Under uppkomsten av de första ånglok ledde de glädje. Men du måste bara tänka på hur han rider på släta skenor och inte glider, eftersom många frågor omedelbart uppstår.
Hur gör järnvägshjul?
Varje produktion har sina egna finesser för tillverkning av hjul, men de viktigaste arbetsstegen är oförändrade. I hjärtat av ett hjul finns cirka 500 kg stål. Arbetsstycket underkastas gradvis uppvärmning i ugnar, värms upp till 1000 grader och sedan omedelbart till 1300. Därefter behandlas det med vatten under tryck för att avlägsna skalan. Nästa steg är pressvalslinjen. Arbetsstycket komprimeras med 40-60%, varefter det har formen av en skiva - konturerna för det framtida hjulet visas.
I nästa steg formas slutligen skridskakirkeln - den del av hjulet som är direkt i kontakt med skenan, såväl som flänsen (den utskjutande delen). Efter att alla nödvändiga markeringar har applicerats, utsätts hjulet för isoterm åldring vid spänningsavlastande ugnar. I framtiden kommer det igen att värmas upp och behandlas med vatten för kylning, samt stärkas med en sprängmaskin. Efter alla procedurer slipas hjulet till önskade parametrar. Varje steg i tillverkningen åtföljs av kvalitetskontroll.
Intressant fakta: Uppfinnarna av de första ånglokarna var rädda för att hjulen inte skulle gå på släta skenor, så de var utrustade med kugghjul och skenorna med tänder. Men denna metod var för dyr och motorns rörelse avtog.
Varför glider inte tåghjulen?
Det verkar som om svaret är uppenbart: tåget rör sig på grund av motorns drift och hjulens rotation. I själva verket kräver körning en annan faktor - drivkraften i form av dragkraft med hjul med skenor. Vid första anblicken verkar rälsen och hjulen helt släta. Det finns faktiskt ojämnheter på hjulens yta som ger dragkraft.
Hjulen glider på skenans yta, och detta indikerar förekomsten av glidfriktion. Ju starkare rälsen och hjulen är i kontakt, desto högre är denna indikator. Enligt fysiklagarna utövar kroppen (tåget) tryck på ytan (skenorna) i enlighet med dess massa. Men som svar riktar ytan samma kraft gentemot kroppen, vilket kallas stödets reaktionskraft.
Tåget har dragkraft. Alla hjul i den är rörliga, så greppvikten är tågens massa, som den verkar på skenorna genom hjulen. Det är han som får hjulen att snurra med början från skenan. Drivkraften för vidhäftning kallas också dragkraften för tåget på vidhäftningen.
Tåget rör sig smidigt. Han börjar jämnt flytta, ökar hastigheten och stannar också jämnt. Detta beror på grepp. Det är tillräckligt starkt för att hålla hela tåget på räls. Vidhäftningskoefficienten mellan hjul och skenor är cirka 0,14. Den maximala lutningsvinkeln som tåget tål är 8 °. Som jämförelse är vidhäftningskoefficienten för bildäck på torr asfalt mycket högre - från 0,50 till 0,70.Därför kan vägfordon plötsligt påbörja och avsluta trafiken, samt komma in i brantare svängar.
Intressant fakta: för att säkerställa en säker svängning av tåget är hjulen gjorda asymmetriska. På insidan är således hjulets diameter större (959 mm) och på utsidan mindre (953 mm). Skillnaden är obetydlig, men det tillät helt att lösa problemet med att vända.
Åka tåg och sätt att hantera det
I järnvägsterminologin finns begreppet "glidning" eller "boxning" (två varianter att använda i olika ordböcker). Det indikerar en nedbrytning av kopplingen mellan rälsen och hjulen. Skridsko kan ske både i början av tåget och under det. I detta fall börjar hjulen att snurra mycket snabbare. Detta beror på för hög dragkraftsförstärkning vid en viss punkt.
Om glidningsprocessen har påbörjats kan den inte godtyckligt avslutas. Dragkraften mellan skenor och hjul minskar kraftigt. För att sluta glida är det nödvändigt att använda friktionsmodifierare och justera dragmomentet.
Anledningar till att glida:
- våta skenor efter regn;
- förorening av skenor av olika ursprung;
- stor hyra på ett par hjul;
- tåget går in i en sväng (på grund av att de inre och yttre hjulen passerar en annan väg), etc.
Åsslidning påverkar negativt skinnets tillstånd och själva tåget. Först och främst finns det en stark belastning på motorn, vilket kan inaktivera den.Rälsen kan deformeras - på grund av stark friktion värms metallen upp och skenan förlorar sin form, "sprider sig" till sidorna. Därefter repareras de antingen genom slipning eller bytas ut.
För att stoppa glidningen tillförs sand eller annat slipmaterial till området där skenan är i kontakt med hjulet. Minska också dragkraften som realiseras av motorn. En annan metod är förbjuden enligt reglerna för teknisk drift. Denna metod involverar användning av en direktbroms på loket. Det är fullt av att dra i hjulsetet, och det skapar i sin tur en farlig situation för järnvägstransporter.
Tåghjul och räls endast utåt verkar perfekt jämna. På själva hjulen finns det grovheter som bidrar till vidhäftningen av två ytor. Mellan dem finns en friktionskraft med en koefficient på 0,14, vilket är mycket mindre än till exempel friktionen för däck på asfalt (0,50-0,70). Samtidigt börjar tåget att röra sig smidigt och bromsar också smidigt. På grund av dess vikt, såväl som motståndet på ytan på skenan, sker hjulens koppling, varför tåget kör på skenor.
