Superficie de contacto rueda - carril

[ave252]

Hola a todos. Hace tiempo se me vino una pregunta a la cabeza... ¿Cuál es la superficie de una rueda que apoya sobre un carril?

A mi se me ocurrió que lo que apoya es la tangente de la rueda y que habría que sacar una ecuación en función del radio, derivarla, meter el valor del radio y sacar la superficie, pero...

Gracias

[Jokin Urzay]

Hola,

Mira este enlace por si te sirve de ayuda:

www.tecnun.es/Asignaturas/ingvehiculos/ ... ntacto.ppt -

Saludos desde Miranda de Ebro,
Jokin Urzay

[Juan]

El apoyo de la llanta sobre el carril es minimo.

[ave252]

Me lo miraré con detenimiento. Gracias
[date=1170331762]

El apoyo de la llanta sobre el carril es minimo.

Eso se sabe, lo que quiero es saberlo en función del radio

[Sankito]

pues si mal no recuerdo creo que puedes considerarlo aproximadamente como un centimetro cuadrado por rueda...

[Gaspar]

Hola a todos. Hace tiempo se me vino una pregunta a la cabeza... ¿Cuál es la superficie de una rueda que apoya sobre un carril?

A mi se me ocurrió que lo que apoya es la tangente de la rueda y que habría que sacar una ecuación en función del radio, derivarla, meter el valor del radio y sacar la superficie, pero...

Gracias

La superficie de contacto RUEDA-CARRIL, varía del tipo de tren del que se trate.
Si el tren debe circular por líneas con curvas de radio reducido, la conicidad de la rueda es mayor y por tanto, la superficie de contacto es efectivamente la tangente del diametro de la rueda que en cada momento esté en contacto con el carril (Muy poca superficie).
En las líneas de Alta Velocidad, la conicidad de la rueda es mucho menor, y la superficie de contacto es mayor. A medida que se desgasta la superficie de rodadura de la rueda, hasta que se tornea de nuevo, aumenta la superficie de contacto.

[Smog]

Hola:

Pese a que la rueda sea metalica, la superficie de contacto coincide con la tg aunque tambien se debe considerar una leve deformacion o aplastamiento del material que si bien al ojo humano es apenas imperceptible, se encuentra ahí.
Por otro lado el peso (vertical) que aguanta la rueda no es el mismo estando el tren detenido o en marcha. Cuando se encuentra en marcha y a cierta velocidad (sobre todo elevadas) existe una especie de "aligeramiento" debido a la inercia.

Un saludo

[Oriol]

En las líneas de Alta Velocidad, la conicidad de la rueda es mucho menor, y la superficie de contacto es mayor. A medida que se desgasta la superficie de rodadura de la rueda, hasta que se tornea de nuevo, aumenta la superficie de contacto.

Hola Gaspar,

No sólo depende de eso: En el caso Español, la mayoria de líneas tienen carril con cabeza cónica, con lo que la superficie de contacto (suponiendo que el carril es nuevo y las llantas también) es la mínima. Las llantas están también torneadas con una ligera concavidad, practicamente imperceptible.

En las LAV el carril, si no estoy equivocado, es de cabeza plana, con lo cual, la superficie de contacto llanta - carril aumenta algo. Uno de los cientos de problemas que tuvieron los 120 fué precisamente ese, la adaptación de las llantas a los dos tipos de carriles.

Y con este, llego a mi mensaje número 800 en Trensim.com

Salduos,

[Sanlúcar-Playa]

A mí, que soy lego, me parece que más que con la sección transversal del carril o con la conicidad de la rueda, la cosa tiene que ver con la deformación elástica de ambos bajo la acción de las cargas que soportan.

Si no hubiera deformación el contacto se limitaría a un punto, o como máximo a la generatriz de la rueda, y la superficie de contacto sería teóricamente nula (la superficie de una línea)

Por cierto ¿cómo es un carril con cabeza cónica?

[José Gabriel]

La cabeza del riel (nuevo), puede ser plana o tener un radio bastante grande (del orden de los 200 a 600 mm), con un radio de empalme con los flancos de 8 a 15 mm. Se montan sobre los durmientes con una pequeña conicidad (1:20), inclinados hacia adentro. A veces en los Estados Unidos los montan verticales. La llanta de las ruedas tiene forma de doble cono, el cono interior, con un ancho de 55 mm y conicidad 1:20, unido a la pestaña con un radio de 15 mm, y el cono exterior, de 35 mm de ancho y conicidad de 1:10, y terminando con un pequeño chaflán contra el borde esterior. La conicidad es necesaria porque la tomar las curvas, el par de ruedas se desplaza hacia afuera, y dada la conicidad de la llanta, el radio de la rueda exterior es mayor que el de la rueda interior, por lo que ambas ruedas giran sin deslizamiento. La superficie de contacto es, teóricamente, un pequña línea, que, por razones de deformación de los materiales, se convierte en una pequeña elipse. Esto está muy bien explicado en un viejo libro español, de la década del '50, que tal vez quien esté interesado, pueda consultar en una biblioteca. Hace mucho que no lo tengo en mis manos, pero su título es Tratado de Explotación de Ferrocarriles, su autor José María García Lomas y Cossio, y su editorial Gustavo Gili. Espero que esto pueda servir a alguien. Saludos a todos. José

[Sanlúcar-Playa]

(...)

Se montan sobre los durmientes con una pequeña conicidad (1:20), inclinados hacia adentro.

(...)

Este.... tanto acá como allá estaría mejor decir "inclinación", acaso "convergencia", en lugar de "conicidad"; por lo demás, perfecta la explicación.

Veo que lo del "carril con cabeza cónica" debió tratarse de un lapsus.

[Music224]

Hola.

Estoy completamente de acuerdo con José Gabriel en su excelente explicación.
Tambien recomiendo el libro que indica.tengo la suerte de tenerlo en mi biblioteca sobre temas ferroviarios, y puedo asegurar que tiene muchísima información técnica sobre los carriles, las traviesas, materiales y trazados de vías y desvíos.
También recomiendo los siguientes libros:

-Tratado de explotación de ferrocarriles (l)
PLANIFICACION de Fernando Oliveros Rives
Manuel odriguez Mendez
Manuel Mejia Puente
Editorial Rueda Apartado 43.001 Madrid.
I.S.B.N. : 84-7207-025-5
-Tratado de ferrocarriles (ll)
Ingeniería civil e instalaciones.
Es de los mismos autores anteriores y la misma editorial
I.S.B.N. :84-7207-015-8

Saludos.
Music224

[José Gabriel]

Gracias, Sanlucar-playa: la palabra correcta es inclinación. José

[via]

Tengo mis dudas en refernecia a lo indicado por oriol, no ceo que exista diferencia entre carril para lineas convenionales y de alta velocidad.
La cabeza del carril en su zona de rodadura nunca es plana y la inclinacion del carril viene dada por la configuracion de la traviesa en la zona de apoyo de éste, que da la inclinacion del carril para el apoyo de las pestañas.
Diferenciar que el apoyo del carril es con inclinacion en plena via y plano en zonas como los cambios, exixtiendo placas de asiento especiales para dar paso de la mayor inclinacion a cero.

[Gaspar]

A mí, que soy lego, me parece que más que con la sección transversal del carril o con la conicidad de la rueda, la cosa tiene que ver con la deformación elástica de ambos bajo la acción de las cargas que soportan.

Si no hubiera deformación el contacto se limitaría a un punto, o como máximo a la generatriz de la rueda, y la superficie de contacto sería teóricamente nula (la superficie de una línea)

Por cierto ¿cómo es un carril con cabeza cónica?

La deformación de la superficie de rodadura de las ruedas, obviamente existe, aunque es prácticamente nula. En los vehículos de carga o locomotoras, con un peso por eje considerable, puede ser algo mayor, pero en los vehículos de Velocidad Alta y en los de Alta Velocidad, cuyo peso por eje no excede de 17 Tm., esa deformación puede considerarse "cero".

Alguien ha escrito por ahi que cuando el tren alcanza cierta velocidad, el peso puntual por eje disminuye por efecto de la velocidad. Eso es completamente cierto, yo mismo he podido comprobar que el coheficiente de adherencia rueda-carril por encima de ciertas velocidades, y dependiento del tipo de vehículo, disminuye considerablemente, es por ello, por lo que en las líneas de A.V. la conicidad es muy poca pero existe, no es cierto que exista alguna concabidad en una rueda nueva, la concabidad se crea con el rodar.