Повреждение колесных пар
Заклинивание колесных пар
При нормальном процессе торможения, когда момент тормозных сил колесных пар не превышает момента сил сцепления, тормозная сила равна произведению суммы сил нажатия тормозных колодок на их коэффициент трения, а колесо движется с проскальзыванием относи-" тельно рельса 1,5—2,0%. Тормозная сила, возникающая между колодками и колесами как внутренняя сила, передается в контакт колеса с рельсом за вычетом составляющей, уравновешивающей инерцию колесной пары и связанных с ней вращающихся масс (например, тяговые двигатели, зубчатые колеса редуктора).
Как внешние на подвижной состав действуют силы, возникающие в контакте колес и рельсов. В случае же заклинивания колесной пары тормозная сила возникает в результате трения колеса о рельс. При высоких давлениях в контакте колеса и рельса быстро возникает высокая температура, достигающая в тонких слоях температуры плавления. Вследствие этого коэффициент трения колеса о рельс резко снижается и тормозная сила скользящего по рельсу колеса может оказаться меньше, чем сила трения тормозных колодок. Это приводит к удлинению тормозного пути. Одновременно происходит износ поверхности катания колеса е образованием плоского места в контакте с рельсом.
При неполной остановке колеса возможен сдвиг металла на его поверхности качения, так называемый навар, образующийся в результате нагрева поверхностных слоев колеса до температуры более 700 °С, при которой снижаются прочностные характеристики колесной стали и под действием касательных сил происходит пластическая деформация металла. Для образования навара обязательным является проворачивание колеса, т. е. сила трения колодок должна быть соизмерима с силой сцепления колес с рельсами. Образование наваров более вероятно с композиционными тормозными колодками, у которых коэффициент трения более стабилен по мере уменьшения скорости, чем с чугунными.
При чугунных тормозных колодках в связи с резким увеличением коэффициента трения по мере снижения скорости вращения колеса происходит прогрессивное увеличение замедления вращения, доходящее до полного прекращения вращательного движения.
При определенных условиях проскальзывания колес по рельсам возможен нагрев поверхности катания в месте контакта колеса с рельсом до высоких температур без образования наваров или ползунов. В результате быстрого охлаждения колеса образуется местный хрупкий мартенситный слой, который при последующей эксплуатации выкрашивается с образованием выщербины.
Подразделы: