10.3.Механизм бокового износа головки наружного рельса в кривых при избытке его возвышения. Эффект «точила»
Как уже отмечалось, при избытке возвышения неизбежное продольное скольжение колёс, обусловленное жесткой их насадкой на оси, происходит по наружному рельсу кривой по направлению движения, а при дефиците возвышения – по внутреннему в виде боксования. Поскольку в течении последних 10 лет на дорогах России на подавляющем большенстве кривых имеет место избыток возвышения, то практически гребни всех колёс первой по ходу оси тележки в кривых скользят по боковой грани наружного рельса одновременно по кругу контакта и вдоль рельса. При этом проявляется эффект «точила»: гребень скользит по кругу в опережающем контакте сверху вниз под углом γ = 1 – 5 º к направлению рельса и одновременно скользит вдоль рельса из–за жесткой насадки колёс на оси. При этом в контакте гребня колеса с боковой гранью головки рельса происходит стачивание боковой грани головки рельса гребнем по аналогии с обработкой продольной детали точилом со скольжением абразивного круга под углом γ = 1 – 5 º с одновременным продольным перемещением круга вдоль детали. Механизм бокового износа головки и гребня определяется при этом не только круговым и продольным скольжением гребня, но и в значительной мере контактным давлением. Последнее определяется делением силы прижатия гребня на площадь его контакта с боковой гранью головки рельса. Поскольку указанная площадь контакта минимальна при контактировании гребней с новым рельсом, то и интенсивность бокового износа новых рельсов при прочих равных условиях максимальная. Это на дорогах России наблюдается повсеместно. Кроме того, из-за наличия забега z, являющегося функцией угла набегания α, облегчается вкатывание гребня на головку рельса, особенно при наличии ее бокового износа и избытка возвышения.
Последнее обусловлено тем, что продольное скольжение гребней по боковой грани головки происходит по направлению движения, а вектор реакции кругового скольжения направлен с отклонением вверх под углом γ = 1 – 5 º от направления продольного скольжения, т. е. от направления движения. При дефиците возвышения наружного рельса неизбежное продольное скольжение колес, обусловленное их жесткой насадкой на оси, осуществляется по внутреннему рельсу в виде боксования. При этом несколько увеличивается износ верха головки внутреннего рельса кривых и существенно (в несколько раз) снижается интенсивность бокового износа головки наружного рельса и гребней колес. Кроме того, значительно уменьшается вероятность вкатывания гребня на головку наружного рельса (выжимания вагонов).
10.4.Мероприятия по снижению интенсивности бокового износа рельсов и гребней колес
1. Ничего нет более практичного, чем хорошая теория. Если теория неверна, то и практические рекомендации, основанные на её использовании, не могут быть эффективными. К сожалению, в течение уже многих десятилетий на дорогах России и ряда других стран для анализа причин фрикционного износа рельсов и колес применяют так называемый фактор износа Физ, не учитывающий путь скольжения контактирующих поверхностей:
Физ=Nαf… , (10.4)
где N – горизонтальная поперечная нагрузка от гребня колеса на рельс (направляющая сила); α – угол набегания колеса; f – коэффициент трения.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.