УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМАЗКИ ВЫКРУЖКИ ГРЕБНЯ КОЛЕСА РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2004 года по МПК B61K3/02 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается устройства для смазки выкружки гребней колес железнодорожного подвижного состава.

Известно устройство для смазки гребней колес, содержащее резервуар для смазки, сообщенный трубопроводом с форсунками, которые через электропневматический вентиль соединены с главной воздушной магистралью, разобщительные и регулировочные клапана (см. авт. св. СССР №1418146, МПК В 61 К 3/02).

Недостатком данного устройства является то, что масляный бак и маслосистема постоянно находятся под давлением и при неработающей системе гребнесмазывания, что увеличивает вероятность потерь масла.

Известно распылительное сопло, содержащее корпус, поршень, плунжер с аксиальными и радиальными каналами, подводящие смазку к кольцевой выемке пневмомасло каналы, устройство для ограничения перемещения плунжера (см. авт. св. ЧССР №224396, МПК В 61 К 3/00).

Недостатками упомянутого устройства являются:

- невозможность получения уменьшенной и стабильной дозы распыляемой за цикл смазки, которая зависит от многозвенной системы настройки дозы и положения радиального отверстия в плунжере относительно продуваемого потока воздуха;

- ослабленный поток воздуха, продувающий кольцевую выемку плунжера, т.к. часть воздуха уходит протечками через зазоры по поршню прямо в выходное сопло;

- возможны утечки смазки из сопла при нефункционирующей системе.

Известно смазочное устройство, форсунки которого закреплены на раме тележки (см. патент США №4711320, МПК 3/00).

Недостатком данного смазочного устройства является то, что невозможно нанести смазку прицельно на выкружку гребня колеса из-за колебаний рамы тележки относительно колесных пар при движении.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности гребнесмазывания в результате прицельного, с предельно малого расстояния нанесения минимизированной цикловой дозы смазки на выкружку гребня колеса при движении в виде мелкокапельной масловоздушной струи, образующей нестекающую масляную пленку, что позволило минимизировать эксплуатационный расход смазки, практически исключить потери смазки, загрязнение экипажа и окружающей среды, обеспечить функционирование устройства для смазки во всем диапазоне скоростей локомотива, снижая сопротивление движению, расход топлива, износ гребней колесных пар и головок рельс, а также упрощение конструкции и увеличение надежности функционирования устройства, в том числе и при уменьшенных давлениях и расходах сжатого воздуха.

Технический результат достигается тем, что устройство для смазки выкружки гребня колеса рельсового транспортного средства, содержащее резервуар для смазки, сообщенный трубопроводом с дозаторами-форсунками, состоящими из корпуса, поршня с плунжером и которые, как и резервуар для смазки, через электропневмовентиль соединены с главной воздушной магистралью, блок управления, при этом резервуар для смазки имеет линейные размеры горизонтальной поверхности, значительно превышающие высоту, и установлен так, что уровень смазки в резервуаре находится на уровне или несколько ниже уровня входных отверстий для подвода смазки в дозаторы-форсунки, снабжен обратным клапаном с нормированным дросселированием (неплотностью) для выпуска воздуха через электропневмовентиль в атмосферу, а дозаторы-форсунки имеют загрузочную масляную полость с регламентируемым объемом, выполненную в плунжере в виде кольцевой канавки с поперечным сечением, удвоенная площадь которого не менее площади поперечного сечения выходного канала форсуночной части, и расположенную в исходном положении позади заправочного отверстия от резервуара для смазки с перекрытием рабочими поверхностями плунжера и корпуса, в свою очередь, поршень и корпус имеют согласующиеся притертые кольцевые поверхности, внутри которых выполнены кольцевые полости, связанные дренажным каналом с выходным отверстием форсуночной части, кроме того, дозаторы форсунки установлены по схеме двухопорной упругой подвески с опорой удлиненной форсуночной части, имеющей на концевом участке выгиб и наконечник под шарнир, на колесно-моторный блок посредством колодки с ручьями, упругого поводка с загибом в нижней части, с выгибом в средней части и кольцом в верхней части, розетки с шарниром, а также опорой с увеличенной податливостью корпуса дозатора-форсунки на раму тележки.

Для снижения и исключения протечек масла через плунжерную пару дозатора-форсунки, т.е. в конечном итоге потерь масла не по назначению, а также предотвращения образования воздушной пробки, в системе маслоподачи предусмотрено следующее:

- установка резервуара для смазки так, чтобы уровень масла был не выше уровня входных отверстий в дозаторе-форсунке, что исключит протечки масла через плунжерные пары при нефункционирующей системе, особенно в течение длительных стоянок;

- увеличение горизонтальной поверхности резервуара для смазки, что обеспечит незначительное изменение уровня масла в процессе работы между заправками, что предотвратит образование воздушной пробки в системе подачи смазки и исключит или сделает незначительным перерыв в подаче смазки к дозатарам-форсункам после длительных стоянок;

- нормированное дросселирование выпуска воздуха через обратный клапан (нормируемая негерметичность клапана) позволяет без дополнительных устройств за ограниченное время снизить давление воздуха в резервуаре для смазки, что существенно уменьшит возможность протечек масла через притертые поверхности дозаторов-форсунок, что предотвратит потери смазки в первом цикле (из-за увеличения объема первой дозы) после перерыва в работе системы;

- расположение загрузочной масляной полости в исходном положении позади заправочного отверстия от резервуара для смазки с перекрытием между ними притертыми поверхностями плунжера и корпуса многократно уменьшит площадь отверстия для протечек масла, которая для этого случая определится произведением периметра (длины окружности) заправочного отверстия и зазора между притертыми (прецизионными) поверхностями плунжерной пары, в отличие от случая, когда положение заправочного отверстия совпадает с заправочной полостью в исходном положении и площадь отверстия для протечек масла будет уже определяться произведением удвоенной длины окружности стержня плунжера и того же зазора между притертыми поверхностями, что многократно больше. Все это существенно снизит протечки масла в случае, когда система не функционирует, а резервуар для смазки еще некоторое время находится под давлением сжатого воздуха. Заправка загрузочной полости маслом будет обеспечиваться при этом двойным проходом (туда и обратно) около заправочного отверстия от резервуара для смазки, тем более этому будут способствовать незначительные скорости перемещения в зоне отверстия, характерные для начала и конца циклов перемещений;

- выгиб форсуночной части обеспечивает обратный слив ограниченного объема смазки к дозатору-форсунке, предотвращая каплепадение на поверхность катания колесной пары при нефункционирующей системе гребнесмазывания.

Регламентируемый объем загрузочной масляной полости определяется с учетом ряда условий - возможности заполнения объема полости маслом, вероятности уноса набегающим воздушным потоком высокодисперсных фракций масла из масловоздушной струи, минимальной скорости перемещения поверхности бандажа, что непосредственно связано с равномерностью подачи смазки, чтобы не допустить местного скопления масла, способного образовать потеки и т.д.

Но определяющим условием, позволившим минимизировать распыляемый объем масла за один цикл подачи, конструктивно упростить загрузочную масляную полость на плунжере, выполнить условие нестекания масла на поверхность катания, является возможность обеспечения равномерного истечения масловоздушной смеси из загрузочной полости и дальнейшего движения в канале удлиненной форсуночной части, а также возможность нанесения масловоздушной струи с предельно малого расстояния с точной ориентацией относительно профиля бандажа на выкружку гребня.

Условие равенства или превышения удвоенной площади поперечного сечения загрузочной масляной полости относительно площади поперечного сечения канала удлиненной форсуночной части, а также двухэтапная продувка масляной полости (см. ниже), способствуют замедленному выдуванию масла из загрузочной полости, условиям равномерного истечения масловоздушной смеси по всей длине форсуночной части и образованию на выходе в масловоздушной струе мелкокапельных фракций, в меньшей степени подверженных уносу набегающим скоростным воздушным потоком.

Увеличенное поперечное сечение загрузочной масляной полости и ее ограниченный объем, определяемый минимизированным количеством распыляемого за цикл масла, накладывают ограничение на величину диаметра плунжера, который при этом должен быть достаточно малым, чтобы обеспечить увеличенное поперечное сечение.

Двухопорная подвеска дозатора-форсунки с опорой удлиненной форсуночной части на колесно-моторный блок и опорой с увеличенной податливостью на раму тележки корпуса дозатора-форсунки обеспечивает фиксированное положение разбрызгивающей головки форсунки относительно профиля бандажа колесной пары, что позволяет наносить воздушно-масляную струю с предельно малого расстояния и с высокой точностью на выкружку гребня.

Возможность нанесения смазки с предельно малого расстояния и с точной ориентацией на выкружку гребня во время движения позволила минимизировать наносимый объем смазки за один цикл подачи, конструктивно упростить загрузочную полость на плунжере, т.е. выполнить ее в виде кольцевой канавки с минимизированным нормированным объемом, с увеличенным поперечным сечением, удвоенная площадь которого не менее площади поперечного сечения выходного канала форсуночной части.

Вентиляция подпоршневого пространства осуществляется протечками сжатого воздуха между безманжетным поршнем и стенками цилиндра с выходом через дренажное отверстие в корпусе в канал форсуночной части.

Наличие в поршне и корпусе согласующихся кольцевых поверхностей и полостей позволяет расположить возвратные пружины таким образом, чтобы притертые кольцевые поверхности в рабочем положении поршня и плунжера могли плотно сомкнуться, перекрыв протечки и соответственно вентиляцию подпоршневого пространства, обеспечив тем самым двухэтапную продувку кольцевой полости, заполненной маслом, в начале уменьшенным, а затем полным напором сжатого воздуха, позволяет производить более равномерное истечение масла из форсуночной части, несколько снизить расход сжатого воздуха и сохранять работоспособность системы гребнесмазывания при пониженных давлениях сжатого воздуха.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема устройства для смазки выкружки гребня колеса рельсового транспортного средства; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Устройство состоит из резервуара для смазки 1, масляного 2 и воздушного 3 трубопроводов, дозатора-форсунки 4, разобщительного крана 5, электропневмовентиля 6, обратного клапана с нормируемой негерметичностью 7 и блока управления 8.

Дозатор-форсунка 4 содержит корпус 9, форсуночную часть 10, которая посредством розетки 11 с шарниром 12, выполненным с использованием сферических поверхностей (или упругих элементов), упругого поводка 13, имеющего кольцо и выгиб в верхней части и загиб в нижней части, колодки 14 с ручьями опирается на колесно-моторный блок 15, а корпус дозатора-форсунки 9 посредством упругой опоры 16 опирается на раму тележки 17. Колесная пара 18, профиль бандажа которой имеет выкружку гребня 19, установлена в колесно-моторном блоке 15 на подшипниках и имеет относительно его одну степень свободы - вращение.

Дозатор-форсунка 4 (см. фиг.2) состоит из крышки 20 с входным отверстием для сжатого воздуха, корпуса 9, имеющего цилиндр 21, прецизионное отверстие 22, канал для подвода сжатого воздуха 23, дренажные каналы 24, отверстие 25 для подвода масла из бака, которое расположено на уровне верхнего уровня масла в баке 1, выходной канал 26, соединяющийся с каналом форсуночной части 10, безманжетный поршeнь 27, имеющий минимальные зазоры по стенкам цилиндра 21, обеспечивающие движение поршня без заеданий, плунжер 28, образующий плунжерную пару с отверстием 22, имеющий загрузочную масляную полость 29, расположенную в исходном положении I позади отверстия подвода масла 25, и жестко соединяющийся с поршнем 27, возвратные пружины 30, расположенные в кольцевых полостях “а” и не мешающие в рабочем положении плунжера II контакту притертых кольцевых поверхностей “б”.

В связи с отсутствием в системе маслоподачи запирающих клапанов верхний уровень смазки в баке не должен превышать уровень расположения отверстия 25, а нижний уровень не должен быть значительно ниже этого отверстия, что связано с высокой текучестью углеводородных соединений, просачивающихся через притертые прецизионные поверхности:

- при превышении будет происходить вытекание смазки на длительных стоянках;

- при значительном снижении уровня будет происходить образование воздушной пробки в системе маслоподачи.

То и другое недопустимо, т.к. первое приведет к потере смазки, загрязнению экипажа и окружающей среды, второе - к перебоям в работе системы гребнесмазывания. Чтобы этого не происходило, бак 1 устанавливается на раме тележки 17 на уровне дозаторов-форсунок 4, а линейные размеры его горизонтальной поверхности выполняются значительно превышающими высоту бака.

Установка дозаторов-форсунок 4 осуществлена по схеме двухопорной упругой подвески:

- одна опора с меньшей податливостью на колесно-моторный блок 15 осуществлена удлиненной форсуночной частью 10 посредством розетки 11 с шарниром 12 упругого поводка 13 и колодки 14 с ручьями. Ручьи и загиб используются для крепления и настройки опоры, а шарнир 12 розетки 11 - для обеспечения угловых перемещений дозатора-форсунки 4;

- вторая опора с высокой податливостью осуществлена на раму 17 посредством упругой опоры 16 корпуса 9 дозатора-форсунки.

Такая установка дозаторов-форсунок 4 обеспечивает концевому срезу удлиненной форсуночной части 10 фиксацию по расстоянию и положению относительно места смазки - выкружки 19 гребня колеса даже при значительных колебаниях рамы тележки 17 относительно колесной пары 18 благодаря значительному соотношению плеч концевой части до центра вращения ко всей остальной длине дозатора-форсунки, что позволяет направлять масловоздушную струю с предельно малого расстояния и высокой точностью на выкружку 19 гребня колеса при движении.

Устройство для смазки выкружки гребня колеса рельсового транспортного средства работает следующим образом. Сжатый воздух от воздушной магистрали поступает через разобщительный кран 5 к электропневмовентилю 6, управление которым осуществляется электронным блоком управления 8. При включении электропневмовентиля 6 сжатый воздух одновременно поступает к дозатору-форсунке 4 и через обратный клапан 7 в резервуар для смазки 1, обеспечивая подачу смазки под давлением к входному отверстию 25 дозатора-форсунки.

При поступлении сжатого воздуха к дозатору-форсунке 4 воздух через входное отверстие в крышке 20 поступает в надпоршневое пространство и в канал 23, часть воздуха через щелевые отверстия между цилиндром 21 и поршнем 27 поступает в подпоршневое пространство и кольцевые полости “а”, вентилирует их и через дренажные каналы 24, которые используются также для удаления протечек смазки от концевой части плунжера, канал 26 и канал форсуночной части 10 выдувается на выкружку гребня 19. Одновременно с вышеуказанным поршень 27 начинает двигаться, при этом совмещает загрузочную масляную полость 29 с отверстием 25 для подвода масла под давлением, масляная полость дозаправляется, т.к. частично она уже заполнена маслом при предыдущем возвращении плунжера в исходное положение I, и двигается дальше в рабочее положение II.

При совмещении нижнего среза загрузочной полости 29 с отверстием канала 23 начинается продувка смазки при пониженном давлении сжатого воздуха, т.к. часть воздуха уходит протечками между поршнем и цилиндром.

При достижении поршнем с плунжером рабочего положения II происходит полное совмещение загрузочной полости плунжера 29 с отверстием канала подачи сжатого воздуха 23 и одновременно происходит прижатие кольцевых притертых поверхностей торцов “б” поршня и корпуса, перекрывающих протечки сжатого воздуха через зазоры по поршню 27 и цилиндру 21, ввследствие чего в заключительный этап продувки полости 29 плунжера 28 к каналу подачи 23 подводится полный напор сжатого воздуха, поступающего к дозатору-форсунке, и на выкружку гребня колеса поступает воздушно-масляная суспензия посредством форсуночной части 10.

При отключении подачи сжатого воздуха электропневмовентилем 6 поршень 27 с плунжером 28 под воздействием пружины 30 возвращается в исходное положение, при этом загрузочная полость 29 совмещается с каналом 25, частично или полностью заполняется маслом, т.к. давление в баке 1 сохраняется благодаря обратному клапану 7.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается устройства для смазки выкружки гребней колес железнодорожного подвижного состава. Устройство содержит резервуар для смазки (РС), сообщенный трубопроводом с дозаторами-форсунками (ДФ), состоящими из корпуса, поршня с плунжером, и которые, как и РС, через электропневмовентиль соединены с главной воздушной магистралью, блок управления. РС имеет линейные размеры горизонтальной поверхности, значительно превышающие высоту, и установлен так, что уровень смазки в резервуаре находится на уровне или несколько ниже уровня входных отверстий для подвода смазки в ДФ, а также снабжен обратным клапаном с нормированным дросселированием выпуска воздуха через электропневмовентиль в атмосферу. ДФ имеют загрузочную масляную полость с регламентируемым объемом, выполненную в плунжере в виде кольцевой канавки с поперечным сечением, удвоенная площадь которого не менее площади поперечного сечения выходного канала форсуночной части, и расположенную в исходном положении позади заправочного отверстия от РС с перекрытием между ними рабочими поверхностями плунжера и корпуса. Поршень и корпус имеют согласующиеся притертые кольцевые поверхности, внутри которых выполнены кольцевые полости, связанные дренажным каналом с выходным отверстием форсуночной части. При этом ДФ установлены по схеме двухопорной упругой подвески с опорой удлиненной форсуночной части, имеющей на концевом участке выгиб и наконечник под шарнир, на колесно-моторный блок посредством колодки с ручьями, упругого поводка с загибом в нижней части, с выгибом в средней части и кольцом в верхней части, розетки с шарниром, а также опорой с увеличенной податливостью корпуса ДФ на раму тележки. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и надежность функционирования устройства. 2 ил.

Устройство для смазки выкружки гребня колеса рельсового транспортного средства, содержащее резервуар для смазки, сообщенный трубопроводом с дозаторами-форсунками, состоящими из корпуса, поршня с плунжером, и которые, как и резервуар для смазки, через электропневмовентиль соединены с главной воздушной магистралью, блок управления, отличающееся тем, что резервуар для смазки имеет линейные размеры горизонтальной поверхности, значительно превышающие высоту, и установлен так, что уровень смазки в резервуаре находится на уровне или несколько ниже уровня входных отверстий для подвода смазки в дозаторы-форсунки, снабжен обратным клапаном с нормированным дросселированием выпуска воздуха через электропневмовентиль в атмосферу, а дозаторы-форсунки имеют загрузочную масляную полость с регламентируемым объемом, выполненную в плунжере в виде кольцевой канавки с поперечным сечением, удвоенная площадь которого не менее площади поперечного сечения выходного канала форсуночной части, и расположенную в исходном положении позади заправочного отверстия от резервуара для смазки с перекрытием между ними рабочими поверхностями плунжера и корпуса, в свою очередь поршень и корпус имеют согласующиеся притертые кольцевые поверхности, внутри которых выполнены кольцевые полости, связанные дренажным каналом с выходным отверстием форсуночной части, при этом дозаторы-форсунки установлены по схеме двухопорной упругой подвески с опорой удлиненной форсуночной части, имеющей на концевом участке выгиб и наконечник под шарнир, на колесно-моторный блок посредством колодки с ручьями, упругого поводка с загибом в нижней части с выгибом в средней части и кольцом в верхней части, и розетки с шарниром, а также опорой с увеличенной податливостью корпуса дозатора-форсунки на раму тележки.