Počas objavenia sa prvých parných lokomotív spôsobili radosť. Musíte však len premýšľať o tom, ako jazdí na hladkých koľajniciach a nekĺzne, pretože hneď vyvstáva veľa otázok.
Ako fungujú železničné kolesá?
Každá výroba má svoje vlastné jemnosti výroby kolies, ale hlavné fázy práce sa nemenia. Srdcom jedného kolesa je približne 500 kg ocele. Obrobok sa podrobí postupnému zahrievaniu v peci, zahrieva sa na 1000 stupňov, potom okamžite na 1300 ° C. Potom sa spracuje vodou pod tlakom, aby sa odstránil vodný kameň. Ďalšou fázou je lisovacia linka. Obrobok je zhutnený o 40 - 60%, po ktorom má tvar disku - objavia sa obrysy budúceho kolesa.
V ďalšom štádiu sa nakoniec vytvorí korčuliarsky kruh - časť kolesa, ktorá sa priamo dotýka koľajnice, ako aj príruba (vyčnievajúca časť). Po nanesení všetkých potrebných označení sa koleso v peciach znižujúcich stres podrobí izotermickému starnutiu. V budúcnosti bude opäť ohrievaná a upravovaná vodou na ochladenie a posilnená pomocou brokovacieho tryskača. Po všetkých postupoch je koleso brúsené na požadované parametre. Každá fáza výroby je sprevádzaná kontrolou kvality.
Zaujímavý fakt: vynálezcovia prvých parných lokomotív sa báli, že kolesá nebudú jazdiť na hladkých koľajniciach, takže boli vybavené ozubenými kolesami a koľajnicami so zubami. Táto metóda bola však príliš drahá a pohyb motora sa spomalil.
Prečo kolesá vlaku nekĺzajú?
Zdá sa, že odpoveď je zrejmá: vlak sa pohybuje v dôsledku činnosti motora a otáčania kolies. V skutočnosti si jazda vyžaduje ďalší faktor - hnaciu silu vo forme trenia kolies s koľajnicami. Na prvý pohľad sa koľajnice a kolesá javia ako úplne hladké. Na povrchu kolies sú vlastne nerovnosti, ktoré zaisťujú trakciu.
Kolesá sa posúvajú po povrchu koľajnice, čo naznačuje prítomnosť klzného trenia. Čím silnejšie sú koľajnice a kolesá v kontakte, tým vyšší je tento indikátor. Podľa fyzikálnych zákonov telo (vlak) vyvíja tlak na povrch (koľajnice) v súlade s jeho hmotnosťou. Ale v reakcii na povrch smeruje rovnaká sila vzhľadom na telo, ktoré sa nazýva reakčná sila podpory.
Vlak má ťažnú hmotnosť. Všetky kolesá v ňom sú pohyblivé, takže priľnavosť je hmotnosť vlaku, ktorý pôsobí na koľajnice cez kolesá. Je to on, kto robí kolesá točenie, počnúc od koľajnice. Hnacia sila adhézie sa tiež nazýva trakčná sila vlaku na adhéziu.
Vlak sa pohybuje plynulo. Rovnomerne sa začína pohybovať, zvyšuje rýchlosť a rovnomerne sa zastavuje. Je to kvôli priľnavosti. Je dostatočne silný, aby udržal celý vlak na koľajniciach. Koeficient adhézie medzi kolesami a koľajnicami je asi 0,14. Maximálny uhol sklonu, ktorému vlak vydrží, je 8 °. Na porovnanie je koeficient adhézie pneumatík automobilu na suchom asfalte oveľa vyšší - od 0,50 do 0,70.Preto môžu cestné vozidlá náhle začať a ukončiť premávku, ako aj vstupovať do prudších zákrut.
Zaujímavý fakt: na zaistenie bezpečnej jazdy vlaku sú jeho kolesá asymetrické. Priemer kolesa je teda zvnútra väčší (959 mm) a zvonka menší (953 mm). Rozdiel je zanedbateľný, ale umožnil úplne vyriešiť problém sústruženia.
Posúvanie vlakov a spôsoby, ako sa s tým vysporiadať
V železničnej terminológii existuje pojem „pošmyknutia“ alebo „boxu“ (dva varianty použitia v rôznych slovníkoch). Signalizuje poruchu spojky medzi koľajnicami a kolesami. Šmykom sa môže vyskytnúť na začiatku vlaku aj počas neho. V tomto prípade sa kolesá začnú točiť oveľa rýchlejšie. Je to kvôli príliš vysokému trakčnému zisku v určitom bode.
Ak sa proces kĺzania začal, nemôže byť svojvoľne ukončený. Trakcia medzi koľajnicami a kolesami je výrazne znížená. Na zastavenie pošmyknutia je potrebné použiť modifikátory trenia a upraviť trakčný moment.
Dôvody pošmyknutia:
- mokré koľajnice po daždi;
- znečistenie koľajníc rôzneho pôvodu;
- veľký prenájom na dvojici kolies;
- vstup vlaku do zákruty (kvôli skutočnosti, že vnútorné a vonkajšie kolesá prechádzajú inou cestou), atď.
Šmykovanie má negatívny vplyv na stav koľajnice, ako aj samotný vlak. Po prvé, motor je silne zaťažený, čo ho môže deaktivovať.Koľajnice sa môžu zdeformovať - v dôsledku silného trenia sa kov zahrieva a koľajnica stráca svoj tvar, „rozširuje sa“ do strán. Následne sú buď opravené mletím alebo vymenené.
Na zabránenie pošmyknutia sa do oblasti, kde je koľajnica v kontakte s kolesom, privádza piesok alebo iný abrazívny materiál. Znižujú aj záber, ktorý motor dosahuje. Podľa pravidiel technickej prevádzky je iná metóda zakázaná. Táto metóda zahŕňa použitie priamej brzdy lokomotívy. Je to spojené s roztočením dvojkolesia, čo následne vytvára nebezpečnú situáciu pre železničnú dopravu.
Kolesá a koľajnice vlaku sa zdajú byť navonok úplne hladké. Na samotných kolesách sú nerovnosti, ktoré prispievajú k priľnavosti dvoch povrchov. Medzi nimi existuje trecia sila s koeficientom 0,14, čo je oveľa menej ako napríklad trenie pneumatík na asfalte (0,50 - 0,70). V rovnakom čase sa vlak začne pohybovať plynulo a tiež plynulo zabrzdí. Vďaka svojej hmotnosti, ako aj odporu povrchu koľajnice dochádza k spojke kolies, vďaka ktorej vlak jazdí po koľajniciach.