最初の蒸気機関車が登場したとき、彼らは喜びを引き起こしました。しかし、多くの質問がすぐに出てくるため、彼がどのように滑らかなレールに乗り、滑らないかについて考える必要があります。
鉄道の車輪はどうですか?
各生産には、ホイール製造の独自の機微がありますが、作業の主な段階は変更されていません。 1つのホイールの中心には、約500 kgのスチールがあります。ワークピースは、炉で徐々に加熱され、1000度に加熱され、すぐに1300に加熱されます。次に、圧力下で水で処理され、スケールが除去されます。次の段階はプレス圧延ラインです。ワークピースは40〜60%圧縮され、その後ディスクの形をとります。未来のホイールの輪郭が表示されます。
次の段階で、最終的にスケートサークルが形成されます-レールと直接接触するホイールの部分とフランジ(突出部分)です。必要なすべてのマーキングを適用した後、ホイールは応力緩和炉で等温エージングされます。将来的には、再び加熱して水で処理して急冷するとともに、ショットブラスト機を使用して強化します。すべての手順の後、ホイールは目的のパラメーターに回転します。製造の各段階には品質管理が伴います。
興味深い事実:最初の蒸気機関車の発明者は、車輪が滑らかなレールに乗らないのではないかと恐れていたため、歯車とレールに歯が付いていました。しかし、この方法は高すぎるため、エンジンの動きが遅くなりました。
なぜ列車の車輪は滑らないのですか?
答えは明白だと思われるでしょう。エンジンの操作と車輪の回転によって列車が動くのです。実際、運転には別の要素が必要です-レール付きの車輪の牽引という形の駆動力。一見すると、レールとホイールは完全に滑らかに見えます。実際、車輪の表面には、トラクションを提供する粗さが存在します。
車輪はレールの表面を滑っており、これは滑り摩擦の存在を示しています。レールとホイールの接触が強いほど、このインジケーターは高くなります。物理学の法則によれば、体(電車)はその質量に応じて表面(レール)に圧力をかけます。しかし、それに応じて、表面は身体に対して同じ力を向けます。これは、サポートの反力と呼ばれます。
列車には牽引重量があります。その中のすべての車輪は可動式なので、グリップ重量は列車の質量であり、車輪を介してレールに作用します。レールから出発して、車輪を回転させるのは彼です。癒着の駆動力は、癒着に対する列車の牽引力とも呼ばれます。
列車はスムーズに動きます。彼は均一に動き始め、速度を上げ、そしてまた均一に停止します。これはグリップによるものです。列車全体をレールに固定するのに十分な強度があります。車輪とレールの間の接着係数は約0.14です。列車が耐えられる最大傾斜角は8°です。比較のために、ドライアスファルトに対する自動車のタイヤの付着係数は、0.50から0.70とはるかに高いです。したがって、路上走行車は突然交通を開始および終了したり、急な曲がり角に入る可能性があります。
興味深い事実:列車の安全な方向転換を保証するために、その車輪の形状は非対称になっています。したがって、内側ではホイールの直径は大きく(959 mm)、外側では小さく(953 mm)なります。違いはわずかですが、旋削の問題を完全に解決することができました。
列車の横滑りとそれに対処する方法
鉄道の用語では、「滑る」または「ボクシング」(異なる辞書での使用の2つの変形)の概念があります。レールとホイール間のクラッチの故障を示します。横滑りは、列車の始点と始点の両方で発生します。この場合、ホイールはより速く回転し始めます。これは、ある時点でのトラクションゲインが高すぎるためです。
スリップ処理が開始された場合、任意に終了することはできません。レールとホイール間の牽引力が大幅に減少します。滑りを止めるには、摩擦調整剤を使用し、牽引モーメントを調整する必要があります。
滑る理由:
- 雨の後の濡れたレール;
- さまざまな起源のレールの汚染;
- ホイールの大規模なレンタル;
- 列車のターンへの進入(内輪と外輪が異なる経路を通過するため)など。
横滑りは、レールの状態だけでなく、列車自体にも悪影響を及ぼします。まず、エンジンに強い負荷がかかっているため、エンジンを無効にすることができます。レールは変形する可能性があります-強い摩擦により、金属が暖まり、レールが形を失い、側面に「広がり」ます。その後、それらは研削によって修復されるか、交換されます。
すべり止めのため、レールと車輪が接触する部分に砂などの研磨材を供給します。また、エンジンによって実現される牽引力も低減します。技術運用規則により、別の方法は禁止されています。この方法では、直接機関車ブレーキを使用します。ホイールセットのクランキングに問題があり、これが今度は鉄道輸送に危険な状況を作り出します。
列車の車輪とレールは外側だけが完全に滑らかに見えます。ホイール自体には、2つの表面の接着に寄与する粗さが存在します。それらの間には、係数0.14の摩擦力があり、これは、例えばアスファルトでのタイヤの摩擦(0.50-0.70)よりもはるかに小さいです。同時に、列車はスムーズに動き始め、ブレーキもスムーズになります。その重量、およびレールの表面の抵抗により、車輪のクラッチが発生し、これにより列車がレール上を移動します。