التوسعة على مقياس السكة على المنحنيات

في العادة تتخذ القطارات موقعًا مركزيًا ووجه العجلات يبقى في حالة عدم تماس مع القضبان وهذا في حالة أن يكون مسار السكة مستقيماً، لكن الأمر يتغير عند السير على المنحنيات، وهنا سنتطرق الى ماهية الحركة على المنحنيات وأثر توسيع مقياس السكة عليها.

التوسعة على مقياس السكة على المنحنيات

• مجرد أن تتحرك القطارات على المنحنى، فإن الوجه الخارجي لعجلة المحور الرئيسي يستمر في التحرك في خط مستقيم حتى تحتك قضبان السكة الحديدية، ويحدث هذا الاحتكاك بسبب المقطع المخروطي للعجلات، فالعجلة الخارجية تنزاح مسافة أطول مقارنة بالعجلة الداخلية.

• ومع ذلك، يصبح هذا مستحيلًا للقاطرة ككل نظرًا لأن صلابة قاعدة العجلات تجعل محور السحب يشغل موقعًا مختلفًا، وفي محاولة لتعويض الفرق في المسافة التي تقطعها العجلة الخارجية والداخلية، فإن العجلات الداخلية تنزلق للخلف والعجلات الخارجية تفوم بالانزلاق إلى الأمام.

• تشير الدراسة الدقيقة لسير القطارات والمركبات على المنحنيات أنه تسهل على القطارات المرور عليها وكل ذلك على حساب تآكل وجوه العجلات، لأن لها أثر في زيادة المقياس، ففي الواقع تعتبر توسعة المقياس على المنحنى لها نفس التأثير وتميل إلى تقليل الاهتراء والتآكل في كل من عجلات القطار وقضبان السكة نفسها.

حساب مقدار الاحتكاك بين العجلة والقضيب

قوة الاحتكاك هي مقاومة تنتج عندما يتلامس جسم صلب مع  آخر، ويتحرك الآخر بشكل عرضي بالنسبة للسطح الآخر، ويمكن حساب معامل الاحتكاك (μ) بهذه الصيغة:

μ=F/P

حيث أن:

(F): قوة الاحتكاك بالنيوتن.

(P): الحمل رأسي بالنيوتن.

حساب التوسعة اللازمة على المقياس

يمكن حساب التوسعة اللازمة لمقياس السكة على المنحنيات باستخدام الصيغة التالية:

w=13(B+L)²/R

حيث أن:

(B): عرض قاعدة عجلات القطار بالأمتار.

(R): نصف قطر المنحنى على السكة بالأمتار.

(L): مقدار طول حافة العجلة بالأمتار، ويحسب بالصيغة الآتية:

½L=0.02(h²+Dh)

حيث أن:

(h): عمق طرف حافة العجلة أسفل الجزء العلوي من قضيب السكة.

(D): قطر عجلة القطار.