عجلة القطار
عجلة القطار أو عجلة السكة الحديدية هي نوع من العجلات المصممة خصيصًا للاستخدام على خطوط السكك الحديدية . تعمل العجلة كعنصر دوار، وعادةً ما تُركّب بالضغط على محور وتُثبّت مباشرةً على عربة القطار أو القاطرة ، أو بشكل غير مباشر على عربة نقل أو عربة شحن . تُسمى العجلات المُحركة أسفل القاطرة بعجلات القيادة . تُصنع العجلات في البداية بالصب أو التشكيل ، ثم تُعالج حراريًا للحصول على صلابة محددة. [ 1 ] تُصنع العجلات الجديدة باستخدام مخرطة لتشكيلها بشكل قياسي، يُسمى المقطع الجانبي. تُفحص جميع مقاطع العجلات الجانبية بانتظام لضمان التفاعل السليم بين العجلة والسكة . يمكن أن تؤدي العجلات ذات المقطع الجانبي غير الصحيح والعجلات البالية إلى زيادة مقاومة التدحرج ، وتقليل كفاءة الطاقة ، وقد تتسبب في خروج القطار عن القضبان . [ 2 ] حدد الاتحاد الدولي للسكك الحديدية قطرًا قياسيًا للعجلة يبلغ 920 مم (36 بوصة) ، على الرغم من استخدام أحجام أصغر في بعض أنظمة النقل السريع بالسكك الحديدية وعلى عربات نقل البضائع بالدحرجة . [ 3 ]
هندسة العجلة والشفة
سطح التلامس ("المداس" أو "الحافة") لمعظم عجلات القطارات مخروطي الشكل ، وهو الوسيلة الأساسية للحفاظ على استقامة القطار على السكة أثناء الحركة. عند المنعطفات، تصبح مجموعة العجلات "ذاتية التوجيه" بفضل هذا الشكل المخروطي: فعندما تُدفع إحدى العجلات أقرب إلى السكة المجاورة (الخارجية)، فإنها تُشكّل محيطًا أكبر بالنسبة للسكة مقارنةً بوضعها في مركز السكة. في الوقت نفسه، تُشكّل العجلة الداخلية محيطًا أصغر بالنسبة لسككتها. يؤدي الفرق بين المسافات التي تقطعها كل عجلة في كل دورة للمحور إلى جعل مجموعة العجلات تتبع منحنى السكة. [ 4 ] إذا تعرضت مجموعة العجلات لقوة جانبية قوية - على سبيل المثال، عندما يكون نصف قطر المنحنى أصغر من المعتاد أو عند وجود عيوب في استقامة السكة - فإنها ستخرج عن توازنها. عندئذٍ، يقوم نتوء على الجانب الداخلي لكل عجلة، يُسمى الحافة، بتقييد حركة مجموعة العجلات ومنعها من الخروج عن القضبان. [ 5 ]
ترتيب العجلات
يختلف عدد العجلات في كل قاطرة أو عربة من حيث الحجم والعدد لتلبية احتياجات المركبة. وبغض النظر عن هذه العوامل، يتم دائمًا تثبيت أزواج من العجلات المتطابقة في الحجم على محور مستقيم كوحدة واحدة، تسمى مجموعة العجلات . [ 4 ]
عجلات لمركبات الطرق والسكك الحديدية
عادةً ما تكون عجلات المركبات التي تعمل بنظام النقل البري والسكك الحديدية أصغر حجماً من تلك الموجودة في أنواع أخرى من عربات السكك الحديدية ، مثل القاطرات أو العربات، وذلك لأن العجلة يجب أن تكون بعيدة عن الأرض عندما تكون المركبة في وضع السير على الطريق. وقد يصل قطر هذه العجلات إلى 245 ملم (9.65 بوصة) .
عجلة وإطار سكة حديدية
تُصنع عجلات السكك الحديدية الحديثة عادةً من قطعة واحدة مصبوبة، وتُعرف أيضًا بالعجلات أحادية الكتلة. [ 6 ] مع ذلك، تتكون بعض العجلات من جزأين: قلب العجلة، وإطار ( أو حلقة ) يحيط بمحيطها. كانت الإطارات المنفصلة جزءًا من بعض عربات السكك الحديدية، وكان الغرض منها توفير عنصر قابل للاستبدال - وهو عامل مهم في عصر قاطرات البخار ذات التصميم المعقد والمكلف . في العصر الحديث، يُصنع الإطار دائمًا من الفولاذ ، وهو أقوى من الحديد الزهر المستخدم في العصور السابقة. يُسخن الإطار عادةً ويُضغط على العجلة قبل أن يبرد وينكمش. تحتوي عجلات السكك الحديدية المرنة على مادة مرنة، مثل المطاط ، بين العجلة والإطار. كان عطل هذا النوع من العجلات أحد أسباب حادث قطار إيشيده فائق السرعة . [ 6 ]
أسباب الضرر
يُعدّ الكبح الشديد، بما في ذلك الكبح المفاجئ، والكبح على المنحدرات الحادة، والكبح مع الأحمال الثقيلة، السبب الأكثر شيوعًا لتلف العجلات. تُطبّق بطانات الفرامل (أو وسادات الفرامل) مباشرةً على سطح العجلة، مما يُولّد كميات هائلة من الطاقة الحرارية : في ظل التشغيل العادي، قد تصل درجة حرارة سطح العجلة إلى 550 درجة مئوية (1022 درجة فهرنهايت) . [ 7 ] في ظروف الكبح الشديد، يُمكن أن تُساهم الطاقة الحرارية المُتولّدة في حدوث صدمة حرارية أو تغيير في الخصائص الميكانيكية للعجلة. في النهاية، يُؤدّي التحميل الحراري الحاد إلى ظاهرة تُسمّى التقشّر . بدلاً من ذلك، قد يُؤدّي الكبح الشديد أو انخفاض التماسك إلى إيقاف دوران العجلات أثناء حركة المركبة، مما قد يُسبّب بقعة مسطحة على سطح التلامس بين العجلة والسكك الحديدية وتلفًا حراريًا موضعيًا.
تُصنع عجلات السكك الحديدية الحديثة بسماكة معقولة لتوفير هامش للتآكل، حيث يمكن تشكيل العجلات البالية أو العجلات ذات البقع المسطحة على مخرطة العجلات إذا كانت هناك سماكة كافية من المادة المتبقية. [ 8 ]
عجلة التوجيه
تحتوي قطارات الأنفاق ذات الإطارات المطاطية المزودة بقضيب توجيه مركزي ، مثل مترو بوسان ومترو ليل ومترو سابورو البلدي ، بالإضافة إلى الترام ذي الإطارات المطاطية، على عجلات توجيه .
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ لويس، ر.؛ أولوفسون، يو. (25 سبتمبر 2009). دليل واجهة العجلة والسكك الحديدية . إلسيفير ساينس. ISBN 9781845694128تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أكتوبر 2020 .
- ↑ لويس، روجر؛ أولوفسون، أولف (2009). دليل واجهة العجلة والسكك الحديدية . بوكا راتون، فلوريدا: مطبعة سي آر سي. رقم ISBN 978-1-61583-153-1. OCLC 500906475 .
- ↑ ليسيترا، غايتانو (6 سبتمبر 2012). رسم خرائط الضوضاء في الاتحاد الأوروبي: النماذج والإجراءات . مطبعة سي آر سي. رقم ISBN 978-0-203-84812-8.
- 1 2 "كتاب: لاصقة الاتصال" . the-contact-patch.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أكتوبر 2020 .
- ↑ ريتشارد فاينمان (1983). فاينمان: كيف يبقى القطار على مساره . متعة التخيل . تلفزيون بي بي سي – عبر موقع يوتيوب.
- 1 2 ميلن، إيان؛ ريتشي، آر أو؛ كاريهالو، بي إل (25 يوليو 2003). السلامة الهيكلية الشاملة . إلسيفير. ISBN 978-0-08-049073-1.
- ↑ بيترز، كارستن جيه؛ إيفلر، ديتمار (1 نوفمبر 2009). "تأثير درجات حرارة التشغيل على سلوك الإجهاد في فولاذ عجلات وإطارات السكك الحديدية*" . اختبار المواد . 51 ( 11-12 ): 748-754 . Bibcode : 2009MTest..51..748P . doi : 10.3139/120.110094 . ISSN 2195-8572 . S2CID 135684020 .
- ↑ نيلسن، ج. (1 يناير 2009). "عجلات السكك الحديدية غير الدائرية" . في: لويس، ر.؛ أولوفسون، يو. (محرران). دليل واجهة العجلة والسكك الحديدية . وودهيد للنشر. ص 245-279 . doi : 10.1533/9781845696788.1.245 . ISBN 978-1-84569-412-8تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أكتوبر 2020 .
روابط خارجية
- "APTA PR-CS-RP-003-98 الممارسة الموصى بها لتطوير مخطط الخلوص لمعدات الركاب 5.3.2.1 التفاوتات التصميمية" (ملف PDF) . APTA.com . الرابطة الأمريكية للنقل العام . 26 مارس 1998. تاريخ الاطلاع: 17 يناير 2015 .
- عجلات القطار