במהלך הופעתם של קטרי הקיטור הראשונים הם גרמו לעונג. אבל אתה רק צריך לחשוב איך הוא רוכב על מסילות חלקות ולא מחליק, מכיוון שעולות מיד הרבה שאלות.
איך גלגלי הרכבת?
לכל יצור יש דקויות משלה של ייצור גלגלים, אך שלבי העבודה העיקריים הם ללא שינוי. בלב הגלגל האחד נמצא כ -500 ק"ג פלדה. העבודה עוברת חימום הדרגתי בתנורים, מחומם ל 1000 מעלות, ואז מייד ל 1300. ואז מטפלים במים בלחץ להסרת אבנית. השלב הבא הוא הקו המתגלגל לעיתונות. חומר העבודה נדחס ב 40-60%, ואחריו הוא מקבל צורה של דיסק - קווי המתאר של הגלגל העתידי מופיעים.
בשלב הבא נוצר סוף סוף מעגל ההחלקה - החלק של הגלגל הנוגע ישירות למעקה, כמו גם לאוגן (החלק הבולט). לאחר החלת כל הסימונים הדרושים, הגלגל נתון להזדקנות איזותרמית בתנורים להקלה על מתחים. בעתיד, הוא יתחמם שוב ויטפל במים להרבעה, כמו כן יתחזק באמצעות מכונת פיצוץ זריקות. לאחר כל ההליכים, הגלגל טוחן לפרמטרים הרצויים. כל שלב בייצור מלווה בבקרת איכות.
עובדה מעניינת: ממציאי קטרי הקיטור הראשונים חששו שהגלגלים לא ילכו על מסילות חלקות, ולכן הם היו מצוידים בהילוכים, והמעקות בשיניים. אולם שיטה זו הייתה יקרה מדי ותנועת המנוע האטה.
מדוע גלגלי הרכבת לא מחליקים?
נראה שהתשובה ברורה: הרכבת נעה עקב פעולת המנוע וסיבוב הגלגלים. למעשה, נהיגה דורשת גורם נוסף - הכוח המניע בצורה של מתיחה של גלגלים עם מסילות. במבט ראשון המסילות והגלגלים נראים חלקים לחלוטין. למעשה, ישנם חספוסים על פני הגלגלים המספקים משיכה.
הגלגלים מחליקים על פני המעקה וזה מצביע על נוכחות חיכוך הזזה. ככל שהמסילה והגלגלים חזקים יותר במגע, מחוון זה גבוה יותר. על פי חוקי הפיזיקה, הגוף (הרכבת) מפעיל לחץ על פני השטח (מסילות) בהתאם למסתו. אך בתגובה, המשטח מכוון את אותו כוח ביחס לגוף, הנקרא כוח התגובה של התמיכה.
לרכבת משקל המתיחה. כל הגלגלים בו הם ניידים, ולכן משקל האחיזה הוא מסת הרכבת, אותה היא פועלת על המסילות דרך הגלגלים. הוא זה שגורם לגלגלים להסתובב, החל מהמסילה. הכוח המניע של ההדבקה נקרא גם כוח המתיחה של הרכבת על ההדבקה.
הרכבת נעה בצורה חלקה. הוא מתחיל לנוע באופן שווה, מגביר את המהירות, וגם נעצר באופן שווה. זה נובע מאחיזה. הוא מספיק חזק כדי להחזיק את הרכבת כולה על מסילות. מקדם ההדבקה בין גלגלים לפסים הוא בערך 0.14. זווית ההטיה המרבית שהרכבת יכולה לעמוד בה היא 8 °. לשם השוואה, מקדם ההדבקה של צמיגי מכוניות על אספלט יבש הוא גבוה בהרבה - מ- 0.50 ל- 0.70.לפיכך, רכבי דרך יכולים להתחיל בפתאומיות ולסיים את התנועה, כמו גם להיכנס לפניות תלולות יותר.
עובדה מעניינת: כדי להבטיח פנייה בטוחה של הרכבת, גלגליםיה עשויים בצורה לא סימטרית. לפיכך, מבפנים, קוטר ההגה גדול יותר (959 מ"מ), ומחוצה לו קטן יותר (953 מ"מ). ההבדל אינו משמעותי, אך הוא אפשר לפתור לחלוטין את בעיית המפנה.
רכבות החלקה ודרכים להתמודד עם זה
במינוח הרכבות יש מושג "החלקה" או "אגרוף" (שתי גרסאות שימוש במילונים שונים). זה מצביע על פירוק המצמד בין הפסים והגלגלים. החלקה יכולה להתרחש הן בתחילת הרכבת והן במהלכה. במקרה זה הגלגלים מתחילים להסתובב הרבה יותר מהר. זה נובע מרווח משיכה גבוה מדי בנקודה מסוימת.
אם הליך החלקה החל, לא ניתן להפסיק אותו באופן שרירותי. המתיחה בין מסילות לגלגלים מצטמצמת מאוד. כדי להפסיק להחליק, יש צורך להשתמש במכוני חיכוך, כמו גם להתאים את רגע המתיחה.
הסיבות להחלקה:
- מסילות רטובות אחרי גשם;
- זיהום מסילות ממוצא שונה;
- השכרה גדולה על זוג גלגלים;
- כניסת הרכבת לפנייה (בגלל העובדה שהגלגלים הפנימיים והחיצוניים עוברים דרך אחרת) וכו '.
החלקה משפיעה לרעה על מצב המעקה, כמו גם על הרכבת עצמה. ראשית, יש עומס חזק על המנוע, שיכול להשבית אותו.ניתן לעוות מסילות - בגלל חיכוך חזק המתכת מתחממת והמעקה מאבד את צורתו, "מתפשט" לצדדים. לאחר מכן, הם מתוקנים על ידי טחינה או מוחלפים.
להפסקת החלקה, חול או חומר שוחק אחר מסופקים לאזור בו המעקה נמצא במגע עם ההגה. הם גם מצמצמים את המתיחה שמתממשת על ידי המנוע. שיטה אחרת אסורה על פי כללי הפעולה הטכנית. שיטה זו כוללת שימוש בבלם קטר ישיר. זה כרוך בהצמדת גלגלי הגלגלים, וזה, בתורו, יוצר מצב מסוכן להובלת הרכבות.
גלגלי הרכבת והמעקות רק כלפי חוץ נראים חלקים לחלוטין. על הגלגלים עצמם יש חספוסים התורמים להדבקה של שני משטחים. ביניהם יש כוח חיכוך עם מקדם 0.14, שהוא הרבה פחות מאשר למשל חיכוך הצמיגים על אספלט (0.50-0.70). במקביל הרכבת מתחילה לנוע בצורה חלקה וגם בלימה חלקה. בשל משקלו, כמו גם התנגדות פני השטח של המעקה, מתרחש מצמד הגלגלים שבגללו הרכבת נעה על מסילות.