Лингвофорум

Цитата: BormoGlott от мая 13, 2021, 21:44
я понял, что имеется в виду сила трения, которое должен преодолеть локомотив, чтоб тащить состав. То есть сила с которой растягивается сцепка между локомотивом и первым вагоном

Сопротивление качению колёс по рельсам практически всегда составляет лишь малую долю силы, которую приходится развивать локомотиву. Что касается зависимости от жёсткости рельсов - да, такая зависимость есть, конечно. Чем жёстче рельсы, тем шире распределяется нагрузка на шпалы, балласт и земляное полотно, тем меньше глубина прогиба под нагрузкой (и, с какого-то уровня, и меньшее число циклов этого прогиба - скажем, полный прогиб не под каждой осью отдельно, а под тележкой, а то и под парой близко расположенных тележек соседних вагонов, например), и соотв. меньше потери энергии на неупругую составляющию деформации балласта и земляного полотна.

Внезапно нашёлся такой вот документ на английском языке, в котором одна из статей посвящена как раз тому, какие осевые нагрузки можно принимать как допустимые при разных рельсах.
https://www.nzsappers.org.nz/wp-content/uploads/2018/11/1918-December.pdf

Там говорится о том, чтоб уйти от старой принятой схемы с прямой пропорциональностью нагрузки и веса рельса (там речь идёт о 5 lbs/yd на тонну осевой нагрузки (там тонна английская, но она не сильно отличается от метрической), что примерно равно 2,5 кг/м на тонну осевой нагрузки) к расчёту по прочности или жёсткости рельса. Правда, в итоге получаются довольно странные, с современных позиций, выводы. Как раз в области слабых рельсов, где действительно нагружение похоже на однопролётную балку, и пропорциональность допустимой нагрузки прочности или жёсткости рельсов выглядит наиболее правдоподобной, предлагается всё же остаться на старой схеме, чтобы не снижать осевые нагрузки, поскольку, дескать, на таких участках обычно малые скорости (но как бы это было бы логичнее отработать изменением какого-нибудь коэффициента динамических сил). А в области более тяжёлых рельсов (за неизменную отправную точку там выбрано 12 т/ось при 60 lbs/yd рельсах) айда повышать допустимые нагрузки выше этой прямой пропорциональности (хотя как раз в этой области за счёт упругости подрельсовых оснований, балласта и зем.полотна логично ожидать прямой пропорциональности, а для ещё более тяжёлых рельсов - и ещё более пологой зависимости, так что опять же, если уж хочется повысить осевые нагрузки, было бы логичнее опять же увеличить тот же постоянный коэффициент).

Цитата: BormoGlott от мая 13, 2021, 21:44
я понял, что имеется в виду сила трения, которое должен преодолеть локомотив, чтоб тащить состав. То есть сила с которой растягивается сцепка между локомотивом и первым вагоном

Трение качения, значит.

А ещё есть трение скольжения и трение покоя.

Цитата: Toman от мая 13, 2021, 10:42
Если речь шла о сцеплении колёс с рельсами

Вот из этого

Цитата: Валентин Н от мая 12, 2021, 00:54
Если рельсы и колёса будут шире, то площадь контакта увеличится, а что будет с трением? Оно тоже увеличится? Хотя тогда давление на поверхность снизится и трение должно понизиться, так какая будет результирующая? И ещё: связано ли трение с жёсткостью?

я понял, что имеется в виду сила трения, которое должен преодолеть локомотив, чтоб тащить состав. То есть сила с которой растягивается сцепка между локомотивом и первым вагоном

Цитата: Andrey Lukyanov от мая 13, 2021, 11:53
У меня такое впечатление, что на РЖД каждый второй товарный вагон — с ползунами.

По сравнению с позднесоветскими временами их стало, кажется, более чем на порядок меньше. Я помню, как грохотали грузовые поезда по всей своей длине в середине и второй половине 80-х. Там даже не каждый второй, а как будто вообще каждый вагон был с ползунами. Но со временем этого становилось меньше, и сейчас по крайней мере в том месте, где я их чаще всего наблюдаю (а я, в частности, уже более полугода прожил на съёмной квартире в полусотне метров от перегона на БМО - как раз на следующей неделе должен оттуда переехать), грохочущий грузовой поезд - изрядная редкость. Порой встречаются отдельные единичные вагоны с ползунами на целый состав, совсем редко - действительно целые грохочущие поезда, почти как в 80-х - но когда такой слышу, удивляюсь и прифигеваю: "где ж они целый состав такого дела набрали". Но подавляющее большинство поездов едут очень тихо, их самих практически не слышно с более-менее существенного расстояния - только звуки локомотивов (вентиляторы электровозов, турбокомпрессоры тепловозов, в первую очередь), гудки, если гудят, ну и звуки ударов при резком сжатии состава (это иногда делают нечётные поезда).
В 90-х и нулевых был некий "переходный период", когда у большинства вагонов ситуация с ползунами улучшилась, но у цистерн для нефти и нефтепродуктов всё было по-прежнему, и это вроде как объяснялось глючной работой залитых вязкими нефтепродуктами воздухораспределителей. Сейчас вроде не так, и цистерны не отличаются большим количеством ползунов, даже скорее наоборот, у них они встречаются реже среднего.

Подозреваю, что значительная часть этих повсеместных ползунов 80-х получалась от долгих башмачных торможений в подгорочных парках. Но хотя и сюжет "забыть перевести на порожний режим после разгрузки вагона" тоже, наверное, был распространён - сейчас доля вагонов с авторежимами стала больше, хотя до сих пор и далеко не 100%.

А вот чем меня удивили немецкие ж.д. (вполне возможно, что так и по всей остальной Зап. Европе) - так это тем, что там очень много ползунов на пассажирских вагонах. Можно сказать, в порядке вещей, когда едешь в пассажирском вагоне, а у него колпара стучит. В нашей стране это что-то из ряда вон выходящее. Собственно на пассажирских вагонах локомотивной тяги в России я, пожалуй, никогда и не встречал явно слышимого стука. В электричках и в метро - бывало, но редко.
Просто у западноевропейцев на ж.д. исторически традиционно очень уж лютые тормоза, очень легко срывающие в юз при хоть чуть-чуть неидеальных условиях, и хоть всё давно и оборудовано противоюзами, видимо, не на 100% помогает. Ну и, видимо, более либеральная политика допуска к пассажирскому движению с ползунами (м.б. тут дело в их более мягком климате - типа, могут себе позволить).

Цитата: Toman от мая 13, 2021, 10:42
В случае же фрикционных тормозов без противоюзной защиты приходится брать ещё больший запас, поскольку во-первых снижение трения колесо-рельс при юзе (даже частичном, только начавшемся) сопровождается столь же резким повышением трения тормозных колодок, что делает ещё более затруднительным восстановление сцепления, во-вторых, юз обычно грозит более тяжёлыми последствиями, чем боксование (если только боксование не совсем на месте), и юз вероятнее всего не будет вовремя замечен.

У меня такое впечатление, что на РЖД каждый второй товарный вагон — с ползунами.

Цитата: BormoGlott от мая 13, 2021, 07:00
Так речь шла не о тормозах, а о силе трения при движении. С тормозами всё сложнее, так как они предназначены перевести кинетическую энергию в тепловую, а это, разумеется происходит интенсивнее через бо́льшую площадь контакта, и если скорость большая, то тормозные колодки не справляются с конвертированием кинетической энергию в тепловую на все сто, и часть кинетической энергии остаётся не превращённой, поэтому сила трения зависит и от скорости и уменьшается с ростом скорости

Если речь шла о сцеплении колёс с рельсами, то там в этом смысле ещё хуже: площадь контакта ещё меньше, так что уже при довольно небольшой скорости проскальзывания трение уменьшается настолько, что самопроизвольное восстановление сцепления уже практически невозможно. Поэтому на локомотивах без противобоксовочной защиты и быстродействующего автоматического регулирования тяги в норме приходится ограничиваться не такой тягой, при которой сцепление колёс бы почти не срывалось, а значительно меньшей - такой, при которой после небольшого срыва сцепление почти всегда самопроизвольно восстанавливается. А это и даёт разницу примерно раза в 2. В случае же фрикционных тормозов без противоюзной защиты приходится брать ещё больший запас, поскольку во-первых снижение трения колесо-рельс при юзе (даже частичном, только начавшемся) сопровождается столь же резким повышением трения тормозных колодок, что делает ещё более затруднительным восстановление сцепления, во-вторых, юз обычно грозит более тяжёлыми последствиями, чем боксование (если только боксование не совсем на месте), и юз вероятнее всего не будет вовремя замечен.

Цитата: Toman от мая 12, 2021, 22:44
Этот школьный закон про силу трения работает только при сравнительно небольших усилиях и небольших выделяющихся мощностях. В условиях работы реальных тормозов сила трения зависит и от скорости (уменьшается с ростом скорости), так и от площади контакта (уменьшается с уменьшением площади контакта).

Так речь шла не о тормозах, а о силе трения при движении. С тормозами всё сложнее, так как они предназначены перевести кинетическую энергию в тепловую, а это, разумеется происходит интенсивнее через бо́льшую площадь контакта, и если скорость большая, то тормозные колодки не справляются с конвертированием кинетической энергию в тепловую на все сто, и часть кинетической энергии остаётся не превращённой, поэтому сила трения зависит и от скорости и уменьшается с ростом скорости

Цитата: Валентин Н от мая 12, 2021, 00:54
Если рельсы и колёса будут шире, то площадь контакта увеличится, а что будет с трением? Оно тоже увеличится? Хотя тогда давление на поверхность снизится и трение должно понизиться, так какая будет результирующая?

А вот это достаточно интересный вопрос. В то время как слишком высокое давление в пятне контакта недопустимо, поскольку приводит к накапливающимся остаточным деформациям в приповерхностных слоях металла и соотв. накоплению разрывающих напряжений в более глубоких слоях, слишком малое давление может быть недостаточным, чтобы хотя бы частично выдавливать из пятна контакта некоторые виды загрязнителей, снижающих сцепление колеса с рельсом - в т.ч., например, даже снег и лёд.

Цитата: BormoGlott от мая 12, 2021, 08:43
Сила трения не зависит от площади контакта, а зависит от силы прижимающей одну поверхность к другой и коэффициента трения, зависящего от материалов соприкасающихся поверхностей и их шероховатости

Однако вот, скажем, работа реальных тормозов - что железнодорожных, что автомобильных, самолётных и т.д. - совершенно не соответствует этому. Этот школьный закон про силу трения работает только при сравнительно небольших усилиях и небольших выделяющихся мощностях. В условиях работы реальных тормозов сила трения зависит и от скорости (уменьшается с ростом скорости), так и от площади контакта (уменьшается с уменьшением площади контакта).

Цитата: Валентин Н от мая 12, 2021, 21:41
А что с пробуксовкой при езде вверх? При каких обстоятельствах она может появиться?

А это без разницы, вверх или не вверх - допустим, при желании разогнаться быстрее, чем позволяет сцепление ведущих колёс с рельсами, или при внезапном попадании на необычно скользкое пятно оно (боксование) возникнет. А дальше уже всё зависит от чувствительности и быстродействия противобоксовочных систем (если есть) и систем поосного регулирования тяги (если есть и если вообще требуется), либо, если ничего этого нет - от скорости реакции машиниста.
Хорошие быстрые системы регулирования тяги творят чудеса и позволяют увеличить силу тяги в тех же условиях порой в два раза, а то и более. И, что не менее важно, спасает от заметных повреждений рельсы и колёса. Более примитивные защиты от боксования просто вырубают тягу, если обнаруживают достаточно заметную разницу токов между разными параллельными цепями тяговых двигателей (ну, это если есть несколько таких параллельных цепей, и если локомотив не умудрился забоксовать более-менее синхронно всеми осями сразу).

...Да, на ж.д. слова "боксование", "боксовать" и т.д. применяется именно в оригинальном виде - через букву "о". Потому что это соответствует этимологии - от слова "бокс" (в значении соотв. вида спорта), в отличие от автомобильно-просторечных слов вроде "буксовать", порождённых (видимо, из-за ослышек и неверной интерпретации) людьми, не знавшими этимологии, но, может быть, слышавшими, что на ж.д. есть какие-то там буксы.