Během objevování prvních parních lokomotiv způsobily potěšení. Musíte však jen přemýšlet o tom, jak jezdí na hladkých kolejích a neklouzává, protože hned vyvstává mnoho otázek.
Jak se železniční kola?
Každá výroba má své vlastní jemnosti výroby kol, ale hlavní fáze práce se nemění. Srdcem jednoho kola je přibližně 500 kg oceli. Obrobek je podroben postupnému ohřevu v pecích, zahříván na 1000 stupňů, potom okamžitě na 1300. Poté je zpracován vodou pod tlakem, aby se odstranil vodní kámen. Další fází je lisovací linka. Obrobek je stlačen o 40 - 60%, po kterém má tvar disku - objeví se obrysy budoucího kola.
V další fázi se konečně vytvoří bruslařská kružnice - část kola, která se přímo dotýká kolejnice, jakož i příruba (vyčnívající část). Po nanesení všech potřebných značek je kolo podrobeno izotermickému stárnutí v pecech snižujících stres. V budoucnu bude znovu zahřívána a ošetřena vodou pro kalení a posílena pomocí tryskacího stroje. Po všech postupech se kolo otočí na požadované parametry. Každá fáze výroby je doprovázena kontrolou kvality.
Zajímavý fakt: vynálezci prvních parních lokomotiv se báli, že kola nepůjdou hladkými kolejnicemi, takže byly vybaveny převody a kolejnice se zuby. Tato metoda však byla příliš nákladná a pohyb motoru se zpomalil.
Proč neklouzají kola vlaku?
Zdá se, že odpověď je zřejmá: vlak se pohybuje v důsledku provozu motoru a otáčení kol. Ve skutečnosti řízení vyžaduje další faktor - hnací sílu ve formě tažení kol s kolejnicemi. Na první pohled vypadají kolejnice a kola naprosto hladce. Ve skutečnosti na povrchu kol jsou drsnosti, které zajišťují trakci.
Kola se klouže po povrchu kolejnice, což indikuje přítomnost kluzného tření. Čím silnější jsou kolejnice a kola v kontaktu, tím vyšší je tento indikátor. Podle fyzických zákonů tělo (vlak) vyvíjí tlak na povrch (kolejnice) v souladu s jeho hmotností. Ale v odezvě, povrch řídí stejnou sílu s ohledem na tělo, které se nazývá reakční síla podpory.
Vlak má tažnou hmotnost. Všechna kola v něm jsou pohyblivá, takže přilnavost je hmotnost vlaku, který působí na kolejnice skrz kola. Je to on, kdo způsobí, že se kola točí, počínaje kolejnicí. Hnací síla adheze se také nazývá tažná síla vlaku na adhezi.
Vlak se pohybuje hladce. Rovnoměrně se pohybuje, zvyšuje rychlost a rovnoměrně se zastavuje. Je to kvůli přilnavosti. Je dostatečně silný, aby udržel celý vlak na kolejích. Koeficient adheze mezi koly a kolejnicemi je asi 0,14. Maximální úhel náklonu, který vlak vydrží, je 8 °. Pro srovnání je koeficient adheze pneumatik automobilu na suchém asfaltu mnohem vyšší - od 0,50 do 0,70.Silniční vozidla proto mohou náhle zahájit a ukončit provoz a také vstoupit do prudších zatáček.
Zajímavý fakt: Aby byla zajištěna bezpečná jízda vlaku, jsou jeho kola vyrobena asymetricky. Z vnitřku je tedy průměr kola větší (959 mm) a z vnějšku menší (953 mm). Rozdíl je zanedbatelný, ale umožnil to úplně vyřešit problém soustružení.
Smyk vlaky a způsoby, jak se s tím vypořádat
V železniční terminologii existuje pojem „uklouznutí“ nebo „boxu“ (dvě varianty použití v různých slovnících). Označuje poruchu spojky mezi kolejnicemi a koly. Klouzání může nastat jak na začátku vlaku, tak i během něj. V tomto případě se kola začnou točit mnohem rychleji. Je to kvůli příliš vysokému trakčnímu zisku v určitém bodě.
Pokud byl proces uklouznutí zahájen, nelze jej libovolně ukončit. Trakce mezi kolejnicemi a koly je výrazně snížena. K zastavení skluzu je nutné použít modifikátory tření a upravit tažný moment.
Důvody sklouznutí:
- mokré kolejnice po dešti;
- znečištění kolejnic různého původu;
- velký pronájem na dvojici kol;
- vstup vlaku do zatáčky (kvůli skutečnosti, že vnitřní a vnější kola projdou jinou cestou) atd.
Smykování negativně ovlivňuje stav kolejnice i samotný vlak. Za prvé, motor je silně zatěžován, což jej může deaktivovat.Kolejnice se mohou zdeformovat - díky silnému tření se kov zahřívá a kolejnice ztrácí svůj tvar, „se šíří“ do stran. Následně jsou buď opraveny broušením nebo vyměněny.
Aby nedošlo k uklouznutí, je do oblasti, kde je kolejnice v kontaktu s kolečkem, přiváděn písek nebo jiný brusný materiál. Také snižují trakci, kterou motor dosahuje. Podle pravidel technického provozu je zakázána jiná metoda. Tato metoda zahrnuje použití přímé lokomotivní brzdy. Je to plné kliky dvojkolí, což zase vytváří nebezpečnou situaci pro železniční dopravu.
Vlak kola a kolejnice pouze navenek vypadají dokonale hladce. Na samotných kolech jsou drsnosti, které přispívají k přilnavosti dvou povrchů. Mezi nimi existuje třecí síla s koeficientem 0,14, což je mnohem méně než například tření pneumatik na asfaltu (0,50 - 0,70). Současně se vlak pohybuje plynule a také plynule zabrzdí. Díky své hmotnosti a odporu povrchu kolejnice dochází ke spojce kol, díky níž vlak jede po kolejích.