Hogy mozdult a mozdony
Napjainkban nehéz elképzelni egy vonatot a sínek nélkül, amelyeken megy. Ha egy mozdony leesik a sínekről, katasztrófát okoz. A síneket a vonatra állítják. De kiderült, nem mindig volt így. Volt egy olyan idő, amikor a "vasutakon" a sínek nem az autók vonatát gördítették, amit az IC vagy az FD erőteljes mozdonyai szállítottak, hanem a kiskocsik. A keskeny nyomtávú utak, az első fa, majd az öntöttvas, már régóta épültek a szén és az érc bányákból történő kiépítéséhez. Az autó sima síneken a hálók sokkal könnyebben és gyorsabban gördültek, mint az egyenetlen, laza talajon, mivel a kerekek súrlódása egy fa, és még inkább az öntöttvas között, nagyon kicsi. A kocsit egy shah-ter nyomta vagy ló húzta. Még nem volt gőzmozdony. "Railroad" - a sínek majdnem száz évvel korábban megjelentek, mint a mozdony!
De a múlt század elején találtak egy gőzmotort, és neki megfelelő közúti síneket találtak. A vasúti sín számára azonban a mozdony túl nehéz volt - a törékeny öntöttvas nem tudott ellenállni a terhelésnek, és megszakadt; így egy kevésbé törékeny fémacél váltotta fel. De mielőtt a gőzmozdony nyerte meg szilárd helyét életünkben, feltalálóit régóta megkérdőjelezték a kérdés: hogyan mozog a mozdony a síneken? Végül is a teherautót egy férfi lenyomta, vagy egy lovat húzta fel, és a motornak meg kell állnia. Emellett húzni kell a kocsikat. Hogyan fog mozogni a mozdony? Egy mozdonyra szerelt gőzgép, a gőznyomás erejével forgatja a vezető tengelyeit. De mi történik, ha a súrlódási erő e kerekek és a sínek között kicsi lesz? Ebben az esetben a kerekek elfordulnak, a sínekre csúsznak, mint egy jégen próbáló ember. A gőzmozdony "csúszik" a helyén, és nem csak nem húzza meg a kocsikat mögötte, de talán nem mozog. Ez zavarta a feltalálókat.
A súrlódásnak nem bízott, az egyik feltaláló a mozdony hajtó kerekeit megdöntötte és a fő sínpályák mellé helyezte a speciális kerekekhez. Vonzó kerekek a fogaktól torzultak, a többiek pedig a fő sínen gördültek. A 13. ábrán egy ilyen mozdony látható. Nem kevesebb, mint 4 kilométer / óra, és ugyanakkor megtöri a fogakat.
Egy másik mérnök egy nagyon furcsa mozdonyot épített. Ez a motor mögött bonyolult karosszéria volt. A gőzgép dugattyúja felhúzta a karokat, és az öntöttvas csapokat arra kényszerítette, hogy a földre lépjenek. Egy ilyen mozdony, de jobb skazat - "gőzös", szó szerint elment a chu-
Hun lábak! Sebessége nem haladta meg az 5 km / óra sebességet (14. ábra).
Ábra. 13. Gőzmozdony fogaskerékhajtású kerekekkel.
És csak később úgy döntöttek, hogy kipróbálják, hogy a sima kerekekkel ellátott mozdony a fogaskerekek és a sima pályák mentén mozoghat-e.
Kiderült, hogy ez teljesen lehetséges: a vonatvezető akár 50-szer is nehezebb vonatot húzhat magához.
Mit nem vettek figyelembe a mozdony feltalálói, mikor harcoltak, hogy sima pályákon indítsák el?
Úgy tűnik, hogy nem tudták elképzelni, milyen súrlódásról van szó. Miért lehet egy bányász
A kocsi szénnel való feldöntése? A kezét a kocsi-netku és lábai a földön tartja. Ugyanakkor a lábai nem csúsznak el
Ábra. 14. Gőzmotor tolókkal.
(ezt megakadályozza a talp és a talaj közötti pihenés súrlódási ereje), de a helyükön maradnak. A kocsi állt
A sínek is nem tudnak csúsztatni - ez akadályozza a pálya súrlódási ereje a kerekei és a sínek között. De megfordulhat. Következésképpen a kocsit kinyújtó bányász csak a kerekek gördülésének súrlódási erejét és a csapágy tengelyeinek csúszó súrlódásának kis erejét legyőzi. De ezek az erők, mindkettő együtt sokkal kisebbek, mint a súrlódási erő, amely a kerekeket a sínek mentén csúsztatja. Ha a kocsi kerekei valamilyen oknál fogva leálltak a tengelyükön, akkor a kocsi csak a síneken csúsztatható. Ahhoz, hogy áthelyezze, az ásványi szakembernek a súrlódás erejével megegyező erővel kell összetörnie. Túl sok lenne a munka. De ha a kerekek el tudnak forgatni, a bányász könnyen fel tudja gördíteni a kocsit.
Ábra. 15. Milyen erők hatnak a mozdony hajtókerékére.
Ugyanez történik a mozdonyon is. A gőzgép forgatja a hajtó kereket. A kerekek a sínek mentén csúsztatják el, ha ezt a pihenés súrlódási ereje nem befolyásolja (15. Ez a hatalom, nem engedve, hogy a kerekek csússzanak, és tekerje őket. A gőzmozdony elindul.
De mi történik, ha a motort egy nagyon erős acélhuzalhoz kötik a talajba masszív masszív vasbeton oszlophoz? A gőznyomás megtartja a kerekek csúszását a sínek mentén, és a súrlódási erő nem teszi lehetővé ezt a csúszást. Most a kerekek nem tudnak visszahúzódni - a motort egy kötél tartja. Ebben az esetben a kerekek rögzítve maradnak. Ha felemeli a gőznyomást a gép hengereiben olyan mértékben, hogy a kerék forgatására törekvő erő meghaladja a pihentetés legnagyobb súrlódási erejét, akkor a kerekek elkezdenek csúszni a síneken. A mozdony "zabuksuet" a helyszínen.
Ez akkor is így van, ha egy mozdonyhoz egy túlzottan nehéz vonat csatlakozik. Az összes kocsi kerék gördülő súrlódása a sínek mentén és tengelyei csúszó súrlódása a csapágyakban itt egy kötelet visel. Ez azt jelenti, hogy a vonat szállításához a hajtókerekének többi súrlódási erejének nagyobbnak kell lennie, mint a teljes gördülési súrlódás a sínek mentén, és az egész kompozíció kerekeihez csapódniuk kell.
A tengelyek csúszó súrlódását a csapágyakban próbálják csökkenteni, a tengelyek gondos élesítését és a csapágyak kenését, valamint amikor a csapágyak jó állapotban vannak, kicsi is. Ezért a mozdony többi kerekének súrlódási ereje a síneken nemcsak a mozdony mozgatásához szükséges, hanem a vonat húzása után is, 50-szer nehezebb, mint maga a mozdony. Emlékezve Coulomb törvényére, az olvasó meg fogja érteni, hogy annál nehezebb a kompozíció, annál nehezebb a motor. A pihenés száraz súrlódása az az oka, hogy a mozdony sima pályákon "járhat", ahogy egy sima padlón járunk. Mindig azonban nem értették meg.