乔巴萌图带文字:火车轮子内侧会有防止脱轨轮沿,为什么轮沿在内侧而不外侧?

来源:百度文库 编辑:中科新闻网 时间:2024/04/27 17:37:03
火车轮子内侧会有防止脱轨轮沿,为什么轮沿在内侧而不外侧?
二楼说的有点问题
1。当转弯时离心力与重力的合力应该会垂直微有倾斜的铁轨平面,从而不会有滑动的趋势
2。就算火车转弯的速度与弯道的设计速度不一致,那么此时重力与离心力的合力会与轨道平面与90度有微小的偏差,但由于铁轨倾斜度本身就很小,所以几乎可以靠摩擦力来抵消滑动的趋势。
3。假设离心力过大,那么轮沿在外侧时,火车左转,右轮起不到阻止的作用,但是左轮可以呀!

我认为可能是因为轮沿如果在外侧,长期使用后,会损坏紧轮子的螺丝,不安全。
不知道大家的意见?

五楼对为什么没有螺丝的解释不是很清楚,请具体说一下。谢谢

克服转向时的离心力,不仅轮沿在内侧,铁轨转弯处两根轨道还设计成不在同一平面内,有个高度差的

一楼的回答是正确的,如果轮缘(注意,不是轮沿)在外侧,则无法通过道岔。至于什么弯道之类的都是一样的,内外没有什么大的区别,再说,铁路规定弯道的铁轨都有外轨超高(大家可以去铁路弯道处实地考察一下,可以发现外侧轨道比内侧高)就是为了防止离心力作用导致列车脱轨。
楼主说什么怕螺丝松,更是大错特错了呵呵。因为火车的轮对主要是轮芯外面通过热胀套上的轮箍(为了顺利通过弯道,轮箍一般有特殊设计的斜面还有轮缘),没有任何螺丝。

你设想一下,如果火车外侧有轮沿,那么它在进入岔道时会是怎样的

1楼的说法,只考虑了一边
为什么要设计轮沿呢?这个很容易解释,但为什么将轮沿设计在内侧呢?答案应该是这样的:
轮边设计在内侧,其目的主要是为了行车安全.因为火车在行驶中,会产生向两边的分力,尤其在转弯时分力最大。同时,为了防止离心力的作用铁道在转弯处也会设计成斜的。现在,假设火车要左转弯,由于铁道的倾斜,致使火车的右轮比左轮高,同时重心也移向了左边(我们知道,当物体的重垂线越接近支点这个物体就会越稳定!)。
那么,设想一下车轮边靠外的情况。
这时由于铁道的斜度,火车会有一个向左滑动的趋势,从而使得阻止滑动的重任由右边轮子来承担了,这样就于前面的结论相反了。还有一个重要力“离心力”,由于他是平行于转弯半径的,故离他最近的是右轮。同理,轮沿在外侧,右轮将起不到阻止离心力作用。这样就会造成安全事故!
同样的思路,想一下轮沿在内侧的情况,此问题就通了,呵呵!
所以火车轮沿设计在了内侧!!

补充:以上只是说明了最重要的两个力!但是现实中还有很多复杂的情况。为了分析问题,那些影响不大的就不考虑了。但是,尽管理论设计的很精确,实际运行总会有偏差,故两个力不能绝对平衡。
所以,楼主的第1点疑问,可以这样解释。能够和离心力抗衡的并不是重力,因为不在一条线上。应该是重力的两个分力之一,其中一个力垂直于轨道,另一个刚好于离心力相反,朝向转弯圆心位置,也就是所谓的“滑动趋势”。
2.对于安全问题,不能有一点含糊,这个作用虽然小,但是也得考虑。如果以后时速超过200km/h的火车普及了,轨道斜度必然会加大。那么这种情况就越显重要了。
3.离心力过大,左轮虽然可以受力,但是楼主认为和右轮相比哪个更稳定呢?原因我也说过了。这时的主导力是离心力,为了稳定车体,距离此离心力最近的点“右轮”才是最稳定的支点!
还有,如果右转弯时,那么都反过来。第2条中提到的相对不是很重要的左轮恰恰是很重要支点了。
关于楼主说的螺丝问题,我觉得也很有道理。不管怎样转弯、运行,内侧的设计只会承受向内的力,不管是采取怎样的连接方式,都会大大提高使用寿命。这是机械安装时的基本原则,尽可能让连接件承受压力,而不是拉力。俗话说“力木顶千斤”,就是这个道理。从数据上说,绝大多数的材料,抗压强度要比抗拉强度大的多。
关于道岔,这个问题太容易解释了。是先有单轨还是双轨呢?答案应该是明确的吧!就是说有了火车、车轮、单轨之后才有双轨和道岔的(当然,设计车轮时并不是凭空想出来的,当时的设计人员肯定也经历了很多论证)。
所以,道岔是根据车轮的情况而定的,车轮是“因”,道岔是“果”。为内轮沿设计的道岔,当然不能过外轮沿了。

不要争了!都怨我没上橡胶轮胎!!自责!!