Trong sự xuất hiện của đầu máy hơi nước đầu tiên, chúng gây ra sự thích thú. Nhưng bạn chỉ cần suy nghĩ về cách anh ấy cưỡi trên đường ray trơn tru và không trượt, vì rất nhiều câu hỏi ngay lập tức được đặt ra.

Làm thế nào để bánh xe đường sắt?

Mỗi sản xuất có sự tinh tế riêng của sản xuất bánh xe, nhưng các giai đoạn chính của công việc là không thay đổi. Tại trung tâm của một bánh xe là khoảng 500 kg thép. Các phôi được gia nhiệt từ từ trong lò nung, nung nóng đến 1000 độ, sau đó ngay lập tức đến 1300. Sau đó, nó được xử lý bằng nước dưới áp lực để loại bỏ quy mô. Giai đoạn tiếp theo là dây chuyền ép. Các phôi được nén 40-60%, sau đó nó có dạng đĩa - các đường viền của bánh xe trong tương lai xuất hiện.

Ở giai đoạn tiếp theo, vòng tròn trượt băng cuối cùng được hình thành - phần của bánh xe tiếp xúc trực tiếp với đường ray, cũng như mặt bích (phần nhô ra). Sau khi áp dụng tất cả các dấu hiệu cần thiết, bánh xe phải chịu sự lão hóa đẳng nhiệt trong các lò giảm căng thẳng. Trong tương lai, nó sẽ lại được làm nóng và xử lý bằng nước để làm nguội, cũng như được tăng cường bằng cách sử dụng máy nổ mìn. Sau tất cả các thủ tục, bánh xe được chuyển sang các tham số mong muốn. Mỗi giai đoạn sản xuất được kèm theo kiểm soát chất lượng.

Sự thật thú vị: những người phát minh ra đầu máy hơi nước đầu tiên sợ rằng các bánh xe sẽ không đi trên đường ray trơn tru, vì vậy chúng được trang bị bánh răng và đường ray có răng. Nhưng phương pháp này quá tốn kém, và chuyển động của động cơ chậm lại.

Tại sao bánh xe lửa không trượt?

Dường như câu trả lời là hiển nhiên: tàu di chuyển do hoạt động của động cơ và vòng quay của các bánh xe. Trong thực tế, lái xe đòi hỏi một yếu tố khác - lực lái dưới dạng lực kéo của bánh xe với đường ray. Thoạt nhìn, đường ray và bánh xe có vẻ hoàn toàn trơn tru. Trong thực tế, có những độ nhám trên bề mặt của các bánh xe cung cấp lực kéo.

Các bánh xe trượt trên bề mặt của đường ray, và điều này cho thấy sự hiện diện của ma sát trượt. Đường ray và bánh xe tiếp xúc càng mạnh thì chỉ báo này càng cao. Theo định luật vật lý, cơ thể (tàu hỏa) tạo áp lực lên bề mặt (đường ray) theo khối lượng của nó. Nhưng đáp lại, bề mặt chỉ đạo cùng một lực đối với cơ thể, được gọi là lực phản ứng của giá đỡ.

Tàu có trọng lượng lực kéo. Tất cả các bánh xe trong nó đều là điện thoại di động, vì vậy trọng lượng bám là khối lượng của tàu, nó tác động lên đường ray qua các bánh xe. Chính anh ta là người làm cho bánh xe quay, bắt đầu từ đường sắt. Động lực của độ bám dính còn được gọi là lực kéo của tàu trên độ bám dính.

Tàu di chuyển trơn tru. Anh ta bắt đầu di chuyển đều, tăng tốc độ và cũng dừng lại đều. Điều này là do độ bám. Nó đủ mạnh để giữ toàn bộ tàu trên đường ray. Hệ số bám dính giữa bánh xe và đường ray là khoảng 0,14. Góc nghiêng tối đa mà tàu có thể chịu được là 8 °. Để so sánh, hệ số bám dính của lốp xe ô tô trên nhựa đường khô cao hơn nhiều - từ 0,50 đến 0,70.Do đó, các phương tiện giao thông đường bộ có thể đột ngột bắt đầu và kết thúc giao thông, cũng như đi vào các khúc cua dốc hơn.

Sự thật thú vị: để đảm bảo quay đầu tàu an toàn, bánh xe của nó được chế tạo không đối xứng theo hình dạng. Do đó, ở bên trong, đường kính của bánh xe lớn hơn (959 mm), và ở bên ngoài, nhỏ hơn (953 mm). Sự khác biệt là không đáng kể, nhưng nó cho phép giải quyết hoàn toàn vấn đề rẽ.

Trượt tàu và cách để đối phó với nó

Trong thuật ngữ đường sắt, có khái niệm về trò trượt dốc hay trò đấm bốc đấm bốc (hai biến thể sử dụng trong các từ điển khác nhau). Nó chỉ ra sự cố của bộ ly hợp giữa đường ray và bánh xe. Trượt có thể xảy ra cả ở đầu tàu và trong khi tàu. Trong trường hợp này, các bánh xe bắt đầu quay nhanh hơn nhiều. Điều này là do mức tăng lực kéo quá cao tại một thời điểm nhất định.

Nếu quá trình trượt đã bắt đầu, nó không thể tự ý kết thúc. Lực kéo giữa đường ray và bánh xe giảm đáng kể. Để dừng trượt, cần phải sử dụng các bộ điều chỉnh ma sát, cũng như điều chỉnh thời điểm lực kéo.

Lý do trượt:

• đường ray ướt sau mưa;
• ô nhiễm đường ray có nguồn gốc khác nhau;
• cho thuê lớn trên một cặp bánh xe;
• lối vào của tàu thành một ngã rẽ (do thực tế là các bánh xe bên trong và bên ngoài đi qua một con đường khác nhau), v.v.

Trượt ảnh hưởng tiêu cực đến tình trạng của đường sắt, cũng như chính tàu. Trước hết, có một tải mạnh trên động cơ, có thể vô hiệu hóa nó.Đường ray có thể bị biến dạng - do ma sát mạnh, kim loại nóng lên và đường ray mất hình dạng, "lan rộng" sang hai bên. Sau đó, chúng được sửa chữa bằng cách mài hoặc thay thế.

Để ngăn chặn trượt, cát hoặc vật liệu mài mòn khác được cung cấp cho khu vực nơi đường ray tiếp xúc với bánh xe. Cũng giảm lực kéo được thực hiện bởi động cơ. Một phương pháp khác bị cấm theo Quy tắc hoạt động kỹ thuật. Phương pháp này liên quan đến việc sử dụng phanh trực tiếp của đầu máy. Nó đầy rủi ro với việc quay bánh xe, và điều này, đến lượt nó, tạo ra một tình huống nguy hiểm cho vận tải đường sắt.

Bánh xe lửa và đường ray chỉ bên ngoài có vẻ hoàn toàn trơn tru. Trên các bánh xe có những chỗ gồ ghề góp phần vào sự bám dính của hai bề mặt. Giữa chúng có một lực ma sát với hệ số 0,14, ít hơn nhiều so với, ví dụ, ma sát của lốp xe trên nhựa đường (0,50-0,70). Đồng thời, tàu bắt đầu di chuyển trơn tru và cũng phanh êm. Do trọng lượng của nó, cũng như sức cản của bề mặt đường ray, bộ ly hợp của các bánh xe xảy ra, do đó tàu đi trên đường ray.