Почему подвижной состав - локомотивы и вагоны - не сходит с рельсов при движении?

Колеса подвижного состава наглухо насажены на оси и вращаются вместе с ними (их называют коленные пары). По ободу (бандажу) каждого колеса с внутренней стороны по всей его окружности есть выступ - гребень. Он не дает колесу сойти с рельса наружу. Сойти с рельсов внутрь рельсового пути колесу мешает гребень другого колеса той же колесной пары.

Вес локомотива или вагона создает нагрузку на колесо, а через него - на рельс. Поэтому при движении подвижного состава между колесом и рельсом возникает сила трения (сцепления), и колесо не скользит по рельсу, а опирается на него, катится по нему. От силы, прижимающей колесо к рельсу, зависит и сила тяги локомотива, способность его вести за собой поезд большего или меньшего веса. Чем тяжелее локомотив и чем сильнее его колеса прижимаются к рельсу, тем более тяжелый поезд может он вести. Конечно, и двигатели локомотива должны быть достаточно мощными, чтобы находиться в соответствии с собственным весом локомотива и весом поезда и вести его с необходимой скоростью. Но если локомотив будет слишком легким, то он не сможет вести за собой тяжелый поезд, какими бы мощными ни были его двигатели. Колеса такого локомотива не будут достаточно сильно прижиматься к рельсам и начнут скользить.

Рельсовый путь, ровный и твердый, очень облегчает движение подвижного состава на стальных колесах. Еще до появления железных дорог выяснилось, что лошадь по рельсовому пути может везти груз в несколько раз более тяжелый, чем по обычной дороге. Именно поэтому рельсовые пути стали широко применять на шахтах и заводах для перевозки таких тяжеловесных массовых грузов, как уголь и руда.

Современные исследования показали, что сопротивление движению на рельсовом пути в несколько раз меньше, чем на лучшей асфальтовой дороге.

Рельсы, уложенные в путь, скреплены друг с другом болтами и накладками в сплошную рельсовую нить. При укладке рельсов между ними оставляют небольшие зазоры в стыках, рассчитанные на удлинение рельсов в летнее время, когда они сильно нагреваются солнцем. Если бы рельсы укладывали плотно, то их при нагревании могло бы выгнуть в разные стороны, а это грозит крушением.

Каждому хорошо знаком равномерный стук от перекатывания колес вагона через стыки рельсов. По стуку колес пассажир, глядя на часы с секундной стрелкой, может высчитать скорость движения поезда. Длина каждого рельса у нас - 12,5 м. Это значит, что 80 повторяющихся равномерно стуков отсчитают нам километр. Проследив, за сколько секунд мы проехали километр, мы узнаем скорость поезда.

На участках пути, где железнодорожная линия закругляется, наружный рельс укладывают немного выше внутреннего, чтобы облегчить прохождение локомотивов и вагонов по кривой. Поэтому при прохождении по кривой локомотивы и вагоны немного наклоняются в ту сторону, куда ведет кривая пути.

Рельсы прикреплены к шпалам костылями с широкой головкой, забиваемыми в шпалу так, что головка костыля прихватывает край подошвы рельса. Между подошвой рельса и шпалой помещают широкую металлическую подкладку, применяемую для того, чтобы давление рельса на шпалу распределялось бы на большую площадь.

Шпалы у нас сосновые. Чтобы они дольше лежали в пути, их пропитывают масляным раствором, предохраняющим от гниения. Поэтому новые укладываемые в путь шпалы черного цвета. На шпалы расходуется очень много леса, и в настоящее время их начинают делать из железобетона. Такие шпалы дороже, чем деревянные, но зато могут служить гораздо дольше.

Шпалы нельзя укладывать прямо на земляное полотно, так как под тяжестью проходящих поездов они были бы вдавлены в грунт. Поэтому между шпалой и земляным полотном кладут слой балласта - щебень, гравий, песок. Пространство между шпалами также заполняют балластом, чтобы сделать путь устойчивее. Лучший вид балласта - щебень. Он не теряет устойчивости под доящем, легко пропускает воду, долговечен.

Верхнее строение пути - рельсы, шпалы и балласт - должно выдерживать большой вес быстро идущих поездов. Чем тяжелее локомотивы и больше нагрузка вагонов, тем прочнее должно быть верхнее строение, тем тяжелее рельсы, тем чаще уложены шпалы. На железных дорогах с очень большим движением путь должен быть особо прочным. Например, в метро шпалы уложены на сплошное бетонное основание. Такой путь - на сплошном бетонном основании- будет укладываться в будущем на всех главнейших магистралях железных дорог.

Локомотив и вагоны переходят с одного пути на другой с помощью стрелочных переводов.

Обыкновенный стрелочный перевод состоит из стрелки и крестовины. Важнейшие части стрелки - два остряка.

Острый конец каждого остряка с помощью переводного механизма можно прижать к тому или другому рельсу и направить подвижной состав прямо или на боковой путь. Пройдя стрелку, подвижной состав вступает на место пересечения двух рельсов, называемое крестовиной. Чтобы колеса не сошли с пути на крестовине, против нее укладывают контррельсы.

Для укладки верхнего строения пути на советских железных дорогах широко применяют механизмы.

Интересен путеукладчик системы Платова. Он укладывает путь готовыми звеньями - рельсами с прикрепленными к ним шпалами. Звенья заготовляются заранее на базах и нагружаются целыми пакетами на платформы, впереди которых прицеплен путеукладчик. Локомотив ставится сзади и толкает весь этот поезд. Подъемный кран путеукладчика поднимает звено, выносит его вперед и опускает на подготовленное земляное полотно. Звено сцепляется с уже уложенным путем, и путеукладчик продвигается по этому звену дальше. С помощью путеукладчика работа по укладке пути выполняется очень быстро. Укладка одного звена занимает всего полторы минуты. После укладки пути производится балластировка. Балласт подвозится в саморазгружающихся вагонах или на обычных платформах и выгружается на путь. После этого специальная машина - электробалластер - разравнивает балласт и, идя по уложенному пути, поднимает его под собой на ходу мощными магнитами. Балласт, лежащий на пути, при этом проваливается между шпалами и заправляется под них специальными струнками. Электробалластер идет при подъемке пути со скоростью 5-10 км в час и заменяет более 200 рабочих. Затем балласт уплотняется под шпалами и между ними с помощью шпалоподбоек и трамбовок.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Каждый из нас периодически сталкивается с работой железнодорожного транспорта. И первое, что приходит на ум со словом «поезд» – это ритмичный стук колес. Многих людей он успокаивает и убаюкивает.

Но немногие знают, из-за чего колеса поезда стучат. Они же круглые, и должны двигаться бесшумно.

Причина стука колес

Железная дорога строится из отдельных участков рельсов, как детский конструктор. Создать сплошное ровное полотно совсем несложно, но причина в другом. Возвести металлические рельсы вплотную друг другу нельзя, потому что в жару металл расширяется, а в мороз, наоборот, сужается. Это касается всех стран, в которых ярко выражены лето и зима. Рельсы соединяются друг с другом при помощи термо зазоров. Так они служат намного дольше.

Материалы по теме:

Почему бьет током?

Ритмичное постукивание возникают на местах стыков отдельных участок рельсов, даже если между ними имеется минимальный промежуток. Вагоны как бы наскакивают на следующий участок рельсового полотна, из-за чего и возникает ритмичный стук.

А есть ли рельсы, по которым вагоны передвигаются бесшумно?

Есть. Такие рельсы называются «бесстыковые», и встречаются в странах, для которых нехарактерны высокие перепады температур. Они не имеют термозазторов, это сплошное ровное полотно. Поэтому вагоны и не стучат, передвигаясь по рельсам.

Материалы по теме:

Радиоактивный атом

Ответ на вопрос «Почему стучат колеса поезда» прост. Это происходит, когда состав наезжает на отдельные стыки рельсового полотна. В странах, где есть большие плюсовые и минусовые температуры, невозможно построить ровное «бесстыковое» рельсовое полотно. А вот, допустим, в Австралии колеса поезда не стучат.

Интересные факты о железной дороге:

1. Во Франции запрещено целоваться на вокзалах. По мнению властей, это значительно задерживает график отправления поездов.
2. Самая длинная железнодорожная магистраль – Транссибриская. Ее протяженность – 9300 километров.
3. Для путешествия по железным дорогам Перу, высота которых более трех километров над уровнем моря, пассажирам выдается кислородная подушка.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Материалы по теме:

Почему черная дыра черная?

• Почему человек зевает и почему…
• Почему человек не узнаёт свой…

Многие задаются вопросом: как так получается, что колёса поезда стучат? Ведь они же абсолютно круглые и вроде как должны просто катиться по ровным рельсам, но почему-то слышен стук…

За стук колёс мы должны благодарить суровый российский климат. Дело в том, что рельсы в нашей стране нельзя класть вплотную друг к другу, так как летом металл будет расширяться, а зимой наоборот - сужаться. Поэтому, между рельсами приходится делать термозазоры, в противном случае железное полотно быстро выйдет из строя.

Стук возникает, когда колёса поезда, наезжая на термозазоры, прогибают своей тяжестью рельсы и как бы запрыгивают со стуком на следующий участок пути. Затем подъезжает следующая колёсная пара, вследствие чего звук повторяется.

А бывают такие рельсы, по которым колёса не стучат?

Да, бывают. Колёса не стучат на бесстыковых путях. Эта связано с длиной рельса: стандартная длина - 25 метров, а рельс на так называемых «бархатных» путях может превышать 350 метров.

Иногда такие рельсы сваривают в многокилометровые плети длиной в перегон, что наверняка понравится любителям тишины. Также им будет гораздо комфортнее в тех странах, которым не свойственны большие перепады температур. Там термозазоры гораздо меньше по размеру или отсутствуют вовсе.

Характерный стук колёс поезда невозможно спутать ни с чем. В нашем восприятии он неразрывно связан с романтикой путешествий и задушевными разговорами со случайными попутчиками. В интернете можно даже скачать мерный стук колёс поезда, и слушая его наслаждаться своими воспоминаниями, связанными с какой-то поездкой. Есть в этом звуке что-то завораживающее. Кого-то он возвращает в далёкий мир детства с воспоминаниями о поездке с родителями на море. Кому-то напоминает о студенческой молодости. С чем же связан этот волшебный стук колёс?

Почему стучат колёса и есть ли бесшумные поезда

Все мы знаем, что железная дорога состоит из отдельных рельсов, соединённых между собой. Максимальная стандартная длина рельса - 25 метров. Когда укладывают железнодорожное полотно, то между рельсами оставляют зазор. Это необходимо в тех странах, где значительные сезонные перепады температур, как у нас. В зависимости от температуры стальной рельс может:

• уменьшаться;
• удлиняться.

Зимой, во время морозов, длина рельса несколько уменьшается. В летнюю жару металл расширяется, и рельс становится длиннее. Вот и приходится оставлять между рельсами зазор, позволяющий безопасно ездить поездам в любую погоду.

Что происходит, когда колесо наезжает на место соединения рельсов? Под тяжестью вагона конец рельса немного прогибается и, чтобы выехать на следующий рельс, колесо как бы преодолевает ступеньку. Сначала первая пара колёс, затем - вторая. Этот процесс сопровождается характерным звуком - стуком колёс поезда.

Можно ли сделать железную дорогу бесшумной? В странах, где нет значительных сезонных колебаний температуры, рельсы укладывают вплотную друг к другу. Отсутствие зазоров делает езду по такому полотну бесшумной. Такие дороги делают, например, в Австралии.

Вес локомотива или вагона создает нагрузку на колесо, а через него - на рельс. Поэтому при движении подвижного состава между колесом и рельсом возникает сила трения (сцепления), и колесо не скользит по рельсу, а опирается на него, катится по нему. От силы, прижимающей колесо к рельсу, зависит и сила тяги локомотива, способность его вести за собой поезд большего или меньшего веса. Чем тяжелее локомотив и чем сильнее его колеса прижимаются к рельсу, тем более тяжелый поезд может он вести. Конечно, и двигатели локомотива должны быть достаточно мощными, чтобы находиться в соответствии с собственным весом локомотива и весом поезда и вести его с необходимой скоростью. Но если локомотив будет слишком легким, то он не сможет вести за собой тяжелый поезд, какими бы мощными ни были его двигатели. Колеса такого локомотива не будут достаточно сильно прижиматься к рельсам и начнут скользить.

Рельсовый путь, ровный и твердый, очень облегчает движение подвижного состава на стальных колесах. Еще до появления железных дорог выяснилось, что лошадь по рельсовому пути может везти груз в несколько раз более тяжелый, чем по обычной дороге. Именно поэтому рельсовые пути стали широко применять на шахтах и заводах для перевозки таких тяжеловесных массовых грузов, как уголь и руда.

Современные исследования показали, что сопротивление движению на рельсовом пути в несколько раз меньше, чем на лучшей асфальтовой дороге.

Рельсы, уложенные в путь, скреплены друг с другом болтами и накладками в сплошную рельсовую нить. При укладке рельсов между ними оставляют небольшие зазоры в стыках, рассчитанные на удлинение рельсов в летнее время, когда они сильно нагреваются солнцем. Если бы рельсы укладывали плотно, то их при нагревании могло бы выгнуть в разные стороны, а это грозит крушением.

Каждому хорошо знаком равномерный стук от перекатывания колес вагона через стыки рельсов. По стуку колес пассажир, глядя на часы с секундной стрелкой, может высчитать скорость движения поезда. Длина каждого рельса у нас - 12,5 м. Это значит, что 80 повторяющихся равномерно стуков отсчитают нам километр. Проследив, за сколько секунд мы проехали километр, мы узнаем скорость поезда.

На участках пути, где железнодорожная линия закругляется, наружный рельс укладывают немного выше внутреннего, чтобы облегчить прохождение локомотивов и вагонов по кривой. Поэтому при прохождении по кривой локомотивы и вагоны немного наклоняются в ту сторону, куда ведет кривая пути.

Рельсы прикреплены к шпалам костылями с широкой головкой, забиваемыми в шпалу так, что головка костыля прихватывает край подошвы рельса. Между подошвой рельса и шпалой помещают широкую металлическую подкладку, применяемую для того, чтобы давление рельса на шпалу распределялось бы на большую площадь.

Шпалы у нас сосновые. Чтобы они дольше лежали в пути, их пропитывают масляным раствором, предохраняющим от гниения. Поэтому новые укладываемые в путь шпалы черного цвета. На шпалы расходуется очень много леса, и в настоящее время их начинают делать из железобетона. Такие шпалы дороже, чем деревянные, но зато могут служить гораздо дольше.

Шпалы нельзя укладывать прямо на земляное полотно, так как под тяжестью проходящих поездов они были бы вдавлены в грунт. Поэтому между шпалой и земляным полотном кладут слой балласта - щебень, гравий, песок. Пространство между шпалами также заполняют балластом, чтобы сделать путь устойчивее. Лучший вид балласта - щебень. Он не теряет устойчивости под доящем, легко пропускает воду, долговечен.

Верхнее строение пути - рельсы, шпалы и балласт - должно выдерживать большой вес быстро идущих поездов. Чем тяжелее локомотивы и больше нагрузка вагонов, тем прочнее должно быть верхнее строение, тем тяжелее рельсы, тем чаще уложены шпалы. На железных дорогах с очень большим движением путь должен быть особо прочным. Например, в метро шпалы уложены на сплошное бетонное основание. Такой путь - на сплошном бетонном основании- будет укладываться в будущем на всех главнейших магистралях железных дорог.

Локомотив и вагоны переходят с одного пути на другой с помощью стрелочных переводов.

Обыкновенный стрелочный перевод состоит из стрелки и крестовины. Важнейшие части стрелки - два остряка.

Острый конец каждого остряка с помощью переводного механизма можно прижать к тому или другому рельсу и направить подвижной состав прямо или на боковой путь. Пройдя стрелку, подвижной состав вступает на место пересечения двух рельсов, называемое крестовиной. Чтобы колеса не сошли с пути на крестовине, против нее укладывают контррельсы.

Для укладки верхнего строения пути на советских железных дорогах широко применяют механизмы.

Интересен путеукладчик системы Платова. Он укладывает путь готовыми звеньями - рельсами с прикрепленными к ним шпалами. Звенья заготовляются заранее на базах и нагружаются целыми пакетами на платформы, впереди которых прицеплен путеукладчик. Локомотив ставится сзади и толкает весь этот поезд. Подъемный кран путеукладчика поднимает звено, выносит его вперед и опускает на подготовленное земляное полотно. Звено сцепляется с уже уложенным путем, и путеукладчик продвигается по этому звену дальше. С помощью путеукладчика работа по укладке пути выполняется очень быстро. Укладка одного звена занимает всего полторы минуты. После укладки пути производится балластировка. Балласт подвозится в саморазгружающихся вагонах или на обычных платформах и выгружается на путь. После этого специальная машина - электробалластер - разравнивает балласт и, идя по уложенному пути, поднимает его под собой на ходу мощными магнитами. Балласт, лежащий на пути, при этом проваливается между шпалами и заправляется под них специальными струнками. Электробалластер идет при подъемке пути со скоростью 5-10 км в час и заменяет более 200 рабочих. Затем балласт уплотняется под шпалами и между ними с помощью шпалоподбоек и трамбовок.