Способ нанесения смазочного материала на открытый узел трения

Настоящее изобретение относится к машиностроению. Способ нанесения смазочного материла на открытый узел трения заключается в том, что смазочный материал в виде смазочных стержней подают к поверхности гребня колеса под углом β, с усилием F, достаточным для обеспечения процесса изнашивания внешней оболочки смазочного материала и нанесения его на поверхность гребня колеса, при этом β > a r c t g f 1 P , где f1 - коэффициент трения смазочного стержня по направляющей, подающей смазочный стержень к смазываемой поверхности, P - вес смазочного стержня, а соотношение площадей сечения стержня S1, контактирующего со смазываемой поверхностью, к площади смазываемой поверхности S2 выбирается из соотношения 0 < S1/S2 ≤ 1. В результате обеспечивается полное нанесение смазочного материала на поверхность трения - гребень колеса. 3 ил.

 

Взаимодействие колеса и рельса является физической основой движения поездов по железным дорогам. Именно оно во многом определяет безопасность, а также такие важнейшие технико-экономические показатели, как масса поездов, скорость их движения и уровень эксплуатационных расходов. При этом требования к показателям взаимодействия колес и рельсов в разных зонах контактирования противоречивы. С одной стороны, сцепление колес с рельсами должно быть таким, чтобы обеспечивалось малое сопротивление движению поезда. С другой - для реализации требуемой силы тяги необходим высокий и стабильный уровень сцепления локомотивных колес с той же поверхностью. Помимо этого, для предотвращения вкатывания колеса на головку рельса, снижения износа гребня колеса и боковой поверхности головки рельса, а также сопротивления движению поезда в кривых требуется максимально возможно снизить трение между гребнем колеса и боковой поверхностью головки рельса. Применяемые материалы должны обладать высокой прочностью, чтобы воспринимать вертикальные и боковые статические нагрузки и динамические воздействия, вызванные вертикальными и горизонтальными ускорениями элементов подвижного состава. При этом интенсивность изнашивания элементов и скорость развития усталостных дефектов должны быть такими, чтобы обеспечивалась экономически целесообразная эксплуатация подвижного состава и пути.

Известна конструкция «бортовой гребнесмазыватель» НПП «Фромир» (Ростов-на-Дону) АГС-8, работающие на консистентной смазке. Системами АГС-8 оборудовано более 7000 единиц подвижного состава ОАО «РЖД», промышленного транспорта и метрополитена. АГС-8 при помощи специальных дозирующих форсунок наносят смазку только во время движения локомотива на гребни набегающих колесных пар в количестве трех граммов на километр. В результате на гребнях (при движении по прямой) образуется антифрикционная пленка толщиной порядка 20 микрон. Вследствие взаимодействия гребней с рельсом смазка переносится на боковую поверхность рельса и на последующие гребни. Расчетная толщина смазки на рельсе 0,1-0,3 микрона. В качестве смазочного материала в АГС-8 применяют консистентные и жидкие смазки. Управление АГС-8 осуществляется специальными электронными блоками, оснащенными датчиками пути. В качестве датчика пути для АГС-8 могут использоваться сигналы, генерируемые датчиками оборотов колеса (типа Л 178), входящими в системы КПД, САУТ, КЛУБ и др. АГС-8 устанавливаются на любом типе подвижного состава.

Автоматический гребнесмазыватель типа АТС-8 предназначен для дозированного нанесения смазочного материала на гребни колесной пары локомотивов серии ТЭМ2, ТЭМ15, ТЭМ18, в зависимости от пройденного пути с целью снижения интенсивности износа гребней колесных пар и рельсов и уменьшения энергопотребления за счет сокращения сил сопротивления движению. В состав АТС-8 входят: блок управления, бак для хранения смазочного материала, форсунки, электропневмовентиль.

Недостатком этой конструкции является то, что к ветровой нагрузке добавляются центробежные силы, которые сбрасывают с гребней колес смазку и она попадает в балласт или замасливает элементы подвижного состава. Требует постоянного контроля за качеством ремонта и выполнения требований эксплуатации. При отсутствии контроля за исправностью оборудования может стать причиной лавинного боксования.

Аналогом является система «автоматический лубрикатор», описанная в патенте США №3944025 [3], которая содержит корпус лубрикатора, связанный с буксой колесной пары, и систему подачи смазочного материала.

Недостатком этой системы является низкая надежность узлов лубрикатора, ввиду того, что он располагается на неподрессоренной массе подвижного состава и испытывает высокие разрушающие динамические нагрузки.

В качестве прототипа выбрана конструкция «контактный гребнесмазыватель» [1], у которого смазывающий элемент (графитовый стержень, полиэтиленовая трубка с наполнителем) [2] непосредственно контактирует с поверхностью гребней и прижимается к ней при помощи привода подачи смазочных стержней (фиг.1).

Fск>Fтр, Qрас>0

Fск<Fтр, Qрас=0

При отсутствии смазочного материала на смазываемой поверхности скатывающее усилие меньше силы трения Fтр, что обеспечивает подачу смазочного материала на смазываемую поверхность, т.е. Fтр>Fск. При наличии смазочного материала на смазываемой поверхности коэффициент трения смазочного материала по смазочному материалу ниже уровня, обеспечивающего Fтр>Fск, т.е. Fск>Fтр, и смазочный материал не прижимается к смазываемой поверхности, т.к. при Fск>Fтр сила нормального давления смазочного материала на смазываемую поверхность равна 0 (т.е. N=0) и соответственно нет подачи смазочного материала на смазываемую поверхность (фиг.2).

Fск>Fтр, Qрас>0

Fск<Fтр, Qрас=0

Fтр1=f1Psinβ

Fск=Pcosβ

Fск>Fтр1→Pcosβ>f1Psinβ

Fпр=Fск-Fтр1=P(cosβ-f1sinβ)

Fтр2=f2P(cosβ-f1sinβ)sinβ

Fтр2={[f2P(cosβ-f1sinβ)sinβ]cosβ-f1[f2P(cosβ-f1sinβ)sinβ]sinβ}f2sinβ

Недостатком этой конструкции является увеличенный расход смазочных стержней, обусловленный отсутствием систем регулирования расхода смазочного материала в зависимости от его наличия на смазываемой поверхности.

Для решения данной задачи разработана конструкция (фиг.3). К раме тележки с помощью болтового соединения крепится кронштейн 5, к которому приварена кассета 3. Для обеспечения безопасности движения поездов кассета соединена с рамой тележки с помощью страховочного троса 4.

Технический результат достигается тем, что смазочный материал в виде смазочных стержней 2 подается к смазываемой поверхности 1 (поверхности гребня колеса) под углом β, обеспечивающим его самопроизвольное прижатие к смазываемой поверхности, с усилием F, достаточным для обеспечения процесса изнашивания внешней оболочки и нанесения его на поверхность трения (гребень колеса).

β > a r c t g f 1 P ,

где f1 - коэффициент трения смазочного стержня по направляющей, подающей смазочный материал (смазочный стержень) к смазываемой поверхности;

P - вес смазочного стержня.

При этом соотношение площадей сечения стержня S1, контактирующего со смазываемой поверхностью, к площади смазываемой поверхности S2 выбирается из соотношения 0 < S1/S2 ≤ 1. Это в полной мере обеспечивает нанесение смазочного материала на поверхность трения (гребень колеса 1).

Литература:

1. Патент РФ №2197677 «Система смазки поверхностей трения», опубл. 27.01.2003 г., МПК7 F16N 11/00, B61K 3/02.

2. Заявка на изобретение №2008115041/1 1 «Система модифицирования поверхностей трения».

3. Оптимизация технологических режимов нанесения смазочных материалов на головку рельса с использованием АРС. Технические и технологические решения при нанесении смазочных материалов на головку рельса при низких температурах. Отчет ВНИИЖТ, peг. №01910014653, авторы Гочуа Б.В., Колосов Ю.В., Козлов В.В., Васильев А.С., 1991, 103 с.

Способ нанесения смазочного материала на открытый узел трения, заключающийся в том, что смазочный материал в виде смазочных стержней подают к смазываемой поверхности (поверхности гребня колеса) под углом β, с усилием F, достаточным для обеспечения процесса изнашивания внешней оболочки смазочного материала и нанесения его на поверхность трения (гребень колеса), при этом β > a r c t g f 1 P ,
где f1 - коэффициент трения смазочного стержня по направляющей, подающей смазочный материал (смазочный стержень) к смазываемой поверхности; P - вес смазочного стержня, а соотношение площадей сечения стержня S1, контактирующего со смазываемой поверхностью, к площади смазываемой поверхности S2 выбирается из соотношения 0 < S1/S2 ≤ 1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Гребнесмазыватель комбинированной смазки содержит смазывающий элемент, резервуар, насосный агрегат, трубопровод, торцевой фланец и блок управления подачей смазки.

Изобретение относится к устройствам для смазки гребней колес железнодорожного подвижного состава. Гребнесмазыватель комбинированной смазки содержит смазывающий элемент, состоящий из фторопласта с наполнителями, включающими антифрикционные материалы - дисульфид молибдена, графит, и выполненный, по меньшей мере, с одним продольным отверстием, сообщенным со средством подачи смазки к смазываемой поверхности гребня колеса.
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта. Способ повышения уровня экологической безопасности процесса лубрикации в зоне «колесо - рельс» железнодорожной транспортной системы, использующего ферромагнитную жидкость в качестве компонента смазочной композиции или смазочно-охлаждающего агента, характеризуется тем, что в комплект устройства, обеспечивающего подачу продуктов лубрикации в зону контакта колеса с рельсом включена система электромагнитов, размещенная на последнем подвижном объекте в составе поезда, с возможностью захвата их магнитным полем продуктов лубрикации с поверхности рельса и последующего возврата этих продуктов на расходный орган устройства.

Изобретение относится к области рельсового транспорта, в частности, к устройствам, обеспечивающим смазку боковых рабочих поверхностей головки рельсов в кривых вспомогательных участков рельсового пути, включая железнодорожные и трамвайные рельсовые пути.

Изобретение относится к устройствам для смазки рельсов, устанавливаемым на транспортных средствах. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и путевым машинам. .

Изобретение относится к вспомогательному железнодорожному оборудованию, в частности к устройствам для смазывания рельсов, установленных на рельсовых транспортных средствах с дизелями.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и путевым машинам. .

Изобретение относится к вспомогательному железнодорожному оборудованию, а именно к устройству для смазки клеммных и закладных устройств рельсовых скреплений. В указанном устройстве рама опирается на четыре колеса. На раме параллельно рельсам размещены два прямоугольных бака с крышками для смазывающей жидкости. На задней стенке каждого бака в нижней ее части выполнены выводные трубки диаметром 8-10 мм, снабженные кранами и шлангами, которые присоединены к кронштейнам, представляющим собой конструкцию из герметично соединенных полых трубок. Одна из упомянутых трубок расположена параллельно поверхности катания рельса, а две другие охватывают рельс, имеют дугообразную форму, различные размеры как по раскрытию, так и по высоте дуги. К концам каждой дугообразной трубки приварены П-образные скобы, на которых закреплены четыре поролоновых ролика, по два на каждую дугообразную трубку. Два из четырех роликов расположены с внешней стороны, а два других - с внутренней стороны рельса. В головках П-образных скоб просверлены отверстия для подачи смазывающей жидкости на ролики. Кронштейны верхней частью опираются на приваренные к задней поперечной стороне рамы полки, нижняя стенка которых установлена под углом 19-21 градус к поверхности катания рельса. В боковых стенках полок неподвижно закреплены оси, на которых помещены втулки с приваренными к ним кронштейнами. На раме выполнены пазы для фиксации кронштейнов в нерабочем состоянии, ручки для установки и снятия устройства с рельсов и перемещения его по рельсам. В результате упрощается обслуживание устройства, сокращается время смазки, не требуется закрытие пути для движения поездов. 3 ил.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к тормозному оборудованию подвижного состава. Тормозное устройство содержит привод, монтажный кронштейн, рычаг, закрепленный на первом шарнирном пальце, держатель тормозной колодки, тормозную колодку и гребнесмазыватель Держатель тормозной колодки шарнирно соединен вторым шарнирным пальцем с рычагом с возможностью бокового смещения тормозной колодки. Гребнесмазыватель содержит смазывающий стержень, включающий смазывающий элемент, выполненный с одним продольным отверстием, сообщенным со средством подачи смазки к смазываемой поверхности гребня колеса. Смазывающий элемент жестко закреплен в торцевом фланце. Торцевой фланец установлен на цилиндрической направляющей с возможностью поворота смазывающего элемента вокруг нее. Рычаг выполнен двуплечим с расположением плеч под углом α и закреплен на первом шарнирном пальце монтажного кронштейна. Одно плечо рычага связано вторым шарнирным пальцем с держателем тормозной колодки, а второе плечо рычага связано третьим шарнирным пальцем со штоком привода с возможностью подвода тормозной колодки к поверхности катания колеса и торможения колеса или отвода тормозной колодки посредством пружины, установленной на штоке привода. Смазывающий стержень закреплен на монтажном кронштейне на одном или обоих торцах монтажного кронштейна для смазки гребня колеса с одного или двух торцов тормозной колодки. Достигается упрощение конструкции, повышение ресурса тормозного устройства и снижение интенсивности износа поверхности катания и гребня ходовых колес. 2 ил.
Изобретение относится к области технологий лубрикации системы «колесо-рельс» и может быть использовано для снижения интенсивности износа рельсовых путей и гребней колес подвижного состава железнодорожного транспорта. Способ снижения износа пары трения «колесо-рельс» включает нанесение смазки на боковую грань головки рельса передвижными рельсосмазывателями. Cмазку наносят на боковую грань головки рельса при значении коэффициента трения 0,19-0,2. При температуре наружного воздуха от 40°C до минус 5°C смазку нагревают до 40-45°C на выходе из форсунки с вязкостью 0,4-0,8 Па·с. При температуре наружного воздуха от минус 5°C до минус 20°C смазку нагревают до температуры 30-35°C на выходе из форсунки с вязкостью 0,2-0,5 Па·с. При температуре наружного воздуха от минус 20°C до минус 45°C смазку нагревают до 20-25°C на выходе из форсунки с вязкостью 0,05-0,2 Па·с. В кривых участках пути всех радиусов расход смазки 150-250 мл/км с высотой нанесения от поверхности катания 9-12 мм, в прямых участках пути расход смазки 80-120 мл/км с высотой нанесения от поверхности катания 7-9 мм, расход смазки подбирается опытным путем, исключая вынос смазки на поверхность катания. В результате снижается износ деталей пары трения «колесо-рельс». 1 табл.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам для смазывания гребней колесных пар, боковых поверхностей головок рельсов и элементов стрелочных переводов для транспортных средств, таких как маневровые локомотивы, дрезины, автомотрисы. Устройство для смазывания гребней колесных пар рельсового транспортного средства содержит резервуар со смазкой, масляный трубопровод, установленный с наклоном от резервуара до смазывающего элемента, и смазывающий элемент в виде отрезка резиновой трубы с расположенным внутри трубы стержнем из твердой смазки (графита, дисульфида молибдена). Стержень смазывающего элемента подпружинен к смазываемому гребню колеса, его основание расположено в стакане, который установлен шарнирно, с возможностью поворота в плоскости вращения колеса вокруг оси, параллельной оси колесной пары, и соосно с подпружиненным относительно стакана и установленным с возможностью продольного перемещения штуцером подводящего масляного трубопровода, с возможностью открытия и закрытия масляного трубопровода соответственно при вращении и остановке колеса транспортного средства. В результате обеспечивается саморегулирование подачи смазки, автономность управления и исключение подтекания масла на поверхность катания колеса во время стоянки транспортного средства. 3 ил.
Настоящее изобретение относится к смазочному стержню, состоящему из оболочки, заполненной смазочной композицией, содержащей битум и графит, при этом в состав смазочной композиции дополнительно введена водная сернокислая соль кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум 20-40, графит 10-30, сернокислая соль кальция до 100. Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение легкого нанесения смазочного стержня при отрицательных температурах за счет изменения физических характеристик смазочной композиции, наполняющей оболочку стержня, путем оптимизации ее состава. 1 табл.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к системам «гребень колеса - рельс». Устройство для смазывания гребня колеса железнодорожного экипажа содержит корпус с расположенным на нем механизмом подачи твердосмазочного элемента. Устройство монтируется на балансире колесной пары подвижного состава при помощи кронштейна. Механизм подачи твердосмазочного элемента, размещенный в корпусе устройства, дополнительно содержит электромагнит и втулку. На внутренней поверхности втулки закреплена группа пластин с упругими лепестками, соприкасающимися с твердосмазочным элементом. В результате обеспечивается поступление смазочного материала к взаимодействующим поверхностям при любых режимах работы и внешних условиях. 1 ил.
Наверх