ДИСК ФРИКЦИОННОЙ МУФТЫ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к фрикционным муфтам с дисками, применяемым в электроприводах стрелочных переводов железных дорог. Задача предлагаемого технического решения заключается в обеспечении показателей надежности работы муфты.
Известно [см. стр. 32 в работе: Системы железнодорожной автоматики: Учеб. для вузов/Ю.А. Кравцов, В.Л. Нестеров, Г.Ф. Лекута и др.; Под ред. Ю.А. Кравцова. М.: Транспорт, 1996. 400 с.] решение, в котором муфта фрикционная стрелочного электропривода имеет в своем составе стальные подвижные и неподвижные диски, также известно решение (патент №RU 91043, заявка №2009139150/22), в котором муфта фрикционная стрелочного электропривода имеет в своем составе неподвижные и подвижные диски, при этом в подвижные диски впрессованы металлокерамические фрикционные самосмазывающиеся элементы.
Недостаток данных технических решений заключается в том, что продолжительная работа муфты во фрикционном режиме приводит к нагреву поверхностей трения дисков до температур, вызывающих в них необратимые изменения физико-механических свойств материала и, как следствие, необратимое изменение величины крутящего момента - усилия перевода железнодорожной стрелки, передаваемого стрелочным электроприводом. При этом величина усилия перевода железнодорожной стрелки нормирована документацией ОАО «РЖД», периодически контролируется, а при ненормативной работе стрелки железнодорожное движение останавливают до устранения причин.
Задача предлагаемого технического решения заключается в обеспечении стабильного переводного усилия нормативной величины, развиваемого стрелочным электроприводом с данными фрикционными дисками.
При решении поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в выявлении дисков с деградацией физико-механических свойств поверхностей трения в целях их плановой замены на новые диски.
Технический результат достигается диском фрикционной муфты, на нерабочей поверхности которого, не участвующей во фрикционном контакте, нанесена термоиндикаторная краска со свойством необратимого изменения цвета при нагреве до температуры определенной величины и выше. При этом термоиндикаторная краска устойчива к воздействию продуктов трения, консервационных смазок, смазочных материалов, имеющихся в составе редуктора и металлокерамических фрикционных элементов.
Известно, что при продолжительном фрикционном трении фрикционные диски нагреваются. При этом температуры достигают такого уровня, что происходят необратимые структурные превращения в поверхностных слоях дисков, необратимо изменяются физико-механические свойства, в том числе и коэффициент трения.
Для дефектовки таких дисков обслуживающий персонал периодически разбирает редуктор и фрикционную муфту, вынимает диски и производит их визуальный осмотр. Если при такой дефектовке можно визуально обнаружить деформированный или диск с трещинами, то необратимые структурные изменения в нем обнаружить невозможно.
Термоиндикаторная краска меняет цвет в зависимости от температуры. Некоторые твердые вещества, содержащиеся в термоиндикаторной краске, способны при нагревании изменять свою кристаллическую структуру, и, как следствие, цвет. Точность измерения температуры термоиндикаторной краской составляет ±5…10°С. Так как краска наносится на поверхность детали, то считывать температуру можно визуальным способом.
Одной из поверхностей диска фрикционной муфты, которая не участвует в трении, является торцевая поверхность диска, на которую целесообразно нанести термоиндикаторную краску любым способом, например, кисточкой или аэрозолью. Как правило, именно при вскрытии крышки редуктора видно торцевые поверхности диска, при этом наличие краски на торце диска позволит исключить полную разборку редуктора и муфты для дефектовки дисков.
В качестве примера можно рассмотреть применение термохимической краски по ТУ 133-67. Диски изготовлены из стали, на поверхности которых примерно при температуре 300°С образуются пленки окислов. Если на торец диска нанесена краска марки 10 по ТУ 133-67, то при температуре 280°С исходный сиреневый цвет необратимо меняется на черно-синий.
Так как фрикционные диски могут быть выполнены из двух и более материалов, то на диски можно наносить комбинацию разных марок термоиндикаторных красок, имеющих температуру перехода, соответствующую температуре необратимых изменений каждого материала.
Известно, что в процессе трения выделяются продукты трения в виде твердых частиц. Также редуктор может содержать консервационную смазку, фрикционные элементы пропитаны смазкой. Поэтому термоиндикаторная краска должна быть стойкой к воздействию продуктов трения и смазок, не изменять свои функциональные свойства.
Таким образом, применение дисков фрикционной муфты с термоиндикаторной краской позволяет сократить затраты на содержание и текущее обслуживание стрелочного привода, выявлять визуальным способом дефектные диски. Это позволяет уменьшить периодичность обслуживания стрелочного привода и обеспечить стабильную работу устройств с данными фрикционными дисками и, как следствие, сократить задержки в железнодорожном сообщении.
Заводскими испытаниями образцов дисков в режиме фрикционного трения скольжения подтверждена актуальность предложенного решения.
Испытания проведены на стенде для испытаний стрелочных электроприводов типа СП-6М с электродвигателем ДПС-0,25 и с фрикционной муфтой, оснащенной двумя парами фрикционных дисков с термохимической краской марки 10 по ТУ 133-67 на их торцах. При этом фрикционная муфта посредством регулировки была настроена на потребляемый электродвигателем ток силой 3,0 А. В результате испытаний установлена неизменность потребляемого электродвигателем тока 3,0 А при условии неизменности сиреневого цвета термохимической краски марки 10 по ТУ 133-67.