粘著係數

粘著係數

粘著係數是機車動輪不空轉時的最大輪周牽引力與粘著重量的比值。一定類型的機車具有的設計粘著重量是固定值。機車的粘著重量確定後,就由粘著係數決定粘著牽引力,從而決定與之匹配的原動機功率。

粘著係數

正文

機車動輪不空轉時的最大輪周牽引力與粘著重量的比值。機車動輪踏面和鋼軌接觸面間的摩擦阻力,稱為粘著力。機車牽引車列運行時,動輪作用於鋼軌的力在任何情況下至多只能等於而不能大於粘著力,否則動輪就會在鋼軌上空轉(打滑),使機車牽引力急劇下降甚至消失。在機車不空轉條件下,根據粘著係數確定的機車牽引力,稱為粘著牽引力。機車粘著重量是機車所有動輪作用於鋼軌的垂直重量之和。粘著係數μ、粘著重量Pμ和粘著牽引力Fμ的關係如下:
Fμ=Pμ·μ
一定類型的機車具有的設計粘著重量是固定值。機車的粘著重量確定後,就由粘著係數決定粘著牽引力,從而決定與之匹配的原動機功率。
粘著係數是機車動輪和鋼軌接觸點上的靜摩擦係數,即相對速度趨於零時的滑動摩擦係數。它同許多因素有關,主要的有:
①動輪受力狀態。機車原動機傳給動輪的力越是均衡、穩定,粘著係數就越大。如電力機車和電力傳動柴油機車,每個牽引電動機的特性相同,分配的電流相等,粘著係數就大。蒸汽機車動輪上的曲拐銷處於軸心上下垂直位置時,動輪的扭矩最大;處於軸心前後水平位置時,扭矩最小。左右側曲拐銷相隔90度,在動輪鏇轉一周中兩側曲拐銷受力之和呈波形變化,所以蒸汽機車的粘著係數小於電力機車和柴油機車。
②動輪踏面和鋼軌表面的狀態。表面越是平整、乾燥,粘著係數就越大。如果表面不平、潮濕或有霜、雪、冰、水、油垢等,則粘著係數降低。向動輪和鋼軌間撒以小顆粒的乾砂,可以增大摩擦力、提高粘著係數。
③動輪直徑和裝配。各動輪的直徑越一致,裝配越準確,粘著係數就越大。蒸汽機車各動輪的直徑不同,或者動輪軸與鋼軌平面的投影不成直角,都會使動輪在滾動中帶有空轉,降低粘著係數。
④機車運行速度。粘著係數隨機車運行速度的提高而降低。機車在運行中,會產生衝擊、振動和蛇形運動,動輪在鋼軌上會發生縱向滑動和橫向滑動。而且鋼軌表面不平整,運行速度越高,這些現象越嚴重,軸重轉移也越大,重量減少的動輪會發生空轉,全機車的粘著係數會減小。
⑤線路的曲線半徑。曲線半徑越小,粘著係數越低。機車在小半徑曲線線路上運行,受離心力和向心力的影響,動輪在鋼軌上產生橫向滑動。此外,動輪踏面有一定斜度(內方直徑大,外方直徑小),在小半徑曲線線路上,由於外軌有超高,當機車速度不夠高而偏靠內軌,則同一軸上左右兩動輪以直徑不同的滾動圓滾動,還有內外軌長度不同,造成一側動輪在滾動中帶有空轉,橫向滑動和空轉都降低粘著係數。通常用對比試驗的方法求出粘著係數的降低率。
粘著係數由專門試驗確定,其計算公式一般歸納為與機車運行速度V成反比的形式。

粘著係數

式中A、B、C、D是根據不同機車類型的專門試驗結果確定的係數。試驗結果證明:粘著係數受隨機因素的影響,試驗點的離散度較大,但粘著係數的圖形基本上是一條隨運行速度提高而降低的帶狀面,稱為帶狀粘著區,通常採用這個粘著區的平均值作為計算標準,所以把它稱為計算粘著係數。為了簡化計算,不論運行速度高低,機車的計算粘著係數按機車類型不同,採用固定數值,如1/3或1/4等。

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