Способ снижения интенсивности износа в системе "колесо-рельс" железнодорожного транспортного средства



Способ снижения интенсивности износа в системе колесо-рельс железнодорожного транспортного средства
Способ снижения интенсивности износа в системе колесо-рельс железнодорожного транспортного средства
Способ снижения интенсивности износа в системе колесо-рельс железнодорожного транспортного средства
Способ снижения интенсивности износа в системе колесо-рельс железнодорожного транспортного средства

 


Владельцы патента RU 2522478:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно Технический Центр Информационные Технологии" (RU)

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта. Способ снижения интенсивности износа в системе «колесо-рельс» железнодорожного транспортного средства заключается в подаче при помощи управляемых механических средств химического реагента на боковую поверхность рельса и/или на гребень колеса. При этом управляемые механические средства устанавливают на локомотиве, в вагонах, на стрелочных переводах и в кривунах. В качестве химического реагента используют углекислый газ (CO2). Подачу газа производят на подвижных устройствах, в период торможения-разгона - на локомотивах, в период торможения - на вагонах, в периоды прохождения железнодорожным составом стрелочных переводов и кривунов. При этом подача газа при прохождении стрелочных переводов и кривунов производится с интенсивностью не более 2-4 л/мин на одно управляемое механическое средство подачи химического реагента, а в периоды торможения и разгона - не менее 6-8 л/мин на одно управляемое механическое средство подачи реагента, установленное на локомотиве. Расход реагента задают избыточным давлением газа на выходе из сопла управляемого средства. В результате снижается интенсивность износа колес и рельсов в кривунах и стрелочных переводах, уменьшается образование ползунов и наваров на колесах при торможении и разгоне локомотивов. 4 ил.

 

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно способам снижения интенсивности износа рельсов и колес железнодорожного транспорта.

Известен способ энергосбережения на железнодорожном транспорте, обеспечивающий снижение потерь на преодоление трения в паре колесо-рельс при использовании смазочно-охлаждающего средства, подаваемого одновременно в зону контакта с рельсом всех колес состава поезда. Средством подачи смазочно-охлаждающего средства служит напорная газодинамическая установка (Патент №2407665).

Известен способ энергосбережения на железнодорожном транспорте, обеспечивающий снижение потерь на преодоление трения в паре колесо-рельс. Способ определяется возможностью обеспечения направленного течения жидкостной фракции тумана, состоящего из распыленного в воздухе тонкодиспергированного смазочно-охлаждающего агента, поступающего от направляющего диффузора устройства, вырабатывающего туман, в зону взаимодействия колеса и рельса (Патент №2429984).

К недостаткам указанных технических решений следует отнести сложность реализации способов, не ясна природа снижения потерь на преодоление трения в паре колесо-рельс, не определено воздействие на экологию смазочно-охлаждающего средства.

Известен способ уменьшения износа боковой поверхности рельсов и гребней колес железнодорожного транспортного средства, заключающийся в подаче при помощи управляемых механических средств химического агента на боковую поверхность рельса или на гребень колеса для снижения коэффициента трения в их контакте, при этом контактирующие поверхности рельса и колеса вначале подвергают воздействию магнитного поля, затем механической очистке, после чего на них подается охлаждающий химический агент, обеспечивающий оседание влаги из воздуха в виде изморози как смазки на контактирующих поверхностях колеса и рельса. В качестве охлаждающего химического агента может применяться жидкий азот (Патент №2142890). Принят в качестве прототипа.

Недостаток данного технического решения заключается в сложности реализации способа. Кроме наличия механической системы для подачи химического агента, необходимо иметь магнитную систему для размагничивания и механическую для очистки колес. Опыт авторов по вопросу применения магнитов на железной дороге показывает, что их использование создает множество проблем для цепей систем централизации и блокировки.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эксплуатационных качеств железнодорожных транспортных средств.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в снижении интенсивности износа колес и рельсов в кривунах и стрелочных переводах, в снижении образования ползунов и наваров на колесах при торможении и разгоне локомотивов, в улучшении экологической обстановки в зонах использования смазки.

Технический результат достигается предлагаемым способом снижения интенсивности износа в системе «колесо-рельс» железнодорожного транспортного средства, заключающийся в подаче при помощи управляемых механических средств химического реагента на боковую поверхность рельса и/или на гребень колеса, при этом управляемые механические средства устанавливают на локомотиве и вагонах и на стрелочных переводах и в кривунах, в качестве химического реагента используют углекислый газ (CO2), а подачу газа производят на подвижных устройствах, в период торможения-разгона на локомотивах, в период торможения на вагонах, в периоды прохождения железнодорожным составом стрелочных переводов и кривунов, при этом подача газа при прохождении стрелочных переводов и кривунов производится с интенсивностью не более 2-4 л/мин на одно управляемое механическое средство подачи химического реагента, а в периоды торможения и разгона не менее 6-8 л/мин на одно управляемое механическое средство подачи реагента, установленное на локомотиве, расход реагента задают избыточным давлением газа на выходе из сопла управляемого средства.

Колесо является основным элементом ходовой части железнодорожного состава, реализующего следующие функции:

- перемещения вагонов относительно рельсов с восприятием колесом значительных статических и динамических нагрузок с продольным и поперечным проскальзыванием относительно поверхности рельса в условиях контактных давлений, превосходящих предел текучести колесной стали;

- выполнение поверхностью катания колеса роли «тормозного барабана», воспринимающего нагрев и охлаждение с высокой скоростью, а также высокие напряжения сдвига и сжатия при значительном разогреве металла обода колеса.

Качение колеса по рельсу с проскальзыванием (от 0 до 10%) вызывает в основном два процесса разрушения: объемную пластическую деформацию и абразивный износ. Объемная пластическая деформация неравномерна по глубине от поверхности катания, достигает наибольших величин непосредственно у поверхности и уменьшается по мере удаления от нее. Давление в контакте «колесо-рельс» в реальных условиях эксплуатации изменяется от 1,7 до 3 и более предела текучести колесной и рельсовой стали. Поверхностный слой в трибосистеме «колесо-рельс» в реальных условиях эксплуатации, в особенности гребни и боковые поверхности рельса, упрочняется. Причем глубина фрикционного слоя достигает 0,01-0,03 мм, а приращение твердости на поверхности - от 220 до 1200 HV01 (нижний индекс - нагрузка на индентор, кгс). По мнению авторов (Жаров И.А. Проверка адекватности моделей трения и изнашивания на пятнах контакта колес и рельсов. Трение и износ. Т.22, 2001. №5. с.487-495), механизм упрочнения фрикционного слоя более сложный, чем просто его наклеп или закалка с фазовыми превращениями, хотя высокие контактные нагрузки до 1000-1500 МПа и высокие температуры до 1000 C существуют в малых объемах фактического контакта «колесо-рельс». Однако они существуют в течение тысячных долей секунды. Поэтому правильнее говорить не о нагреве или наклепе поверхностного слоя, а о его высокой энергонасыщенности. При такой плотности энергии металл в слое сдвига течет аморфно, как жидкое стекло. Этот механизм деформирования, по мнению Жарова И.А., можно определить как бездифузионный недислакационный высокоэнергетический аморфный сдвиг. После выхода из зоны трения металл в полосе скольжения мгновенно охлаждается, сохраняя при этом аморфную структуру металлического стекла с твердостью 800 HV и более.

Механическая активация контактной поверхности в виде пластической деформации сопровождается образованием ювинильных поверхностей с образование активных центров, возникающих в результате разрыва химических связей и образования дефектов кристаллической решетки, как двух путей релаксации механических напряжений. Несмотря на сильное изменение структуры поверхностного слоя, повышение твердости и охрупчивание, деформация в контакте колесо-рельс продолжаются непрерывно вплоть до отделения образовавшихся пленок аморфного металла с поверхности в виде чешуек износа. Интенсивность износа, по мнению авторов, определяется степенью аморфизации металла в зоне контакта. Чтобы уменьшить износ контактируемых поверхностей, необходимо уменьшить степень аморфизации контактной поверхности или повысить пластичность зерен металла за счет взаимодействия с окружающей средой. Это возможно за счет изменения среды, в которой происходит аморфизация поверхности. Известно (Калинкин A.M. Механосорбция диоксида углерода перовкситом, структурно-химическиие изменения. Журнал физической химии, 2008, том 82, с.331-336), что воздушная среда по сравнению со средой углекислого газа при пластической деформации, высоком давлении и температуре приводит к снижению диспергирования частиц в несколько раз, при этом среда углекислого газа дополнительно увеличивает пластичность зерен.

Анализ литературных источников, показывающих увеличение пластичности при механической активации (давление, температура, пластическая деформация) частиц в среде углекислого газа и проведенные исследования авторами данного технического решения, контактных поверхностей, полученных на машине трения на образцах, вырезанных из рельсовой и колесной вагонной стали, в среде углекислого газа, в воздушной среде и в среде азота, позволил установить значительное различие в механизмах износа контактных поверхностей в различных средах. Различие в механизмах износа отразилось на величине и характере износа в системе колесо-рельс. В среде углекислого газа практически отсутствуют адгезионные явления и абразивный износ.

Предлагаемый способ поясняется фотографиями контактных поверхностей, полученных при различном увеличении. На фиг.1 показана контактная зона, полученная в воздушной среде, на фиг.2 - то же, в среде углекислого газа, на фиг.3. и 4 - образование контактных площадок с участками аморфной структуры на образцах, испытанных в воздушной среде. Способ реализуется следующим образом.

Источником углекислого газа в системе является стандартный газовый баллон, заправленный углекислым газом. Газ из баллона через регулятор давления, который редуцирует его, направляется к электропневматическому клапану форсунки. Смазка из баллона под давлением постоянно поступает через трубопровод в форсунку. При прохождении железнодорожного состава на кривых участках или стрелочных переводах подаются сигнал на открытие электропневматических клапанов. В зависимости от заданного режима формируется расход форсунки, форсунка производит выброс газа на верхнюю боковую поверхность головки рельса в зону контакта колеса с рельсом.

Способ снижения интенсивности износа в системе «колесо-рельс» железнодорожного транспортного средства, заключающийся в подаче при помощи управляемых механических средств химического агента на боковую поверхность рельса и/или на гребень колеса, отличающийся тем, что управляемые механические средства устанавливают на локомотиве и вагонах, на стрелочных переводах и в кривунах, в качестве химического реагента используют углекислый газ (CO2), а подачу газа производят на подвижных устройствах, в период торможения-разгона - на локомотивах, в период торможения - на вагонах, в периоды прохождения железнодорожным составом стрелочных переводов и кривунов, при этом подача газа при прохождении стрелочных переводов и кривунов производится с интенсивностью не более 2-4 л/мин на одно управляемое механическое средство подачи химического реагента, а в периоды торможения и разгона - не менее 6-8 л/мин на одно управляемое механическое средство подачи реагента, установленное на локомотиве, расход реагента задают избыточным давлением газа на выходе из сопла механического средства.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к смазочным композициям и может быть использовано при эксплуатации железнодорожного транспорта и кранового хозяйства, в частности для смазки поверхности трения пары «гребень колеса - рельс».

Изобретение относится к устройствам для нанесения смазки на боковые рабочие поверхности головки рельсов железнодорожного пути и на гребни ходовых колес железнодорожного транспортного средства.
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к способам смазывания рельсов на криволинейных участках железнодорожного пути. .
Изобретение относится к смазочным композициям, в частности к составам для обработки пар трения, и может быть использовано в машиностроении для обработки узлов трения, а также при эксплуатации различных механизмов и машин для увеличения межремонтного ресурса.
Изобретение относится к области технологий лубрикации систем «колесо - рельс» и может быть использовано для снижения интенсивности износа рельсовых путей, гребней колес локомотивов и подвижного состава.
Изобретение относится к области технологий смазки поверхностей трения и может быть использовано для снижения износа систем «колесо-рельс» железнодорожного транспорта и грузоподъемных механизмов.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается распылительных сопел для распыления смазки на поверхности гребней колес подвижного состава. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к стационарным путевым гребнесмазывателям. .

Изобретение относится к вспомогательному железнодорожному оборудованию, а именно к устройствам для смазки рельсов и гребней колесных пар смазочными пластинами из твердого антифрикционного вещества, установленными в пути.

Способ настройки положения форсунки (3) путевого лубрикатора относительно колеса подвижного состава, включающий установку на рельсы (2) настроечного шаблона (1), имитирующего смазываемую часть колеса подвижного состава, монтаж и выставление форсунки (3) путевого лубрикатора в рабочее положение относительно контрольных меток (1.2, 1.3) настроечного шаблона (1), проверка положения форсунки (3) путевого лубрикатора путем нанесения доз смазки, закрепление форсунки (3). Настроечный шаблон (1) содержит вертикальное ребро (5), с упорами (6), поперечную штангу (7), радиусный элемент (4), имитирующий смазываемый участок колеса с контрольными метками (1.2, 1.3). Поперечная штанга (7) может быть выполнена съемной. Свободный опорный конец (7.4) выполнен диэлектрическим. Достигается увеличение эффективности нанесения смазки на колеса подвижного состава. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Настоящее изобретение относится к рельсовой смазке, содержащей мазут, канифоль, минеральное масло или смесь минеральных масел, при этом дополнительно включен асбест хризотиловый и соотношение входящих в рельсовую смазку компонентов поддерживают следующим, мас.%: мазут 5-50; канифоль 5-40; асбест хризотиловый 0,01-0,02; минеральное масло или смесь минеральных масел до 100. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности защиты пары трения «колесо-рельс» железнодорожного транспорта от износа. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано при прохождении кривых участков пути в плане. При движении по рельсовой колее подсыпают песок на рельсовую нить. При прохождении подвижной единицей кривого участка пути в плане подсыпку песка производят только на наружную рельсовую нить, или ее производят сначала на одну рельсовую нить, а затем, при повторном прохождении указанного кривого участка пути в плане, производят на другую рельсовую нить, или подсыпку песка осуществляют сначала на одну рельсовую нить, а затем на другую по мере ее износа. Достигается увеличение сроков эксплуатации подвижной единицы и рельсовой колеи. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Способ защиты от бокового износа головки рельса заключается в том, что на боковую поверхность головки рельса на криволинейных участках пути и зонах стрелочных переводов наносят смазочную композицию на основе органического связующего, включающую в себя твердосмазочный материал в виде диспергированного порошка серпентинита и комбинацию слоистых и металлоплакирующих компонентов в виде порошков графита, дисульфида молибдена и порошков мягких металлов и/или сплавов - алюминия, олова, цинка, меди, бронзы. Для реализации способа используют смазочную композицию на основе органического связующего, включающую в себя твердосмазочный материал в виде диспергированного порошка серпентинита, при этом в смазочную композицию дополнительно вводят комбинацию порошков графита, дисульфида молибдена, мягких металлов и/или сплавов, при следующем содержании компонентов, мас.%: серпентинит - 5-20; графит - 2-10; дисульфид молибдена - 2-10; порошки мягких металлов и/или сплавов - 2-10; органическое связующее - остальное. В результате увеличивается срок службы рельсов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано при прохождении кривых участков пути в плане. При прохождении подвижными единицами кривого участка подсыпают песок сначала на одну рельсовую нить. Затем подсыпают песок на другую рельсовую нить по мере её износа. На поверхность катания рельсов, свободной от подсыпки песка рельсовой нити, подают смазывающие вещества. Достигается увеличение сроков эксплуатации подвижной единицы и рельсовой колеи. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к железнодорожному пути и может быть использовано при текущем содержании кривых участков пути в плане. Подсыпают песок на наружную рельсовую нить по мере её износа. Подают уменьшающий трение смазывающий состав на внутреннюю рельсовую нить по мере износа наружной рельсовой нити. Достигается увеличение сроков эксплуатации рельсовой колеи в кривой и подвижной единицы железнодорожного транспорта, обеспечение исправности пути с меньшими затратами труда и материалов. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области рельсового транспорта, в частности к устройствам, обеспечивающим смазку боковых рабочих поверхностей головки рельсов в кривых участков рельсового пути, включая железнодорожные и трамвайные рельсовые пути. Рельсосмазыватель ручной состоит из бачков с системами подачи смазки, смонтированных на передвигаемой вручную роликовой тележке, образованной рамой с закрепленными на ней посредством осей с подшипниковыми опорами четырьмя роликами, установленными попарно и соосно на двух рельсах рельсового пути, поводковой ручкой для перемещения роликовой тележки, соединенной с рамой тележки шарниром и снабженной рычагами с тросами. Два соосных ролика и смазывающие колеса оснащены шкивами для передачи вращательного движения от соосных роликов посредством клиноременной передачи смазывающим колесам. Каждое из смазывающих колес закреплено посредством подшипникового узла на одной из стенок соответствующего бачка и состоит из соосных фланцев с зажатым между ними упругим неметаллическим элементом для переноса жидкой смазки из соответствующего бачка при контакте с внутренней поверхностью смазывающего шкива, закрепленного внутри соответствующего бачка посредством подшипникового узла, на рабочую боковую грань головки смазываемого рельса. В результате повышается эффективность и надежность работы рельсосмазывателя ручного. 2 ил.
Наверх