СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ИЗНОСА РЕЛЬСОВЫХ ПУТЕЙ И ГРЕБНЕЙ КОЛЕС ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Российский патент 2015 года по МПК B61K3/02 

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.

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

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

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 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.

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.

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.