РЕЛЬСОВАЯ СМАЗКА Российский патент 2015 года по МПК C10M169/00 C10M125/00 C10M101/00 C10M115/02 B61K3/00 C10N30/06 

Изобретение относится к области технологий лубрикации, используемых для системы «колесо-рельс» железнодорожного транспорта, с целью снижения износа головки рельса и гребней бандажей колесных пар.

Известна рельсовая смазка, включающая в себя наличие смазочного материала (патент RU №2119940, МПК С10М 169/04, опубл. 10.10.1998) для тяжелонагруженных пар трения, предназначенная, в частности, к применению в качестве рельсовой смазки, состоящая из твердого наполнителя 5-95 мас.% и смазочной основы 5-95 мас.%, содержащая в качестве наполнителя обработанную в энергонапряженной мельнице смесь, мас.%: синтетическое моющее средство 3-10; металлосодержащее соединение и/или порошок металла из группы: медь, алюминий, цинк, свинец, молибден или их смеси 2-5; скрытокристаллический графит или тальк 45-75; чешуйчатый графит или тальк 10-50; при этом рельсовая смазка содержит, мас.%: твердый наполнитель 10-20, битум 5-15, атактический полипропилен или смола канифольная 5-10; бензин - до 100.

Применение данной рельсовой смазки при нанесении в кривых участках пути не позволяет достичь приемлемых показателей по снижению износа взаимодействующих поверхностей, а наличие бензина в рассматриваемой смазочной композиции предопределяет ее высокую пожароопасность.

Известна рельсовая смазка (патент RU №2271382, МПК С10М 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.

Данная рельсовая смазка по сравнению с технологией, использующей известную смазку на маслонесодержащей (бензиновой) основе, значительно более эффективна и хорошо себя зарекомендовала, в частности, при использовании на железнодорожном транспорте для снижения износа рельсовых путей и гребней колес подвижного состава. Тем не менее, при промышленном применении она не обеспечивает необходимых показателей износостойкости взаимодействующих поверхностей пары трения «колесо-рельс».

Известна рельсовая смазка, включающая в себя наличие смазочного материала (патент RU №2415176, МПК С10М 103/06, опубл. 27.03.2011), содержащего порошковую композицию серпентин Mg₆[Si₄O₁₀](OH)₈ с вкрапленным магнетитом Fe₃O₄ при соотношении, мас.%: серпентин 65-75, вкрапленный магнетит 20-30, примеси не более 5. Также порошковая композиция содержит серпентин с вкрапленным магнетитом, магнезит MgCO₃ и магнезиально-железистый силикат (MgFe)₇[Si₄O₁₀](OH)₈ при соотношении, мас.%: серпентин 65-75, магнетит 10-25, магнезит 5-15, магнезиально-железистый силикат 2-7. Серпентин содержится преимущественно в фазе лизардита IT, размер вкраплений магнетита - не более 50-300 нм. Смазочная композиция содержит 0,5-80 мас.% порошковых композиций в связующем. Технология лубрикации включает размещение между трущимися поверхностями порошковых композиций в связующем при нанесении смазки в кривых участках пути.

Неопределенность состава связующего, являющегося базовой основой смазки, сложность изготовления порошковой композиции делает данную технологию лубрикации малоэффективной.

Известна также рельсовая смазка, включающая в себя наличие смазочного материала (патент RU №2333119, МПК В61К 3/00, С10М 169/00, С10М 101/02, С10М 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

Смазка наносится в кривых участках пути.

Данная рельсовая смазка 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, общими недостатками известных рельсовых смазок является отсутствие в составах смазок приработочных присадок, которые снижают шероховатость поверхностей сопряжения пары трения «колесо-рельс».

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

Снижение износа достигается путем:

- применения смазки, включающей в свой состав минеральное масло, или смесь минеральных масел, мазут, канифоль, и приработочную мелкодисперсную присадку асбест хризотиловый, дисперсностью - массовая на сетке №0063,%, не более 0,5 при следующем содержании компонентов, мас.%:

Мазут 5-50 Канифоль 5-40 Асбест хризотиловый 0,01 -0,02 Минеральное масло или   смесь минеральных масел до 100

Сравнительную оценку работоспособности известной и предлагаемой рельсовых смазок осуществляли двумя методами:

- определение эффективности работоспособности смазок с приработочной присадкой асбест хризотиловый и без нее на машине трения ЧМТ-1 по ГОСТ 9490-75 (замер диаметра пятна износа в узле трения, составленного из четырех подшипниковых шариков ⌀ 12,7 мм, закрепленных в обойме под вертикальной нагрузкой);

- определение долговечности смазок с присадкой асбест хризотиловый и без присадки проведено в июле 2012 года на участке ст. Карымская - ст. Забайкальск Забайкальской железной дороги. Протяженность участка дороги Карымская - Забайкальск - 365 км. Смазки наносили на боковую грань рельса в кривых участках пути на высоту 12 мм от поверхности катания с расходом 250 мл/км. Смазывали кривые участки пути радиусом до 2000 м вагоном-рельсосмазывателем один раз в сутки. Средний вес состава 5390 т.

Данные по исследованию смазывающих свойств смазочных композитов на ЧМТ-1 и результаты долговечности, измеренные количеством пропущенных осей до коэффициента трения 0,2, представлены в таблицах 1, 2, 3 и 4.

Таблица 1 Состав и характеристики образцов смазки Наименование компонентов Период использования Лето Весна - осень Зима Содержание компонентов в образцах смазки, мас.% Мазут 40 50 20 10 30 5 Канифоль 40 30 15 15 10 5 Асбест хризотиловый 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01 Масло минеральное             ТСП-15К 19,98 19,98 64,98 74,98 59,98 29,99 Масло минеральное ГК - - - - - 60 Характеристика образцов смазки Диаметр пятна износа, мм 0,42 0,41 0,39 0,4 0,4 0,38

Таблица 2 Состав и характеристики образцов известной смазки (прототип) Наименование Период использования компонентов Лето Весна - осень Зима   Содержание компонентов в образцах смазки, мас.% Мазут 40 50 20 10 30 5 Канифоль 40 30 15 15 10 10 Масло минеральное             ТСП-15К 20 20 65 75 60 25 Масло минеральное ГК - - - - - 60 Характеристика образцов смазки Диаметр пятна износа, мм 0,48 0,46 0,44 0,45 0,46 0,43

Таблица 3 Состав и характеристика образцов смазки, проверенных на участке ст. Карымская - ст. Забайкальск Забайкальской железной дороги   Период использования Наименование компонентов с 01 по 15 июля с 02 по 15 сентября с 05 по 15 января   Содержание компонентов в образцах смазки, мас.% Мазут 40 20 5 Канифоль 40 15 5 Асбест хризотиловый 0,02 0,02 0,01 Масло минеральное       ТСП-15К 19,98 64,98 29,99 Масло минеральное ГК - - 60 Характеристика образцов смазки Среднее количество пропущенных осей до коэффициента трения 0,2 5012 4866 4796

Таблица 4 Состав и характеристика образцов известной смазки (прототип), проверенных на участке ст. Карымская ст. Забайкальск Забайкальской железной дороги   Период использования Наименование компонентов с 01 по 15 июля с 02 по 15 сентября с 05 по 15 января   Содержание компонентов в образцах смазки, мас.% Мазут 40 20 5 Канифоль 40 15 10 Масло минеральное       ТСП-15К 20 62 25 Масло минеральное ГК - - 60 Характеристика образцов смазки Среднее количество пропущенных осей до коэффициента трения 0,2 4076 4018 3978

Из представленных табличных данных следует, что предлагаемая рельсовая смазка для пары трения «колесо-рельс» значительно превосходит по характеристикам известные смазочные материалы. Так смазывающие свойства смазочных композиций, анализируемые на ЧМТ-1 по диаметру пятна износа, у предлагаемой смазки при всех вариациях содержаний компонентов зафиксированы в пределах 0,38-0,42 мм, в то время как у известной смазки данный показатель составляет 0,43-0,48 мм.

Долговечность смазочного слоя, определяемая количеством пропущенных осей на участке ст. Карымская - ст. Забайкальск Забайкальской железной дороги, у предлагаемой рельсовой смазки составила летом 5012 осей, осенью 4866 осей, зимой 4796 осей против летом 4076 осей, осенью 4018 осей, зимой 3978 осей у известной рельсовой смазки.

Таким образом, предлагаемая рельсовая смазка по сравнению с известной позволяет значительно увеличить долговечность смазочного слоя.

Технический результат снижения износа в паре «колесо-рельс» достигается за счет снижения шероховатостей деталей сопряжения, что позволяет сохранять работоспособным смазочный слой минимальной толщины, тем самым увеличивая ресурс смазочного материала.

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.

1. Рельсовая смазка, содержащая мазут, канифоль, минеральное масло или смесь минеральных масел, отличается тем, что 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

2. Рельсовая смазка по п.1 отличается тем, что асбест хризотиловый имеет дисперсность - массовая доля остатка на сетке №0063, %, не более 0,5.