Friction rolling with lateral slip in rail vehicles

The paper deals with the dynamic phenomena accompanying the wheel rolling over a road (rail, track), with lateral slip effects. They occur in rolling of a wheel and wheelset on a straight track in the case of lateral load and especially on curves. Different curvature radii and rotary oscillations of wheelsets result in skew rolling and, in turn, in lateral slip oscillation in the contact zone between the wheel and rail. It significantly increases noise and wear in real structures. Double periodicity of motion was detected in an underground train. Hitherto, this phenomenon has not been reported in the literature. Experimental investigation was performed on a test stand for various parameters: the angle of skew rolling, velocity and contact pressure. Results were related to a two degree-of-freedom theoretical system. In the case of steel/polyester and polyamide/polyester friction pair, qualitatively similar results were obtained.

W pracy omówiono zjawiska dynamiczne związane z toczniem się koła z poślizgiem bocznym po drodze (szynie, torze). Mają one miejsce przy toczeniu się kół lub zestawów kołowych po torze prostym, w przypadku bocznego obciążenia oraz na łukach. Różne promienie krzywizn oraz drgania skrętne zestawów kołowych powodują ukośne toczenie i boczne poślizgi w strefie kontaktu koła z szyną. Zjawisko to znacząco zwiększa hałas oraz zużycie elementów konstrukcji. W kolei podziemnej wykryto dwuokresowość drgań. Zjawisko to dotąd nie było opisywane w literaturze. Przeprowadzono stanowiskowe badania eksperymantalne z uwzględnieniem następujących parametrów: kąta ukośnego toczenia, prędkości oraz siły nacisku w strefie kontaktu. Wyniki odniesiono do ruchu teoretycznego układu o dwóch stopniach swobody. W przypadku par ciernych stal-poliester i poliamid-poliester uzyskano zbliżone jakościowo rezultaty.