Esimeste auruvedurite ilmumise ajal tekitasid need rõõmu. Kuid peate lihtsalt mõtlema, kuidas ta sõidab siledatel rööbastel ja ei libise, sest kohe tekib palju küsimusi.
Kuidas raudteerattad?
Igal lavastusel on oma rattatootmise peensused, kuid töö põhietapid jäävad samaks. Ühe ratta keskmes on umbes 500 kg terast. Toorikut kuumutatakse järk-järgult ahjudes, kuumutatakse temperatuurini 1000 kraadi, seejärel kohe temperatuurini 1300. Seejärel töödeldakse seda katlakivi eemaldamiseks rõhu all oleva veega. Järgmine etapp on pressi veeremisliin. Toorik tihendatakse 40-60%, pärast mida see on ketta kujul - ilmuvad tulevase ratta kontuurid.
Järgmisel etapil moodustatakse lõpuks uisuring - ratta osa, mis puutub otse kokku rööpaga, samuti äärik (väljaulatuv osa). Pärast kõigi vajalike märgistuste kandmist ratas vananeb stressi leevendavates ahjudes isotermiliselt. Tulevikus soojendatakse ja töödeldakse seda uuesti kustutamiseks veega, samuti tugevdatakse seda laskurpuhastusmasina abil. Pärast kõiki protseduure keeratakse ratas soovitud parameetritele. Iga tootmisetapiga kaasneb kvaliteedikontroll.
Huvitav fakt: esimeste auruvedurite leiutajad kartsid, et rattad ei lähe siledatel rööbastel, seetõttu varustati need hammasratastega ja rööpad hammastega. Kuid see meetod oli liiga kallis ja mootori liikumine aeglustus.
Miks rongide rattad ei libise?
Näib, et vastus on ilmne: rong liigub mootori ja ratta pöörlemise tõttu. Tegelikult nõuab sõitmine veel ühte tegurit - liikumapanev jõud rööbastega rataste veojõu kujul. Esmapilgul tunduvad rööpad ja rattad täiesti siledad. Tegelikult on rataste pinnal ebatasasused, mis tagavad veojõu.
Rattad libisevad rööpa pinnal ja see näitab libiseva hõõrdumise olemasolu. Mida tugevamad on rööpad ja rattad kontaktis, seda kõrgem on see indikaator. Füüsikaseaduste kohaselt avaldab keha (rong) pinnale (rööbastele) survet vastavalt oma massile. Kuid vastusena suunab pind keha suhtes sama jõudu, mida nimetatakse toe reaktsioonijõuks.
Rongil on veojõu. Kõik selles olevad rattad on liikuvad, nii et haarderaskus on rongi mass, mida see mõjutab ratastel läbi rööbaste. Just tema paneb rattad pöörlema, alustades rööpast. Haardumisjõudu nimetatakse ka rongi veojõuks haardumisel.
Rong liigub sujuvalt. Ta hakkab ühtlaselt liikuma, suurendades kiirust ja peatub ühtlaselt. See on tingitud haardest. See on piisavalt tugev, et hoida kogu rong rööbastel. Rataste ja rööpade haardetegur on umbes 0,14. Maksimaalne kaldenurk, mida rong talub, on 8 °. Võrdluseks - autorehvide haardetegur kuival asfaldil on palju suurem - 0,50 kuni 0,70.Seetõttu saavad maanteesõidukid liiklust järsult alustada ja lõpetada, aga ka järsemaid pöördeid teha.
Huvitav fakt: rongi ohutu pöörde tagamiseks on selle rattad kuju asümmeetrilised. Nii on seestpoolt ratta läbimõõt suurem (959 mm) ja väljastpoolt väiksem (953 mm). Erinevus on tühine, kuid see võimaldas pöörde probleemi täielikult lahendada.
Rongide libisemine ja kuidas sellega toime tulla
Raudteeterminoloogias on olemas mõiste „libisemine“ või „poksimine“ (kaks erineva sõnaraamatu kasutamise varianti). See näitab siduri jagunemist rööbaste ja rataste vahel. Libisemine võib aset leida nii rongi alguses kui ka selle ajal. Sel juhul hakkavad rattad pöörlema palju kiiremini. Selle põhjuseks on teatud hetkel liiga suur veojõu suurenemine.
Kui libisemise protsess on alanud, ei saa seda meelevaldselt lõpetada. Veojõud rööbaste ja rataste vahel on oluliselt vähenenud. Libisemise peatamiseks on vaja kasutada hõõrdemuundureid, samuti reguleerida veojõudu.
Libisemise põhjused:
- märjad rööpad pärast vihma;
- mitmesuguse päritoluga rööbaste reostamine;
- suur rent rattapaaril;
- rongi sisenemine pöördesse (tulenevalt asjaolust, et sise- ja välisrattad läbivad erinevat rada) jne.
Libisemine mõjutab negatiivselt nii rööpa kui ka rongi enda seisundit. Esiteks on mootoril tugev koormus, mis võib selle välja lülitada.Rööpad võivad deformeeruda - tugeva hõõrdumise tõttu soojeneb metall ja rööp kaotab oma kuju, "levides" külgedele. Seejärel need parandatakse lihvimisega või asendatakse.
Libisemise peatamiseks tarnitakse liiva või muud abrasiivset materjali alale, kus rööp on rattaga kokkupuutes. Need vähendavad ka mootori teostatavat veojõudu. Teine meetod on tehnilise ekspluatatsiooni reeglite kohaselt keelatud. See meetod hõlmab veduri otspiduri kasutamist. See on täis rattapaari väntamist ja see omakorda loob raudteetranspordi jaoks ohtliku olukorra.
Rongide rattad ja rööpad tunduvad täiesti siledad. Rattadel endil on karedused, mis aitavad kaasa kahe pinna haardumisele. Nende vahel on hõõrdejõud koefitsiendiga 0,14, mis on palju väiksem kui näiteks rehvide hõõrdumine asfaldil (0,50–0,70). Samal ajal hakkab rong sujuvalt liikuma ja pidurdub ka sujuvalt. Oma raskuse, aga ka rööpa pinna vastupidavuse tõttu tekib rataste sidur, mille tõttu rong sõidab rööbastel.