Коэффициент сцепления и коэффициент трения

Качение колеса по рельсу без проскальзывания происходит за счет силы сцепления В_с, действующей со стороны рельса на колесо в точке их контакта

, (4)

где - коэффициент сцепления.

Коэффициент сцепления – это отношение максимально возможной силы сцепления к действительной нагрузке колеса на рельс. Он зависит от:

- состояния поверхности рельсов и колес;

- нагрузки колеса на рельс, изменяющейся в процессе движения вследствие неровностей пути;

- разгрузки колес;

- скорости движения и т.п.

Простым и эффективным способом повышения коэффициента сцепления является подача песка под колеса.

Между соприкасающимися поверхностями двух тел возникает сила трения, которая препятствует движению этих тел или затрудняет его. Величина силы трения ТК зависит от силы нажатия колодки и коэффициента трения (формула (1)). Коэффициент трения показывает, какую часть от силы нажатия составляет сила трения. Коэффициент трения ТК зависит от многих факторов:

- материала колодки;

- скорости движения;

- удельного давления колодки;

- материала колеса;

- состояния рельсов и т.п.

Зависимость коэффициента трения ТК от скорости представлена на рисунке 1.2.

1 – чугунные ТК, 2 – чугунные фосфористые ТК, 3 – композиционные ТК

Рисунок 1.2 – Зависимость коэффициента трения ТК от скорости

Между тормозной силой и силой сцепления существует строго определенная зависимость: для вращения заторможенного колеса необходимо, чтобы тормозная сила не превосходила силу сцепления его с рельсом. Нарушение этой зависимости ведет к заклиниванию колесной пары колодками, и тогда она начинает скользить по рельсам (идет юзом).

Юз колесной пары может привести к образованию больших ползунов на колесах, а также к сдвигу металла на поверхности качения (появление навара). В зимнее время несвоевременно обнаруженный ползун может привести к появлению трещин в рельсах. Кроме того, возникшая в результате скольжения колес по рельсам сила трения будет в 2-3 раза меньше тормозной силы. Следовательно, при движении юзом не только повреждаются колеса и рельсы, но и в несколько раз снижается эффективность торможения.

Поэтому максимальное значение тормозной силы ограничивается условиями сцепления колес с рельсами.

На соотношение тормозных сил и сил сцепления влияют следующие факторы:

· загрязнение рельсов и колесных пар;

· примерзание ТК к колесным парам в зимнее время при длительной стоянке;

· полное служебное или экстренное торможение (срыв стоп-крана), при повышенном давлении в ТМ пассажирского поезда;

· неисправный на вагоне ВР или ТЦ;

· несоответствие включения режимов ВР;

· малый или большой выход штока ТЦ;

· установка композиционных ТК на вагон, не оборудованный под них.

· большие утечки в тормозной магистрали, которые приводят к увеличению тормозной силы и замедленному отпуску;

· замерзание тормозных приборов;