पहले भाप इंजनों की उपस्थिति के दौरान, वे प्रसन्न थे। लेकिन आपको सिर्फ यह सोचना है कि वह चिकनी रेल पर कैसे सवार होता है और स्किड नहीं करता है, क्योंकि बहुत सारे सवाल तुरंत उठते हैं।
रेलवे के पहिए कैसे?
प्रत्येक उत्पादन में पहिया निर्माण की अपनी सूक्ष्मताएं होती हैं, लेकिन काम के मुख्य चरण अपरिवर्तित होते हैं। एक पहिया के दिल में लगभग 500 किलोग्राम स्टील होता है। वर्कपीस को भट्टियों में क्रमिक हीटिंग, 1000 डिग्री तक गरम किया जाता है, फिर तुरंत 1300 तक पहुंचाया जाता है। फिर पैमाने को हटाने के लिए इसे पानी के दबाव के साथ इलाज किया जाता है। अगला चरण प्रेस-रोलिंग लाइन है। वर्कपीस को 40-60% तक संकुचित किया जाता है, जिसके बाद यह डिस्क का रूप लेता है - भविष्य के पहिये की रूपरेखा दिखाई देती है।
अगले चरण में, स्केटिंग सर्कल आखिरकार बनता है - पहिया का हिस्सा जो सीधे रेल से संपर्क करता है, साथ ही साथ निकला हुआ किनारा (प्रोट्रूडिंग भाग)। सभी आवश्यक चिह्नों को लागू करने के बाद, पहिया तनाव से राहत भट्टियों में इज़ोटेर्माल उम्र बढ़ने के अधीन है। भविष्य में, इसे फिर से गर्म किया जाएगा और शमन के लिए पानी के साथ इलाज किया जाएगा, साथ ही एक शॉट ब्लास्टिंग मशीन का उपयोग करके मजबूत किया जाएगा। सभी प्रक्रियाओं के बाद, पहिया वांछित मापदंडों को पीसता है। विनिर्माण का प्रत्येक चरण गुणवत्ता नियंत्रण के साथ है।
रोचक तथ्य: पहले स्टीम लोकोमोटिव के आविष्कारकों को डर था कि पहियों को चिकनी रेल पर नहीं जाना होगा, इसलिए वे गियर से लैस थे, और दांतों के साथ रेल। लेकिन यह तरीका बहुत महंगा था, और इंजन की गति धीमी हो गई।
ट्रेन के पहिए क्यों नहीं फिसले?
ऐसा लगता है कि उत्तर स्पष्ट है: इंजन के संचालन और पहियों के रोटेशन के कारण ट्रेन चलती है। वास्तव में, ड्राइविंग के लिए एक और कारक की आवश्यकता होती है - पटरियों के साथ पहियों के कर्षण के रूप में ड्राइविंग बल। पहली नज़र में, रेल और पहिए बिल्कुल चिकनी लगते हैं। वास्तव में, पहियों की सतह पर खुरदरापन हैं जो कर्षण प्रदान करते हैं।
पहिए रेल की सतह पर स्लाइड करते हैं, और यह स्लाइडिंग घर्षण की उपस्थिति को इंगित करता है। रेल और पहिए संपर्क में जितने मजबूत होते हैं, यह संकेतक उतना ही अधिक होता है। भौतिकी के नियमों के अनुसार, शरीर (ट्रेन) अपने द्रव्यमान के अनुसार सतह (रेल) पर दबाव डालती है। लेकिन प्रतिक्रिया में, सतह शरीर के संबंध में उसी बल को निर्देशित करती है, जिसे समर्थन का प्रतिक्रिया बल कहा जाता है।
ट्रेन में कर्षण भार है। इसमें सभी पहिए मोबाइल हैं, इसलिए ग्रिप वेट ट्रेन का द्रव्यमान है, जो यह पहियों के माध्यम से रेल पर कार्य करता है। यह वह है जो रेल से शुरू करके पहियों को स्पिन करता है। आसंजन की प्रेरक शक्ति को आसंजन पर ट्रेन का कर्षण बल भी कहा जाता है।
ट्रेन सुचारू रूप से चलती है। वह समान रूप से गति करना शुरू कर देता है, गति बढ़ाता है, और समान रूप से रुक भी जाता है। यह पकड़ के कारण है। यह पूरी तरह से रेल को पकड़ने के लिए मजबूत है। पहियों और रेल के बीच आसंजन का गुणांक लगभग 0.14 है। ट्रेन का सामना कर सकने वाला अधिकतम झुकाव कोण 8 ° है। तुलना के लिए, सूखी डामर पर कार के टायरों के आसंजन का गुणांक बहुत अधिक है - 0.50 से 0.70 तक।इसलिए, सड़क वाहन अचानक शुरू हो सकते हैं और ट्रैफ़िक को समाप्त कर सकते हैं, साथ ही साथ स्टीप टर्न में प्रवेश कर सकते हैं।
रोचक तथ्य: ट्रेन के सुरक्षित मोड़ को सुनिश्चित करने के लिए, इसके पहियों को आकार में विषम बनाया गया है। इस प्रकार, अंदर पर, पहिया का व्यास बड़ा (959 मिमी) है, और बाहर पर, छोटा (953 मिमी)। अंतर महत्वहीन है, लेकिन इसने मोड़ की समस्या को पूरी तरह से हल करने की अनुमति दी।
स्किडिंग ट्रेनें और इससे निपटने के तरीके
रेलवे शब्दावली में, "स्लिपिंग" या "बॉक्सिंग" की अवधारणा है (विभिन्न शब्दकोशों में उपयोग के दो संस्करण)। यह रेल और पहियों के बीच क्लच के टूटने का संकेत देता है। ट्रेन की शुरुआत और इसके दौरान दोनों में स्किडिंग हो सकती है। इस मामले में, पहिये बहुत तेज़ी से घूमने लगते हैं। यह एक निश्चित बिंदु पर बहुत अधिक कर्षण लाभ के कारण है।
यदि फिसलन प्रक्रिया शुरू हो गई है, तो इसे मनमाने ढंग से समाप्त नहीं किया जा सकता है। रेल और पहियों के बीच ट्रैक्शन बहुत कम हो जाता है। फिसलने को रोकने के लिए, घर्षण संशोधक का उपयोग करना आवश्यक है, साथ ही कर्षण क्षण को समायोजित करना चाहिए।
फिसलने के कारण:
- बारिश के बाद भीगना;
- विभिन्न मूल के रेल का प्रदूषण;
- पहियों की एक जोड़ी पर बड़ा किराया;
- एक मोड़ में ट्रेन का प्रवेश (इस तथ्य के कारण कि आंतरिक और बाहरी पहिए अलग-अलग पथ से गुजरते हैं), आदि।
स्किडिंग नकारात्मक रूप से रेल की स्थिति और साथ ही ट्रेन को भी प्रभावित करती है। सबसे पहले, इंजन पर एक मजबूत भार है, जो इसे अक्षम कर सकता है।रेल को विकृत किया जा सकता है - मजबूत घर्षण के कारण, धातु गर्म हो जाती है और रेल अपना आकार खो देती है, जो पक्षों तक "फैल" जाती है। इसके बाद, उन्हें या तो पीसकर या बदलकर मरम्मत की जाती है।
फिसलने से रोकने के लिए, रेत या अन्य अपघर्षक सामग्री को उस क्षेत्र में आपूर्ति की जाती है जहां रेल पहिया के संपर्क में है। वे उस कर्षण को भी कम करते हैं जो इंजन द्वारा महसूस किया जाता है। एक अन्य विधि तकनीकी संचालन के नियमों के अनुसार निषिद्ध है। इस विधि में एक लोकोमोटिव के प्रत्यक्ष ब्रेक का उपयोग शामिल है। यह व्हीकेट को क्रैंक करने से भरा हुआ है, और यह बदले में, रेल परिवहन के लिए एक खतरनाक स्थिति बनाता है।
ट्रेन के पहिए और रेल केवल बाहरी रूप से बिल्कुल चिकनी लगती हैं। पहियों पर स्वयं खुरदरापन होता है जो दो सतहों के आसंजन में योगदान देता है। उनके बीच 0.14 के गुणांक के साथ एक घर्षण बल है, जो उदाहरण के लिए, डामर (0.50-0.70) पर टायर के घर्षण से बहुत कम है। उसी समय, ट्रेन सुचारू रूप से चलना शुरू कर देती है और सुचारू रूप से ब्रेक भी लगाती है। अपने वजन के कारण, साथ ही रेल की सतह के प्रतिरोध के कारण, पहियों का क्लच होता है, जिसके कारण रेल पटरियों पर यात्रा करता है।