УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМАЗЫВАНИЯ РЕЛЬСОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ

Предлагаемое устройство относится к вспомогательному железнодорожному оборудованию и предназначено для смазывания железнодорожных рельсов на криволинейных участках пути.
Известно, что безопасность движения зависит от степени износа рельсов железнодорожного пути, что, в первую очередь, относится к его криволинейным участкам, где их износ наиболее интенсивен. При его превышении сверх допустимого происходит набегание колеса на головку рельса с последующими непредсказуемыми последствиями.
Известны многочисленные устройства для смазывания рельсов, уменьшающие износ и предупреждающие их преждевременную замену, что значительно снижает стоимость эксплуатации пути (рельсы на криволинейных участках применяются из специальных износостойких сталей). Многообразие конструкций обусловлено стремлением упростить устройство, повысив его надежность, снизить расход смазки, что влияет не только на экологию, но и на физико-механические свойства балласта железнодорожного полотна (присутствие масел в полотне приводит к его просадке), т.е. в конечном итоге также на безопасность движения.
Известны, например, устройства подобно описанному в авт. св. СССР №1735102, МПК В 61 К 3/00, в котором на боковой грани головки рельса выполнен паз с размещенным в нем губчатым материалом, удерживающим смазку. По мнению авторов этого
устройства при прохождении колес подвижного состава по участку рельса со смазочным материалом реборды колес будут смазываться и их износ уменьшится (также как и головки рельса).
Очевидное достоинство известного устройства усматривается в практическом отсутствии загрязнения окружающей среды, однако его техническое воплощение сомнительно, поскольку требует применения специального рельса.
Близкие к описанному по принципу решения поставленной задачи устройства по авт. св. СССР №№1323444 и 1555168, МПК В 61 К 3/00, также смазывают реборду колеса, не требуя при этом переделки самого рельса, однако автономность их работы ограничена, они нуждаются в повышенном внимании и механически уязвимы.
Достаточно высокую автономность можно отметить у таких устройств, как, например, по авт. св. СССР №№1789936, 1804405, 2057667, МПК В 61 К 3/00, которые, несмотря на принципиально разную конструкцию, объединены общим признаком: сигнал на подачу смазки выдается механическим датчиком, контактирующим непосредственно с колесом подвижного состава, однако наличие кинематических связей между датчиками и исполнительными механизмами, учитывая климатические, погодные условия и особенности эксплуатации, снижают надежность работы известных устройств.
Из числа других известных к наиболее удачным можно отнести устройство по авт. св. СССР №1075964, В 61 К 3/00.
Последнее устройство достаточно всепогодно, автономно, устойчиво к механическим воздействиям. Однако в нем не раскрыт датчик, подающий сигнал на впрыскивание смазки в зону контакта реборды колеса с головкой рельса, что по существу
относится к решающим факторам, определяющим работоспособность устройства.
Так, в описании устройства вскользь упоминается о том, что его электромагнитный клапан срабатывает, когда поезд входит в зону сигнальной цепи, чего явно недостаточно для оценки степени надежности работы известного устройства, поскольку железнодорожные пути и без того чрезмерно перегружены различными сигнальными цепями, обеспечивающими безопасность движения, разбиты на отдельные изолированные друг от друга контактные участки, насыщены разнообразными помехами.
По совокупности сходных существенных признаков наиболее близким к предложенному устройству является шведское устройство для смазывания рельсов CLICOMATIC LP, type 015/017, Swedish Pail System AB SRS.
Известное устройство ("рельсосмазыватель") содержит форсунку-дозатор, установленную рядом с рельсом против точки нанесения смазки. Гидравлическим шлангом форсунка связана с масляным резервуаром, подключенным через газовый редуктор к баллону со сжатым азотом. Одновременно форсунка электрически связана с электронным блоком управления, к которому подключен датчик вибрации, выдающий сигнал на срабатывание форсунки. Устройство имеет батарею электропитания, обеспечивающую работу рельсосмазывателя. При приближении поезда датчик выдает сигнал на блок управления, по команде которого срабатывает электропневматический клапан форсунки и происходит впрыск масла на соответствующий участок (точку) головки рельса. Количество впрысков и их частота задаются регулируемым блоком управления.
Однако, несмотря на существенные преимущества указанного устройства по сравнению с другими известными, оно не может
адаптироваться к изменяемым условиям эксплуатации, поскольку работает по заранее заданной программе. Например, устройство срабатывает на приближение поезда независимо от направления движения последнего: входит-ли поезд в кривую или выходит из нее, что имеет существенное значение, поскольку в первом случае подача смазки на рельс обязательна, а во втором в этом нет необходимости. Т.е., образно говоря, устройство "не понимает", что от него требуется, и поэтому, с одной стороны, происходит неоправданный расход ресурса (смазка, сжатый раз) и загрязнение окружающей среды, а с другой стороны - повышенный износ рельсов и реборд на колесах подвижного состава. Работа устройства по заложенной в него программе также относится к его недостаткам, поскольку не учитывает конструктивные особенности проходящего поезда, в каждой единице состава которого может находиться различное количество осей и поэтому время, количество и периодичность впрысков смазки на головку рельса должны быть индивидуальными для каждого поезда. Таким образом, анализ известного устройства показывает, что его недостатки обусловлены ошибочным принципом формирования команд, виной чему является применяемый в нем датчик.
Перед заявленным устройством была поставлена задача увеличить время автономной работы рельсосмазывателя за счет экономии расходных материалов (масло, сжатый газ) и увеличить срок службы рельсов.
Поставленная задача решается тем, что предложено устройство для смазывания рельсов железнодорожного пути, содержащее средства подачи смазки к головке рельса, управляемые программным устройством, подключенным, по меньшей мере, к одному датчику, взаимодействующему с колесами подвижного состава.
Новым в предложенном устройстве является то, что датчиком служит бесконтактный индуктивный выключатель.
Устройство характеризуется также тем, что оно содержит два датчика, установленные соответственно по разные стороны от точки сопряжения прямолинейного участка пути с криволинейным.
Другой особенностью предложенного устройства является то, что на участке пути, оборудованном стрелочным переводом один из двух установленных датчиков взаимодействует с остряком перевода.
Технический результат заявленного устройства заключается в значительном уменьшении износа рельса (в 5-8 раз в зависимости от качества рельса и типа используемой смазки). Сокращаются затраты на обслуживание устройства (потребность - 1 раз в полугодие). Испытания заявленного рельсосмазывателя на ПЧ-11 Приволжской ж.д. показывают, что ожидаемый годовой экономический эффект составляет 1.070.690, 1 руб. при сроке окупаемости 40 дней.
На фиг.1 показана принципиальная блок-схема заявленного рельсосмазывателя; на фиг.2 - схема работы устройства на переходе прямолинейного участка пути в кривую (условно показан только один рельс); на фиг.3 - схема работы рельсосмазывателя на стрелочном переводе (условно показан только один рельс).
В заявленном устройстве средства подачи смазки к головке рельса содержат, по меньшей мере, одну форсунку 1 (фиг.1), гидравлически соединенную с резервуаром 2, нижняя часть которого заполнена маслом, а верхняя, отделенная поршнем, связана с газовым баллоном 3, заполненным сжатым азотом. Одновременно форсунка 1 электрически соединена с электронным блоком
4 управления. Устройство содержит также батарею 5 электропитания. К блоку 4 управления подключены, как правило, два датчика 6 и 7, один из которых (датчик 6) установлен на прямолинейном участке 8 пути 9 (см. фиг.2),а другой датчик 7 - на криволинейном, участке 10. Т.е., датчики 6 и 7 установлены по разные стороны от точки сопряжения прямолинейного рельса с криволинейным, а расстояние между ними определяется конкретными условиями эксплуатации,
В качестве датчиков используются известные бесконтактные индуктивные выключатели, например, мод. ВБИ-М30, выпускаемые по ГОСТ Р 50030.5.2-99 в г.Екатеринбурге ЗАО "Сенсор".
В зависимости от конкретных условий применения заявленного устройства количество датчиков-выключателей может быть иным, чем указано в описании и на чертежах.
Устройство работает следующим образом.
При прохождении железнодорожного состава сигналы от датчиков 6 и 7 поступают к блоку 4 управления. Если состав подходит со стороны прямолинейного участка 8 (фиг.2) к криволинейному участку 10 по стрелке "А", то датчик 6 подает сигнал, по которому блок 4 управления включает форсунку 1 на впрыск смазки. Если состав движется в направлении стрелки "Б", переходя с криволинейного участка 10 на прямую 8, то датчик 7 блокирует работу форсунки 1, поскольку в смазке нет необходимости.
При подаче сигнала от датчика 6 блок 4 подает команду на электропневматический клапан форсунки 1, газ из баллона по одному каналу попадает в форсунку, а по другому - в резервуар 2, из которого смазка под давлением подается в форсунку, поэтому в момент открытия электропневматического клапана
(ввиду общеизвестности на чертежах не показан) происходит выброс порции смазки на боковую поверхность рельса.
Число выбросов во время прохождения состава определяется либо количеством проходящих осей, либо временным интервалом между выбросами. Эти параметры, в свою очередь, могут иметь фиксированные значения или, для оптимального расхода смазки, зависеть от скорости движения состава. Для эффективного использования смазки ее выброс производится в момент, когда попадание на колесо исключено.
Рельсосмазываетель может использоваться и для смазывания остряков стрелочных переводов (см. фиг.3). Например, если поезд приближается к стрелочному переводу по стрелке "А", когда остряк 11 отстоит от прямолинейного участка 8 пути, т.е., когда переход поезда на кривую 10 не предусмотрен, то отсутствие сигнала от датчика 6 о положении остряка 11 блокирует работу датчика 7 и соответственно работу форсунки 1, и смазывание рельса (остряка 11) не происходит. И наоборот: форсунка 1 срабатывает только при наличии сигнала от датчика 6, т.е. когда остряк прижат к рельсу 8 и поезд выходит на кривую 10.