Качение колеса по рельсу без проскальзывания происходит за счет силы сцепления Вс, действующей со стороны рельса на колесо в точке их контакта,

где 1|) - коэффициент сцепления.

Между колесом и рельсом на контактируемых площадях давление достигает 1,2-1,5 ГПа. В зоне контакта происходит механическое вдавливание и молекулярное притяжение контактируемых поверхностей, что вызывает их износ и разрушение. Таким образом, сцепление колес с рельсами представляет сложный процесс, при котором происходит преодоление механического зацепления и молекулярного притяжения контактируемых поверхностей.

Схема сил, действующих на колесо

Рис. 3. Схема сил, действующих на колесо

Коэффициент сцепления г|з, равный отношению максимально возможной силы сцепления к действительной нагрузке колеса на рельс, зависит от состояния поверхности рельсов и колес, от нагрузки колеса на рельс, изменяющейся в процессе движения вследствие неровностей пути, разгрузки колес и т. п., а также от скорости движения. Для грузовых вагонов при скоростях от 20 до 120 км/ч и нагрузке колесной пары на рельсы от 60 до 220 кН коэффициент сцепления изменяется от 0,13 до 0,07 и для пассажирских при скоростях от 40 до 160 км/ч - от 0,14 до 0,09. Во время тумана, .росы, при моросящем дожде, особенно при образовании на рельсах инея и загрязненных рельсах, коэффициент сцепления уменьшается и может быть менее 0,04. При сильном дожде, когда рельсы чистые, коэффициент сцепления остается таким же, как и при сухих рельсах. При входе колес в кривые участки и при выходе из них коэффициент ф уменьшается на 5- 10%. Коэффициент сцепления повышается до 0,2 при подсыпке песка на рельсы и различных способах очистки их. Расчетный коэффициент сцепления колес с рельсами

1|)р= (0,17 - 0,00015 (<7 -50)]/(и), (4)

где ц - нагрузка от колесной пары на рельсы (осевая нагрузка), кН; /(о) - функция скорости, параметры которой зависят от типа подвижного состава.

Таблица I

РАСЧЕТНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ СЦЕПЛЕНИЯ ДЛЯ РАЗНЫХ ТИПОВ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Тип подвижного состава

Расчетная скорость, км/ч

Значения функции

Расчетный коэффициент сцепления при на!рузке от колесной пары на рельсы, кН

 

60

100

150

•200

250

Пассажирские и изотермические вагоны, вагоны электро- и дизель-поездов

40 120 140 160

0,70 0,55 0,53 0,51

0,140 0,110 0,106 0,101

0,135 0,107 0,102 0,097

0,130 0,102 0,098 0,094

0,124 0,097 0,094 0,090

-

Грузовые вагоны

20 100 120

0,71 0,52 0,47

0,131 0,097 0,092

0,125 0,094 0,090

0,121 0,090 0,085

0,116 0,086 0,081

0,110 0,081 0,070

Локомотивы

20 100 160

0,65 0,49 0,46

-

=

0,132 0,097 0,087

0,126 0,093 0,083

0,119 0,088 0,078

Значения расчетных коэффициентов сцепления для разных типов подвижного состава при скоростях движения, принимаемых для проверки отсутствия заклинивания колесных пар, приведены в табл. 1.

Коэффициент трения тормозной колодки зависит от многих факторов: материала колодки, скорости движения, удельного давления колодки, материала колеса, состояния рельсов и др. Коэффициент трения показывает, какую часть от силы нажатия

Зависимость коэффициента трения тормозных колодок от скорости V.

Рис 4 Зависимость коэффициента трения тормозных колодок от скорости V.

I - чугунные (максимальный), 2 - из фосфорне того чугуна, 3-композиционные из материала 8 1 66

составляет сила трения. Для чугунных стандартных тормозных колодок коэффициент трения где К - сила нажатия на колодку, кН,

V-скорость движения поезда, км/ч.

Чугунные колодки с повышенным содержанием фосфора (до 1,4 %) имеют более высокие значения коэффициента трения (рис. 4) и обладают примерно вдвое повышенной износостойкостью по сравнению с типовыми чугунными колодками. Однако на затяжных спусках износостойкость колодок из фосфористого чугуна значительно снижается. Кроме того, они имеют повышенную хрупкость, что вызывает необходимость применения стальных спинок. Постановка двух секционных чугунных колодок длиной 250 мм в одном башмаке несколько повышает коэффициент трения колодок и уменьшает их износ.

Композиционные колодки из материала 8-1-66 обладают примерно в 3 раза большей износостойкостью

по сравнению со стандартными, чугунными колодками, но имеют худшую теплопроводность при увеличенной работе сил трения. Поэтому композиционные колодки из материала 8-1-66 применяют с некоторыми ограничениями (средний режим при загрузке вагона более 60 кН на ось, допускаются кольцевые выработки глубиной до 2 мм на уклоне 1~7 и до 1 мм у основания гребня колеса и др.).

Предыдущая Оглавление Следующая

Рекомендуемый контент: