Durante la aparición de las primeras locomotoras de vapor, causaron deleite. Pero solo tiene que pensar en cómo se monta en rieles lisos y no se desliza, ya que surgen muchas preguntas de inmediato.

¿Cómo funcionan las ruedas de ferrocarril?

Cada producción tiene sus propias sutilezas de fabricación de ruedas, pero las principales etapas de trabajo no cambian. En el corazón de una rueda hay aproximadamente 500 kg de acero. La pieza de trabajo se somete a calentamiento gradual en hornos, se calienta a 1000 grados, luego inmediatamente a 1300. Luego se trata con agua a presión para eliminar la incrustación. La siguiente etapa es la línea de prensado. La pieza de trabajo se compacta en un 40-60%, después de lo cual toma la forma de un disco: aparecen los contornos de la rueda futura.

En la siguiente etapa, finalmente se forma el círculo de patinaje: la parte de la rueda que contacta directamente con el riel, así como la brida (parte sobresaliente). Después de aplicar todas las marcas necesarias, la rueda se somete a envejecimiento isotérmico en hornos de alivio de tensión. En el futuro, nuevamente se calentará y se tratará con agua para enfriar, y se fortalecerá con una máquina de granallado. Después de todos los procedimientos, la rueda se muele a los parámetros deseados. Cada etapa de fabricación se acompaña de un control de calidad.

Hecho interesante: los inventores de las primeras locomotoras de vapor temían que las ruedas no fueran rieles lisos, por lo que estaban equipados con engranajes y los rieles con dientes. Pero este método era demasiado costoso y el movimiento del motor se ralentizó.

¿Por qué no resbalan las ruedas del tren?

Parece que la respuesta es obvia: el tren se mueve debido al funcionamiento del motor y la rotación de las ruedas. De hecho, la conducción requiere otro factor: la fuerza motriz en forma de tracción de las ruedas con rieles. A primera vista, los rieles y las ruedas parecen absolutamente lisos. De hecho, hay rugosidades en la superficie de las ruedas que proporcionan tracción.

Las ruedas se deslizan sobre la superficie del riel, y esto indica la presencia de fricción por deslizamiento. Cuanto más fuertes estén los rieles y las ruedas en contacto, mayor será este indicador. De acuerdo con las leyes de la física, el cuerpo (tren) ejerce presión sobre la superficie (rieles) de acuerdo con su masa. Pero en respuesta, la superficie dirige la misma fuerza con respecto al cuerpo, que se llama la fuerza de reacción del soporte.

El tren tiene peso de tracción. Todas las ruedas son móviles, por lo que el peso de agarre es la masa del tren, que actúa sobre los rieles a través de las ruedas. Es él quien hace girar las ruedas, comenzando desde el riel. La fuerza impulsora de la adhesión también se denomina fuerza de tracción del tren sobre la adhesión.

El tren se mueve suavemente. Él comienza a moverse de manera uniforme, aumentando la velocidad, y también se detiene de manera uniforme. Esto se debe al agarre. Es lo suficientemente fuerte como para sostener todo el tren sobre rieles. El coeficiente de adhesión entre ruedas y rieles es de aproximadamente 0.14. El ángulo de inclinación máximo que puede soportar el tren es de 8 °. A modo de comparación, el coeficiente de adhesión de los neumáticos de los automóviles sobre el asfalto seco es mucho mayor, de 0,50 a 0,70.Por lo tanto, los vehículos de carretera pueden comenzar y terminar abruptamente el tráfico, así como entrar en curvas más pronunciadas.

Hecho interesante: para garantizar un giro seguro del tren, sus ruedas tienen una forma asimétrica. Por lo tanto, en el interior, el diámetro de la rueda es más grande (959 mm), y en el exterior, más pequeño (953 mm). La diferencia es insignificante, pero permitió resolver completamente el problema del giro.

Skidding trenes y formas de lidiar con eso

En terminología ferroviaria, existe el concepto de deslizamiento o boxeo (dos variantes de uso en diferentes diccionarios). Denota una ruptura del embrague entre los rieles y las ruedas. El deslizamiento puede ocurrir tanto al comienzo del tren como durante el mismo. En este caso, las ruedas comienzan a girar mucho más rápido. Esto se debe a una ganancia de tracción demasiado alta en cierto punto.

Si el proceso de deslizamiento ha comenzado, no se puede terminar arbitrariamente. La tracción entre rieles y ruedas se reduce considerablemente. Para detener el deslizamiento, es necesario utilizar modificadores de fricción, así como ajustar el momento de tracción.

Razones para resbalar:

• rieles húmedos después de la lluvia;
• contaminación de rieles de diversos orígenes;
• alquiler grande sobre un par de ruedas;
• la entrada del tren en un giro (debido al hecho de que las ruedas internas y externas pasan por un camino diferente), etc.

El deslizamiento afecta negativamente la condición del riel, así como el tren en sí. En primer lugar, hay una fuerte carga en el motor, que puede desactivarlo.Los rieles pueden deformarse: debido a la fuerte fricción, el metal se calienta y el riel pierde su forma, "extendiéndose" hacia los lados. Posteriormente, se reparan mediante rectificado o se reemplazan.

Para detener el deslizamiento, se suministra arena u otro material abrasivo al área donde el riel está en contacto con la rueda. También reduzca la tracción que realiza el motor. Otro método está prohibido de acuerdo con las Reglas de operación técnica. Este método implica el uso de un freno locomotor directo. Está cargado de ruedas, y esto, a su vez, crea una situación peligrosa para el transporte ferroviario.

Las ruedas y rieles de tren solo parecen exteriormente lisos. En las ruedas mismas hay rugosidades que contribuyen a la adhesión de dos superficies. Entre ellos hay una fuerza de fricción con un coeficiente de 0.14, que es mucho menor que, por ejemplo, la fricción de los neumáticos en el asfalto (0.50-0.70). Al mismo tiempo, el tren comienza a moverse suavemente y también frena suavemente. Debido a su peso, así como a la resistencia de la superficie del riel, se produce el embrague de las ruedas, por lo que el tren viaja sobre rieles.