Сила сцепления колеса с рельсом, коэффициент сцепления.

Сила сцепления колеса с рельсом образуется в точке соприкосновения колеса с рельсом под воздействием силы Р₀ и создает как-бы «упор», от которого колесо отталкиваясь совершает поступательное движение. Сила сцепления колеса с рельсом выра­жается формулой:

F_сц = Y P₀

где: Y - коэффициент сцепления колеса с рельсом,

P₀ – нагрузка на ось.

Для того, чтобы колесо совершало поступательное движение, а электровоз мог бы реализовать максимальную силу тяги без боксовки, заложенную в его кон­струкции, необходимо соблюдать уравнение локомотивной тяги:

F_kд F_сц

Исходя из формулы силы сцепления видно, что при постоянных величи­нах Р₀, её величина зависит от величины коэффициента сцепления. Однако, коэффициент сцепления не является величиной постоянной и зависит от состоя­ния колёсных пар, состояния механической части электровоза, например, от раз­вески электровоза, разбегов колесных пар и т. д., а также от состояния рельсов, погодных условий и безусловно от скорости движения. Последняя зависимость определена опытным путем и сведена в таблицу.

Из таблицы вытекает, что максимальный коэффициент сцепления при скорости равной нулю, и с её увеличением уменьшается. Поэтому и максималь­ную силу тяги электровоз будет реализовывать при взятии поезда с места. Её можно подсчитать, если принять силу тяги равной силе сцепления:

Поскольку, реализовать максимальную силу тяги электровоз может при возможно большем коэффициенте сцепления, то при конструировании электро­воза предусматриваются меры его повышающие. К ним относятся, увеличение давления от оси на рельс (25 Т - ВЛ10у, ВЛ15, несколько электровозов ВЛ11), применение системы пескоподачи, противобоксовочных схем, применение соот­ветствующей схемы рессорного подвешивания и ПРУ, а также наклонных тяг на электровозе ВЛ15 (они автоматически увеличивают давление от колеса на рельс при увеличении силы тяги).

При ремонтах для сохранения коэффициента сцепления в первую очередь должны соблюдаться меры, не нарушающие развеску электровоза. Правильно подбираться колёсные пары по разнице в диаметрах бандажей, а тяговые двига­тели - по скоростным характеристикам (с разницей не более 3 %), регулировать­ся расположение песочных труб относительно рельса и бандажа колёсной пары, а также нормы подачи песка под колёсные пары.

При ведении поезда машинист должен, после следования на выбеге, своевременно включать контроллер. Правильно и своевременно пользоваться системой пескоподачи.

Примечания:

-песочная труба должна быть направлена в точку касания колеса рельсом, и должна быть расположена на расстоянии 30-50 мм от головки рельса и - 15-35 мм от бандажа:

-песок должен содержать 70-90 % кварца, иметь размер зерен 0, 1 - 1 мм и влажность не более 0, 5%