چرا قطارها از خط خارج نمی شوند؟!
- سارا صانعی
- ناوگان
مقدمه
قطار در پیچ و مسیر های منحنی نیروی بیشتری به ریل وارد میکند که باعث فرسودگی در مسیر و احتمال خروج از ریل میشود. این نیروها نیاز دارند با طراحی های خاص با حداکثر شعاع عملی آن، به حداقل برسند در این مقاله به روش های کنترل آن میپردازیم .
فلنج
هنگامی که یک وسیله نقلیه در اطراف یک منحنی حرکت می کند، فلنج چرخ بیرونی پیشرو هنگام هدایت ریل بیرونی، به شدت به وجه داخلی (صفحه سنج) ریل بیرونی فشار می دهد. در همان زمان، زیرا بیرونی پیشرو چرخ در واقع به سمت خارج منحنی در زاویه ای با ریل هدایت می شود . فلنج چرخ با نیرویی رو به پایین به صفحه انداز برخورد می کند. این نیرو رو به پایین ، همراه با فشار جانبی، باعث سایش ساینده در کناره می شود فلنج چرخ و روی صفحه اندازه ریل. اگر فشار جانبی به اندازه کافی زیاد باشد، فلنج چرخ می تواند از ریل بالا برود و در نتیجه از ریل خارج شود. این پدیده است معروف به “بالنوردی”. بالا رفتن فلنج فقط با وزن بالا مقاومت می کند وسیله نقلیه ای که روی چرخ به سمت پایین حرکت می کند.
شعاع مسیر منحنی
مسیر منحنی باید با بیشترین شعاع ممکن تنظیم شود تا عبور وسایل نقلیه از اطراف پیچ، کاهش سایش و پارگی چرخ ها و ریل و صرفه جویی در هزینه های تعمیر و نگهداری آن آسان شود.
حداقل شعاع منحنی
حداقل شعاع منحنی که یک وسیله نقلیه می تواند در اطراف آن حرکت کند برای یک وسیله نقلیه یا بوژی قابل محاسبه است. برای یک خودروی چهارچرخ دو محوره فرمول زیر استفاده می شود:
جایی که:
B فاصله محوری وسیله نقلیه یا بوژی است. R شعاع منحنی به ریل بیرونی است.
S تفاوت بین اندازه مسیر و اندازه چرخ است L طول بخش فلنج زیر بالای ریل است
d عمق فلنج است. و r شعاع چرخ به نوک فلنج است.
نکته 1: برای اکثر کاربردهای زیرزمینی حداقل مقدار S 12 میلی متر خواهد بود.
نکته 2 : کلیه موارد فوق در واحدهای یکسان باشد
برای یک وسیله نقلیه شش چرخ سه محوره یا بوژی (به شکل 15(ب) مراجعه کنید) فرمول به صورت زیر است:
جایی که: B، R، S و L همانطور که در بند در قسمت قبل توضیح داده شده است. و X مقداری است که جفت چرخ میانی می تواند از آن خارج شود خط با چرخ های انتهایی
حداقل شعاع محاسبه شده برای یک وسیله که در آن امکان حرکت در پیچ باشد ممکن است برای وسیله که محور های آن متفاوت است فرق داشته باشد یا برای قطار که یک رشته از وسایل نقلیه متصل به هم است مناسب نباشد به عنوان مثال : وقتی یک وسیله نقلیه طویل تر و بلند تر استقسمت انتهای آن هنگام دور زدن پیچ بیشتر به بیرون منتقل میشود به عبارت دیگر قسمت انتهایی این وسیله نقلیه بیشتر به خراج از محور چرخش وسیله حرکت میکند . اما وقتی چند وسیله نقلیه به هم متصل باشند، اگر یکی از آنها دارای قسمت انتهایی بلند تری باشد ،هنگام عبوراز پیچ این قسمت انتهایی بلند به بیرون منتقل میشود به همین دلیل، همه انواع مختلف وسایل نقلیه ای که ممکن است در این پیچ عبور کنند باید در نظر گرفته شوند لکوموتیوها و سایر وسایل نقلیه ممکن است بتوانند پیچی با حداقل شعاع محاسبه شده را طی کنند اما باید از این امر اجتناب شود و شعاع بزرگتر باید در صورت امکان استفاده شود کار بر روی یک منحنی با حداقل شعاع:
❋ تلاش بیشتری برای کشیدن وسیله نقلیه در اطراف پیچ انجام دهید.
❋ افزایش نیروهای بالا رفتن از فلنج بین چرخ راهنما و ریل بیرونی؛
❋ منجر به سایش و نویز بیشتر قطعات می شود.
❋ افزایش احتمال خروج از ریل.
هنگامی که وسایل نقلیه با زنجیر ایمنی بیرونی دوقلو متصل می شوند، زنجیرها نیاز دارند دارای طول مناسب برای جلوگیری از:
❋ کشش بی مورد در قسمت بیرونی یک منحنی، که باعث محدود شدن مفصل و افزایش تمایل به خارج شدن از ریل؛ و
❋ شل شدن بیش از حد در داخل یک منحنی، که ممکن است به زنجیر اجازه بگیرد در مسیر
توجه: در جایی که این مشکل ممکن است رخ دهد، یک زنجیره ایمنی مرکزی واحد را در نظر بگیرید
الگو یا خطوط روی زمین که توسط نقشه برداران تعیین میشود برای تولید یک منحنی صاف، باید به طور دقیق باید شکل گیری شود روش بهتر برای تشکیل منحنی ها نورد ریل ها است. متناوبا پرس قدرت با داشتن یک سر پروفیل منحنی می تواند نتایج قابل قبولی را به دست اورد. برای ایجاد منحنی صاف پیوسته در اتصالات ریلی و حفظ استحکام مفصل، صفحات ماهی نیز ممکن است نیاز به کمی خم شدن داشته باشند تا مناسب باشند.
◉ سرعت و حداقل شعاع منحنی ریل های بیرونی و داخلی باید به وضوح مشخص شوند زیرا شعاع های متفاوتی دارند در جدول روبه رو ترکیب سرعت و شعاع منحی آماده است که به عنوان یک راهنمای سریع از آن استفاده میشود و مقادیر در این جدول بر اساس تجربه بدست آمده است عملکرد رضایت بخش قطارها در منحنی ها طی سالیان متمادی از جدول روبه رو فرض می کنند.
◉ نیروی گریز از مرکز (به صورت شعاعی به سمت خارج)در هنگام حرکت وسیله نقلیه با سرعت ایجاد می شود . این امر تمایل فلنج را بالا رفتن و خروج از ریل افزایش می دهد همچنین باعث افزایش فشار روی اتصالات ریل می شود و اثرات دیگر این است که بارها تمایل دارند به سمت بیرون حرکت کنند می تواند باعث شود مسیر برای حرکت مسافران احساس ناراحتی می کنند.