خلال ظهور قاطرات البخار الأولى ، تسببوا في البهجة. ولكن عليك فقط التفكير في كيفية ركوب القضبان السلسة وعدم الانزلاق ، حيث تنشأ الكثير من الأسئلة على الفور.

كيف عجلات السكك الحديدية؟

كل إنتاج له خواصه الدقيقة لتصنيع العجلات ، ولكن المراحل الرئيسية للعمل لم تتغير. في قلب عجلة واحدة ما يقرب من 500 كجم من الفولاذ. تخضع قطعة العمل للتدفئة التدريجية في الأفران ، ويتم تسخينها إلى 1000 درجة ، ثم على الفور إلى 1300. ثم يتم معالجتها بالماء تحت الضغط لإزالة الميزان. المرحلة التالية هي خط لف الصحافة. يتم ضغط قطعة العمل بنسبة 40-60 ٪ ، وبعد ذلك تأخذ شكل قرص - تظهر الخطوط العريضة للعجلة المستقبلية.

في المرحلة التالية ، يتم تشكيل دائرة التزلج أخيرًا - جزء من العجلة التي تتصل مباشرة بالسكك الحديدية ، وكذلك الحافة (الجزء البارز). بعد تطبيق جميع العلامات الضرورية ، تتعرض العجلة لشيخوخة متساوية في أفران تخفيف الإجهاد. في المستقبل ، سيتم تسخينه مرة أخرى ومعالجته بالماء للتبريد ، بالإضافة إلى تقويته باستخدام آلة السفع بالخردق. بعد كل الإجراءات ، يتم تدوير العجلة إلى المعلمات المطلوبة. ويرافق كل مرحلة من مراحل التصنيع مراقبة الجودة.

حقيقة مثيرة للاهتمامكان مخترعو القاطرات البخارية الأولى خائفين من أن العجلات لن تسير على قضبان ناعمة ، لذلك كانت مجهزة بالتروس ، والقضبان بأسنان. لكن هذه الطريقة كانت مكلفة للغاية ، وتباطأت حركة المحرك.

لماذا لا تنزلق عجلات القطار؟

يبدو أن الجواب واضح: يتحرك القطار بسبب تشغيل المحرك ودوران العجلات. في الواقع ، تتطلب القيادة عاملاً آخر - القوة الدافعة في شكل جر العجلات مع القضبان. للوهلة الأولى ، تبدو القضبان والعجلات ناعمة تمامًا. في الواقع ، هناك خشونة على سطح العجلات توفر الجر.

تنزلق العجلات على سطح السكة ، وهذا يشير إلى وجود احتكاك منزلق. وكلما كانت القضبان والعجلات على اتصال أقوى ، ارتفع هذا المؤشر. وفقًا لقوانين الفيزياء ، يمارس الجسم (القطار) ضغطًا على السطح (القضبان) وفقًا لكتلته. ولكن ردا على ذلك ، يوجه السطح نفس القوة فيما يتعلق بالجسم ، والذي يسمى قوة رد فعل الدعم.

القطار لديه وزن الجر. جميع العجلات فيها متحركة ، لذا فإن وزن القبضة هو كتلة القطار ، والتي تعمل على القضبان من خلال العجلات. هو الذي يجعل العجلات تدور ، بدءاً من السكة. تسمى القوة الدافعة للالتصاق أيضًا قوة الجر في القطار من أجل الالتصاق.

يتحرك القطار بسلاسة. يبدأ بالتساوي في التحرك ، ويزيد السرعة ، ويتوقف أيضًا بالتساوي. هذا بسبب القبضة. إنه قوي بما يكفي ليحمل القطار بأكمله على القضبان. يبلغ معامل الالتصاق بين العجلات والقضبان حوالي 0.14. زاوية الإمالة القصوى التي يتحملها القطار هي 8 درجات. للمقارنة ، فإن معامل التصاق إطارات السيارات على الأسفلت الجاف أعلى بكثير - من 0.50 إلى 0.70.لذلك ، يمكن أن تبدأ مركبات الطرق حركة المرور وتنهيها فجأة ، وكذلك الدخول في منعطفات أكثر حدة.

حقيقة مثيرة للاهتمام: لضمان الدوران الآمن للقطار ، فإن عجلاتها مصنوعة بشكل غير متماثل. وبالتالي ، من الداخل ، يكون قطر العجلة أكبر (959 مم) ، وفي الخارج ، أصغر (953 مم). الفرق ضئيل ، لكنه سمح بحل مشكلة التدوير بالكامل.

انزلاق القطارات وطرق التعامل معها

في مصطلحات السكك الحديدية ، هناك مفهوم "الانزلاق" أو "الملاكمة" (نوعان مختلفان للاستخدام في قواميس مختلفة). يشير إلى انهيار القابض بين القضبان والعجلات. يمكن أن يحدث التزلج في بداية القطار وأثناءه. في هذه الحالة ، تبدأ العجلات في الدوران بشكل أسرع. ويرجع ذلك إلى ارتفاع قوة الجر عند نقطة معينة.

إذا بدأت عملية الانزلاق ، فلا يمكن إنهاؤها بشكل تعسفي. تم تقليل الجر بين القضبان والعجلات بشكل كبير. لإيقاف الانزلاق ، من الضروري استخدام معدّلات الاحتكاك ، وكذلك ضبط لحظة الجر.

أسباب الانزلاق:

• القضبان الرطبة بعد المطر ؛
• تلوث القضبان من أصل مختلف ؛
• تأجير كبير على زوج من العجلات ؛
• دخول القطار في منعطف (بسبب حقيقة أن العجلات الداخلية والخارجية تمر بمسار مختلف) ، إلخ.

يؤثر الانزلاق سلبيًا على حالة السكة ، وكذلك القطار نفسه. بادئ ذي بدء ، هناك حمولة قوية على المحرك ، والتي يمكن تعطيلها.يمكن أن تتشوه القضبان - بسبب الاحتكاك القوي ، يسخن المعدن ويفقد السكة شكله ، "ينتشر" على الجانبين. بعد ذلك ، يتم إصلاحها إما عن طريق الطحن أو استبدالها.

لإيقاف الانزلاق ، يتم توفير الرمل أو المواد الكاشطة الأخرى إلى المنطقة التي يكون فيها السكة ملامسة للعجلة. كما أنها تقلل من الجر الذي يتم تحقيقه بواسطة المحرك. طريقة أخرى محظورة وفقا لقواعد التشغيل الفني. تتضمن هذه الطريقة استخدام فرامل مباشرة للقاطرة. إنه أمر محفوف بتدوير العجلات ، وهذا بدوره يخلق حالة خطيرة للنقل بالسكك الحديدية.

تبدو عجلات القطارات والقضبان للخارج فقط سلسة تمامًا. على العجلات نفسها هناك خشونة تساهم في التصاق سطحين. فيما بينها هناك قوة احتكاك بمعامل 0.14 ، وهو أقل بكثير من ، على سبيل المثال ، احتكاك الإطارات على الأسفلت (0.50-0.70). في نفس الوقت ، يبدأ القطار في التحرك بسلاسة وكذلك الفرامل بسلاسة. نظرًا لوزنه ، وكذلك مقاومة سطح السكة ، يحدث قابض العجلات ، حيث يسافر القطار على القضبان.