Явление, когда колесо прекращает вращаться и скользит по рельсу при продолжающемся движении поезда, называется заклиниванием, или юзом. Как правило, заклинивание колесной пары не наступает мгновенно. Этому предшествует ее проскальзывание, т. е. скорость колесной пары становится меньше поступательной скорости единицы подвижного состава, что приводит к увеличению тормозной силы за счет повышения коэффициента трения и заклиниванию. При этом вследствие трения колеса по рельсу в точке их'контакта возникают высокие температуры, приводящие к сдвигу металла на поверхности катания колеса (навар) при проскальзывании, образованию на нем ползуна (овальная площадка) при скольжении, а в некоторых случаях - к выкрашиванию металла колеса и образованию выщербины.

Чтобы качение по рельсу при торможении происходило без проскальзывания или юза, необходимо, чтобы тормозная сила Вт не превышала силу сцепления колес с рельсами, т. е.

фкр2/Ср<1()р2Рк, (14)

где 2РК - нагрузка от колесной пары на рельсы.

Это условие можно записать в виде

Ар<- (14а)

фкр

или

*т=ФкрТ}Р<Чу (146)

Таким образом, максимальная реализуемая удельная тормозная сила ограничена величиной коэффициента сцепления колес с рельсами.

Рнс. 7. Изменение тормозной, силы Вт при заклинивании (юзе)

На рис. 7 приведена кривая изменения тормозной силы при заклинивании колесной пары. На участке АБ тормозная сила нарастает вследствие увеличения силы нажатия колодок на колесо и на участке БВ - из-за роста фк вследствие уменьшения скорости (при постоянной силе нажатия колодок). В точке В из-за нарушения сцепления с рельсом скорость вращения колеса уменьшается, фк увеличивается и тормозная сила резко повышается до максимальной, отмеченной на кривой буквой Г. В этот момент вращение колеса прекращается, наступает юз и тормозная сила резко падает до величины, обозначенной буквой Д. Поскольку вращение колеса прекратилось, тормозной силой (участок ДЕ) становится сила трения скольжения колес по рельсам. Коэффициент трения скольжения колес по рельсам значительно меньше коэффициента сцепления, что приводит к увеличению времени движения поезда, т. е. к увеличению тормозного пути. Некоторое увеличение тормозной силы перед остановкой (точка Е) объясняется ростом коэффициента трения заклиненного колеса при падении скорости и образованием ползуна.

Особенно опасен юз при трогании с места, когда фк = 0,24-0,25. Уже при скорости 5-8 км/ч коэффициент .трения между колесом и рельсом снизится до 0,08-0,1, т. е. станет примерно в 2 раза меньше, и восстановить вращение колеса весьма трудно. При глубине ползуна, равной 2,5-3,0 мм, колесная пара самостоятельно выйти из юза не может, даже если наступит полный отпуск тормоза.

Износ колеса при юзе (ползун) зависит от скорости движения, нагрузки на ось и коэффициента трения скольжения заклиненного колеса по рельсу. При нагрузке на ось 60 кН износ колеса на 1000 м пути примерно составляет 0,1 мм при у = 80 км/ч и 0,25 мм при V - = 140 км/ч; при нагрузке 200 кН износ соответственно 1,25 и 2,9 мм.

При заклинивании колесных пар снижается эффективность тормозов, производится отцепка вагонов для обточки колесных пар с ползунами, превышающими норму, появляются дополнительные напряжения в колесных парах, буксах и рельсах. В зимнее время несвоевременно обнаруженный ползун может привести к появлению трещин в рельсах (при ползуне глубиной 2 мм сила удара колеса по рельсу при скорости 40 км/ч составляет 450 кН). Порядок следования подвижного состава при образовании ползунов и навара приведен в п. 82.

Предыдущая Оглавление Следующая

Рекомендуемый контент: