Способ снижения износа рельсовых путей и гребней колес подвижного состава железнодорожного транспорта

Авторы патента:

Баженов Михаил Иванович (RU)

Кавинин Игорь Алексеевич (RU)

Неживляк Андрей Евгеньевич (RU)

Бачурин Сергей Николаевич (RU)

Бугаев Алексей Иванович (RU)

Герасимов Андрей Алексеевич (RU)

B61K3/02 - устройства для этих целей, устанавливаемые на транспортных средствах

Владельцы патента RU 2547125:

Закрытое акционерное общество "Высокотехнологичные материалы" (ЗАО "ВТМ") (RU)

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.

Известна технология лубрикации пары трения «колесо-рельс» с использованием рельсовой смазки (патент RU №2271382, МПК C10M 169/02, опубл. 10.03.2006), содержащая минеральное масло или смесь минеральных масел, мазут, солидол, графит и/или дисульфид молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Мазут	20-65
Солидол	3-20
Графит и/или дисульфид молибдена	1-10
Минеральное масло или смесь минеральных масел	до 100

Смазка наносится в кривых участках пути передвижными рельсосмазывателями на боковую грань наружного рельса.

При промышленном применении данная технология не обеспечивает необходимых показателей износостойкости деталей пары трения «колесо-рельс», в связи с быстрым истощением смазочного слоя.

Известна технология лубрикации рельсовых путей и гребней колес железнодорожного транспорта с использованием смазки для тяжелонагруженных узлов трения (патент RU №2338777, МПК C10M 169/04, C10M 117/02, C10N 30/06, опубл. 01.2006). Смазка содержит литиевое мыло стеариновой кислоты, металлоплакирующую присадку «Валена» и нефтяное масло (веретенное АУ). При ее реализации содержание компонентов варьирует в следующих граничных значениях, мас.%:

литиевое мыло стеариновой кислоты	4-10
металлоплакирующая присадка «Валена»	2-4
нефтяное масло	остальное

Смазка наносится в кривых участках пути на боковую грань наружного рельса следующими средствами нанесения: передвижными рельсосмазывателями, стационарными путевыми лубрикаторами, бортовыми гребнесмазывателями.

При применении данной технологии лубрикации не получен положительный результат по снижению интенсивности износа деталей пары трения «колесо-рельс». Происходит быстрое истощение смазочного слоя в кривых участках пути, особенно при положительных температурах.

Известен также способ снижения износа рельсовых путей и гребней колес локомотивов (патент RU №2333119, МПК B61K 3/00, C10M 169/00, C10M 101/02, C10M 125/00, опубл. 10.09.2008), содержащая мазут, канифоль и минеральное масло или смесь минеральных масел, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Мазут	5-50
Канифоль	10-40
Минеральное масло или смесь минеральных масел	до 100

Данная технология лубрикации по сравнению с известными, применяемыми для пары трения «колесо-рельс», более эффективна и хорошо зарекомендовала себя на железнодорожном транспорте (принята за прототип), но и она при промышленном применении не обеспечивает достаточной износостойкости взаимодействующих поверхностей трения.

Как установлено, общим недостатком известных технологий лубрикации является быстрое истощение смазочного слоя на боковой грани рельса в связи с нанесением смазки только в кривых участках пути.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение износа деталей пары трения «колесо-рельс».

Данный технический результат достигается путем нанесения смазки на боковую грань рельса в кривые всех радиусов и дополнительно, согласно изобретению, в прямые участки пути передвижными рельсосмазывателями за один проход.

Нанесение смазки в кривые участки пути осуществляется с расходом 150-300 мл/км. Высота нанесения смазки от поверхности катания 9-12 мм.

Нанесение смазки в прямые участки пути осуществляется с расходом 80-120 мл/км. Высота нанесения смазки от поверхности катания 7-9 мм.

В результате полупромышленных испытаний рельсовых смазок на полигоне ОАО «РЖД» в г. Щербинка в марте 2009 года и промышленных испытаний на полигоне Забайкальской железной дороги в августе - декабре 2012 года было установлено, что после нанесения смазочного материала коэффициент трения на боковой грани рельса находился в пределах значений 0,1-0,13. После прохождения нескольких составов коэффициент трения растет. При достижении значения коэффициента трения 0,2 наблюдается появление мелкой стружки. Отсюда следует, чтобы избежать обвального износа, необходимо работать с коэффициентом трения на боковой грани рельса в диапазоне значений 0,19-0,2.

В процессе испытаний также установлено, что перед нанесением высоковязкого смазочного материала (летнего, демисезонного и зимнего) передвижными рельсосмазывателями на базе вагонов и электровозов, через отверстие форсунки диаметром 0,7-1,2 мм, необходим предварительный нагрев смазки до следующих температур на выходе из форсунки:

- летняя смазка - до 40-45°C, при температуре наружного воздуха от 40°C до минус 5°C;

- демисезонная смазка - до 30-35°C, при температуре наружного воздуха от минус 5°C до минус 20°C;

- зимняя смазка - до 20-25°C, при температуре наружного воздуха от минус 20°C до минус 45°C.

В этом случае, вязкость смазочного материала и рабочее давление в схеме нанесения соответствует следующим значениям:

- для летней смазки вязкость равна 0,4-0,8 Па·с, рабочее давление 6-10 кг·с/см²;

- для демисезонной смазки вязкость равна 0,2-0,5 Па·с, рабочее давление 3-6 кг·с/см²;

- для зимней смазки вязкость равна 0,05-0,2 Па·с, рабочее давление 1-3 кг·с/см².

Данные значения параметров схемы нанесения позволяют вести технологический процесс лубрикации в рабочем режиме, необходимом для используемой аппаратуры и трубопроводов.

Предлагаемый способ лубрикации позволяет за один проход рельсосмазывателя осуществить насыщение смазкой всего пути без выноса ее на поверхность катания, исключая перенос смазки с кривых участков пути в прямые, тем самым увеличивая долговечность смазочного слоя в кривых.

Данный способ лубрикации был проверен в августе - декабре 2012 года на полигоне ст. Яблоновая - ст. Чита Забайкальской железной дороги. Результаты испытаний приведены в таблице.

Таблица
Результаты долговечности смазочных композиций, при сравнении технологий на полигоне Яблоновая - Чита Забайкальской железной дороги (протяженность 80 км, количество кривых - 45%, прямых - 55%)
Параметры для сравнения	Предлагаемая технология Известная технология
Состав смазки	Мазут 40	Мазут 40
Состав смазки	Канифоль 30	Канифоль 30
Минеральное масло ТСП-15К 30	Минеральное масло ТСП-15К 30
Технология нанесение смазки в кривые участки пути
Высота нанесения в кривых	-	12 мм
Расход в кривых	-	300 мл/км
Количество пропущенных осей, до коэффициента трения 0,2	-	8132
Технология нанесение смазки в кривые и прямые участки пути (1 вариант)
Высота нанесения в кривых	12 мм	-
Высота нанесения в прямых	7 мм	-
Расход в кривых	150 мл/км	-
Расход в прямых	120 мл/км
Количество пропущенных осей, до коэффициента трения 0,2	19892	-
Технология нанесение смазки в кривые и прямые участки пути (2 вариант)
Высота нанесения в кривых	12 мм	-
Высота нанесения в прямых	7 мм	-
Расход в кривых	300 мл/км	-
Расход в прямых	80 мл/км
Количество пропущенных осей, до коэффициента трения 0,2	29832	-

Из представленных табличных данных видно, что смазочный материал, при предлагаемом способе лубрикации, выдержал в первом варианте проход 19892 осей и 29832 осей во втором варианте до коэффициента трения 0,2, против 8132 осей при применении известной технологии.

Таким образом, предлагаемый способ лубрикации, по сравнению с известным, позволяет более чем в 2,4-3,7 раза увеличить долговечность смазочного слоя, что приводит к снижению износа рельсовых путей и гребней колес подвижного состава железнодорожного транспорта.

Количество смазки в заявленном диапазоне расхода на один километр пути, наносимой в кривые и прямые участки, зависит от вязкости смазочного материала, грузонапряженности дороги, количества кривых участков пути и подбирается опытным путем, исключая вынос смазки на поверхность катания.

Способ снижения износа пары трения «колесо-рельс», включающий нанесение смазки на боковую грань головки рельса передвижными рельсосмазывателями, отличающийся тем, что смазку наносят на боковую грань головки рельса при значении коэффициента трения 0,19-0,2, причем 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.

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.

Устройство для смазки клеммных и закладных болтов рельсовых скреплений // 2540899

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.

Способ нанесения смазочного материала на открытый узел трения // 2525499

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.

Гребнесмазыватель комбинированной смазки // 2523868

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

Гребнесмазыватель комбинированной смазки // 2519311

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.

Способ повышения уровня экологической безопасности процесса лубрикации в зоне "колесо-рельс" железнодорожного подвижного транспортного средства // 2509670

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.

Рельсосмазыватель ручной для консистентной смазки // 2509018

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.

Способ управления смазкой рельсов в кривых участках железнодорожного пути и устройство для его осуществления // 2492087

Изобретение относится к управлению смазкой рельсов. .

Способ рельсосмазывания // 2479455

Система для управления устройством лубрикации на локомотиве-рельсосмазывателе // 2478506

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

Устройство для смазывания гребней колесных пар рельсового транспортного средства // 2550880

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.

Смазочный стержень // 2552111

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.

Устройство для смазывания гребня колеса железнодорожного экипажа // 2588197

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.

Способ комбинированного рельсосмазывания // 2634056

Изобретение относится к способу рельсосмазывания. Способ комбинированного рельсосмазывания заключается в смазке контактирующих поверхностей колес подвижного состава и рельсов. Нанесение смазочного материала осуществляется с помощью форсунок на гребни и поверхности катания колес последней по ходу движения колесной пары локомотива в режимах, различных для прямых и кривых участков пути. При движении в прямых участках пути нанесение смазочного материала осуществляется на гребни и поверхности катания обоих колес последней по ходу движения колесной пары локомотива. При движении в кривых участках пути нанесение смазочного материала осуществляется только на гребень и поверхность катания колеса, движущегося по внутреннему рельсу, последней по ходу движения колесной пары локомотива. В результате повышается эффективность работы системы рельсо- и гребнесмазывания, снижается износ колесных пар и рельсов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.