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Appunti di Meccanica della trazione ferroviaria
Se indichiamo con Q il peso che grava sull’asse, con f’ il coefficiente di attrito per strisciamento fra
cerchione e rotaia (pari a circa metà del coefficiente di attrito di aderenza) e considerando che lo
Q
strisciamento avvenga su una sola ruota , , la forza di attrito sviluppata dallo slittamento risulta:
2
Q
F' attrito = f '⋅
2
moltiplicando tale forza per lo spostamento si ottiene il speso lavoro nel compiere la curva, il quale
viene dissipato per attrito.
Tale lavoro risulta:
Q
W = f ' ⋅ ⋅θ
⋅ s
2
ed è uguale alla forza R' C per lo spostamento misurato sull’asse del binario per cui:
Q
f ' ⋅ ⋅θ
⋅ s = R'C
⋅θ
⋅ rC
2
Q s
R' c = f '⋅
⋅ [kg]
2 r
La resistenza unitaria dovuta al fatto che le ruote sono calettate all’asse risulta:
'
' RC
1000 s ⎡kg
⎤
ρ C = 1000 ⋅ = ⋅ f '⋅
Q 2 r ⎢ ⎥
⎣ t ⎦
Valori tipici di r C = 50 ÷ 60 m quanto più cresce tanto minore è la resistenza.
Si può notare che tale resistenza è direttamente proporzionale allo scartamento, per cui si cercherà
di avere uno scartamento più piccolo possibile.
Se r C = 100 ÷ 200 m si può trascurare la resistenza per strisciamento.
b) Il carrello “ruota” strisciando sul binario.
Essendo gli assi delle ruote paralleli fra loro, il veicolo tende a conservare la direzione di moto
rettilineo, per cui l’asse anteriore senso marcia per potersi inserire in curva è costretto ad uno
spostamento trasversale alla curva stessa con conseguente strisciamento della periferia delle ruote
sulle rotaie.
Tutto avviene come se il carrello strisciasse (rotolasse) di un angolo θ sul binario.
Indicando con p il passo rigido del veicolo, con s lo scartamento del binario e con r C il raggio
mediano della curva, il raggio della rotazione risulta:
1
2
2
b = ⋅ p +
per cui il tratto dove avviene lo strisciamento risulta essere
θ
Δ = b +
2
2 2
⋅θ
= ⋅ p s .
rev. Ottobre 2006 36
c
s
2
C