রাখা হত। যেহেতু ব্রিটেনে ভালভ গিয়ারগুলি সাধারণত বয়লারের নীচে ফ্রেমগুলির মধ্যে স্থাপন করা হত, তাই অত্যন্ত সংকীর্ণ পরিস্থিতি ভালভ গিয়ারকে সার্ভিসিংয়ের জন্য অ্যাক্সেসযোগ্য করে তোলে। এছাড়াও বিপরীতমুখী একটি কঠোর পেশা হতে পারে কারণ এটি লিঙ্কের ওজন এবং অদ্ভুত রডের প্রান্তগুলি উত্তোলন করতে বাধ্য করে। এই সমস্যাগুলি সমাধানের জন্য দুটি প্রধান রূপ তৈরি করা হয়েছিলঃ গুচ ভালভ গিয়ার গুচ ভালভ গিয়ারে (1843 সালে ড্যানিয়েল গুচ দ্বারা উদ্ভাবিত) বিপরীতমুখী এবং কাট-অফ ফাংশনগুলি একটি ব্যাসার্ধ রড উত্থাপন বা হ্রাস করে অর্জন করা হয়েছিল যা ভালভ-রডকে একটি নির্দিষ্ট বিন্দুর চারপাশে পিভটিং "স্থির" লিঙ্কের সাথে সংযুক্ত করে। যে সুবিধাগুলি চাওয়া হয়েছিল সেগুলি হল গিয়ারের জন্য উচ্চতা হ্রাস এবং হালকা ক্রিয়া কারণ বিপরীতমুখী লিভারটি কেবল ব্যাসার্ধের রডের ওজন তোলার জন্য প্রয়োজন ছিল। এর অর্থ ছিল যে সংযোগটি অবতলের পরিবর্তে উত্তল (এক্সসেন্ট্রিক্সের সাথে সম্পর্কিত) ছিল। গুচ ভালভ গিয়ারের ভালভ স্পিন্ডল এবং পূর্ণ গিয়ারে উৎকেন্দ্রিক রডের মধ্যে কৌণিকতার অসুবিধা ছিল, যেখানে স্টিফেনসন গিয়ারের সেরা রূপ, থ্রাস্ট একটি সরলরেখায় ছিল। যে কোনও কাটঅফ-এ গুচ গিয়ার অবিচ্ছিন্নভাবে এগিয়ে ছিল। এটি একটি অসুবিধা হিসাবে দেখা গিয়েছিল যখন গুচ বা স্টিফেনসন গিয়ারের সাথে লাগানো অনুরূপ লোকোমোটিভগুলিকে পরিষেবায় তুলনা করা হয়েছিল গুচ গিয়ার 1860-এর দশক পর্যন্ত এক বা দুজন ইঞ্জিনিয়ার ছাড়া ব্রিটেনে কখনই জনপ্রিয় ছিল না, তবে ফ্রান্সে এটি বেশ প্রচলিত ছিল। অ্যালান স্ট্রেট লিঙ্ক ভালভ গিয়ার (1855 সালে আলেকজান্ডার অ্যালান দ্বারা উদ্ভাবিত) স্টিফেনসন এবং গুচ গিয়ারের বৈশিষ্ট্যগুলিকে একত্রিত করে। বিপরীতমুখী এবং কাট-অফ ফাংশনগুলি একই সাথে ব্যাসার্ধ রড বাড়িয়ে এবং লিঙ্কটি কমিয়ে বা তদ্বিপরীতভাবে অর্জন করা হয়েছিল। গুচ গিয়ারের মতো, এটি স্থান বাঁচিয়েছিল কিন্তু অ্যালান গিয়ার স্টিফেনসনের কাছাকাছি পারফরম্যান্স দিয়েছিল। উপরন্তু, সোজা সম্প্রসারণ লিঙ্ক উৎপাদনকে সহজতর করেছে। আবারও, অ্যালান গিয়ার যুক্তরাজ্যে প্রায়শই ব্যবহৃত হত না তবে মহাদেশে মোটামুটি প্রচলিত ছিল। যুক্তরাজ্যের উল্লেখযোগ্য উদাহরণগুলি হল গ্রেট ওয়েস্টার্ন রেলওয়ের 1361 এবং 1366 শ্রেণী, এবং ন্যারো-গেজ ফেফেস্টিনিওগ রেলওয়ের 0-4-0 টিটি শ্রেণী (যা জর্জ ইংল্যান্ড অ্যান্ড কোং দ্বারা উত্পাদিত হয়েছিল) এবং ন্যারো-গেজ ট্যালিলিন রেলওয়ের মূল লোকোমোটিভ, ট্যালিলিন এবং ডলগচ (যা ফ্লেচার, জেনিংস অ্যান্ড কোং দ্বারা উত্পাদিত হয়েছিল)। আরও দেখুন 1844 সালে বেলজিয়ামের রেলওয়ে মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ার এগাইড ওয়ালশার্টস দ্বারা উদ্ভাবিত ওয়ালশার্টস ভালভ গিয়ার ইউরোপ এবং উত্তর আমেরিকায় সর্বাধিক ব্যবহৃত ভালভ গিয়ার হয়ে ওঠে। বেকার ভালভ গিয়ার 1903 সালে মার্কিন প্রকৌশলীদের দ্বারা উদ্ভাবিত হয় এবং উত্তর আমেরিকায় ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। ক্যাপ্রোটি ভালভ গিয়ার 1920-এর দশকের গোড়ার দিকে ইতালীয় স্থপতি এবং প্রকৌশলী আর্তুরো ক্যাপ্রোটি স্বয়ংচালিত ভালভের উপর ভিত্তি করে উদ্ভাবন করেছিলেন এটি ক্যামশ্যাফ্ট এবং পপেট ভালভ ব্যবহার করে। এটি অন্য যে কোনও পদ্ধতির চেয়ে বেশি কার্যকর বলে মনে করা হয়। রেফারেন্স বাহ্যিক লিঙ্ক স্ট্যান্ডার্ড স্টিফেনসন ভালভ গিয়ারের রেখাচিত্র। ডায়াগ্রাম সহ স্টিফেনসন ভালভ গিয়ার শ্যুটিংয়ে সমস্যা। লোকোমোটিভ ভালভ গিয়ার