Устройство для рельсосмазывания

Полезная модель относится к области железнодорожного оборудования и может использоваться в устройствах для смазывания рельсов, преимущественно в вагонах-рельсосмазывателях.
Смазка рельсов (лубрикация) необходима для снижения бокового износа рельсов, преимущественно при прохождении кривых. Возникающая сила трения между внутренней поверхностью головки рельсов и гребнем колесных пар приводит к их преждевременному износу, что приводит к необходимости замены рельсов, а также и обточки колесных пар. Дополнительное трение приводит к увеличению сопротивления движению рельсового транспорта и, как следствие, к увеличению расхода энергоносителей и уменьшению полезной мощности локомотивов. Поэтому задача создания высокоэффективных устройств для рельсосмазывания является актуальной.
Известно, например, устройство для рельсосмазывания, смонтированное на железнодорожном подвижном составе (рельсовом транспортном средстве), содержащее рельсосмазывающее оборудование и снабженное установленными в начале и конце подвижного состава радиомаяком и радиопеленгатором, соединенными с электронным блоком управления, к которому подключен датчик скорости (RU 2309075 С1, 2007). Для осуществления смазки рельсов вырабатывается команда для начала смазки и выбора дозировки в зависимости от радиуса кривизны рельсовой колеи и скорости подвижного состава. Однако конструкция этого устройства не обеспечивает необходимых точностных характеристик процесса смазки, устройство малоэффективно в эксплуатации.
Известно, например, устройство для рельсосмазывания, содержащее размещенные на рельсовом транспортном средстве гидравлически связанное трубопроводами рельсосмазывающее оборудование и управляющий комплекс, включающий блок приема сигналов со спутниковой навигационной системы, соединенный с первым входом блока обработки информации, выход которого соединен с блоком управления подачей смазки (RU 2434773 С1, 2011). Спутниковая навигационная система позволяет более точно определить координаты рельсового транспортного средства на железнодорожном пути. Однако это устройство для рельсосмазывания также недостаточно эффективно в эксплуатации. Оно не обеспечивает точное позиционирование начала и конца смазки с учетом задержки ее подачи, поэтому расход смазки при этом не оптимизирован. Кроме того, затруднена смазка начального участка кривой, где происходит, наибольший боковой износ рельсов.
Из известных устройств наиболее близким к предложенному является устройство для рельсосмазывания, содержащее размещенные на рельсовом транспортном средстве управляющий модуль и связанный с ним гидравлический модуль, включающий гидравлически связанные трубопроводами заправочные баки, снабженный электродвигателем основной насос, соединенные с воздушным компрессором рабочие баки, фильтры, узел перемешивания смазки, механизм подачи смазки на рельсы с гидравлическими клапанами и снабженные форсункой гибкие рукава (RU 127351 U1, 2013). Блок управления включает блок приема навигационных сигналов, соединенный с первым входом блока обработки информации, выход которого соединен с блоком управления подачей смазки, связанные между собой датчик пути и скорости и блок гироскопа, соединенные соответственно со вторым и третьим входами блока обработки информации, который выполнен с обеспечением сравнения управляющих сигналов начала и конца подачи смазки с базой паспортных данных пути, а также в него введен субблок паспортных данных пути. Устройство обеспечивает высокую точность позиционирования на рельсовом пути. Однако конструкция этого устройства не позволяет использовать обладающую высокой вязкостью консистентную смазку, которая обеспечила бы более надежное прилипание смазки к рельсам и соответственно более низкий коэффициент трения при увеличенной стойкости к истиранию. Это связано с отсутствием в устройстве узлов, обеспечивающих повышенное давление на смазку в рабочих баках и предотвращащих при их заполнении образование свищей и налипания смазки на их стенки, нагрев смазки (что особенно важно при низких температурах окружающей среды) и исключение застывания смазки в гибких рукавах и форсунках по окончании лубрикации. Отсутствует также возможность подачи смазки одновременно на обе рельсовые нити с заранее заданным ее расходом. Кроме недостаточно эффективного смазывания боковой поверхности рельсов, при этом расходуется значительное количество смазки. Поэтому это устройство также недостаточно эффективно в эксплуатации.
Техническая проблема, решаемая полезной моделью, заключается в создании устройства для рельсосмазывания, лишенного недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, состоит в повышении эксплуатационной эффективности устройства для рельсосмазывания за счет обеспечения возможности применения консистентных смазок, в том числе при низких температурах окружающей среды, а также подачи смазки одновременно на обе рельсовые нити с заранее заданным ее расходом.
Это достигается тем, что устройство для рельсосмазывания, содержащее размещенные на рельсовом транспортном средстве управляющий модуль и связанный с ним рельсосмазывающий модуль, включающий гидравлически связанные трубопроводами заправочные баки, снабженный электродвигателем основной насос, соединенные с воздушным компрессором рабочие баки, фильтры, узел перемешивания смазки, механизм подачи смазки на рельсы с гидравлическими клапанами и снабженными форсункой гибкие рукава, содержит снабженный электродвигателем дополнительный насос, рабочие баки выполнены в виде двух бесштоковых пневмоцилиндров, один из которых соединен с основным насосом, а другой - с дополнительным, на каждом из трубопроводов между соответствующими бесштоковым пневмоцилиндром и насосом и на корпусе каждой из форсунок размещен индукционный нагреватель, каждый из гибких рукавов размещен во вспомогательном рукаве большего диаметра, выполненным с обеспечением возможности прохождения между внешней поверхностью гибкого рукава и внутренней поверхностью вспомогательного рукава нагретого воздуха, при этом вспомогательные рукава связаны со снабженным вентилятором нагревателем, а между каждым из насосов и соответствующим гибким рукавом установлен соединенный с воздушным компрессором регулируемый клапан подачи сжатого воздуха с обеспечением возможности продувки гибких рукавов и форсунок. Каждый из индукционных нагревателей может быть выполнен в виде катушки индуктивности, размещенной на обечайке из магнитного материала.
Указанный технический результат обеспечивается в рамках реализации назначения всей совокупностью существенных признаков, представленной в формуле полезной модели, каждый признак которой необходим, а вместе они достаточны для решения указанной технической проблемы и для достижения указанного технического результата. Устройство для рельсосмазывания представляет собой одно устройство, конструктивные элементы которого, характеризуемые соответствующими существенными признаками, находятся в конструктивном единстве и функционально взаимосвязаны (находятся в конструктивно-функциональном единстве). Их совместное использование привело к созданию нового устройства с указанным техническим результатом. Все конструктивные элементы устройства объединены в единую конструкцию и при его изготовлении соединяются между собой сборочными операциями на предприятии-изготовителе.
На чертеже показана гидравлическая схема рельсосмазывающего модуля устройства для рельсосмазывания.
Оно содержит размещенные на рельсовом транспортном средстве, например, в виде вагона-рельсосмазывателя, управляющий модуль (на чертеже не показан) и связанный с ним рельсосмазывающий модуль. Рельсосмазывающий модуль включает связанные трубопроводами 1 заправочные баки 2 (на чертеже показан один заправочный бак 2), снабженный электродвигателем основной насос 3, снабженный электродвигателем дополнительный насос 4, соединенные с воздушным компрессором 5 рабочие баки 6, фильтры 7, узел перемешивания смазки (на чертеже не показан), механизм подачи смазки на рельсы, содержащий гидравлические клапаны 8 и снабженные форсункой 9 гибкие рукава 10. Рабочие баки 6 выполнены в виде бесштоковых пневмоцилиндров, один из которых соединен с основным насосом 3, а другой соединен с дополнительным насосом 4. На каждом из трубопроводов 1 между соответствующими бесштоковым цилиндром и насосом 3, 4 размещен индукционный нагреватель 11. На корпусе каждой из форсунок 9 также размещен индукционный нагреватель 12. Каждый из индукционных нагревателей 11, 12 может быть выполнен, например, в виде катушки индуктивности, размещенной на обечайке (оправке) из магнитного материала, например, магнитомягкой стали. Каждый из гибких рукавов 10 размещен во вспомогательном рукаве 13 большего по отношению к гибкому рукаву 10 диаметра. Вспомогательные рукава 13 выполнены с обеспечением возможности прохождения между внешней поверхностью гибкого рукава 10 и внутренней поверхностью вспомогательного рукава 13 нагретого воздуха от вентилятора 14 с нагревателем 15. Между каждым из насосов 3, 4 и соответствующим гибким рукавов 10 установлен соединенный с воздушным компрессором 5 регулируемый клапан 16 подачи сжатого воздуха с обеспечением возможности продувки гибких рукавов 10 и форсунок 9.
Необходимая информация для обеспечения рельсосмазывания загружается в управляющий модуль, который управляет работой рельсосмазывающего модуля. В том числе управляющий модуль регулирует подачу смазки пропорционально скорости движения рельсового транспортного средства, определяет точки начала и конца подачи смазки, определяет смазываемую рельсовую нить, регулирует температуру смазки, отключает ее подачу в аварийной ситуации. Заправочные баки 2 заполняют консистентной смазкой, например, марки КР-400. При необходимости, например, для обеспечения однородности смазки, включается узел перемешивания. Из заправочных баков 2 смазка загружается в выполненные в виде бесштоковых пневмоцилиндров рабочие баки 6. В них подается сжатый воздух от воздушного компрессора 5 под повышенным давлением, например, 0,4-0,5 МПа. Выполнение рабочих баков 6 в виде бесштоковых пневмоцилиндров является одним из условий для возможности использования смазки, обладающей высокой вязкостью, при этом исключается появление свищей в объеме смазки и ее налипание на стенки рабочих баков 6. Посредством электродвигателей насосов 3 и 4, включаемых и регулируемых соответствующими командами управляющего модуля, смазка через фильтры 7 и выполненные преимущественно управляемыми гидравлические клапаны 8 подается в гибкие рукава 10 с форсунками 9, сопло которых направлено на боковую поверхность рельсов. Использование двух насосов - основного 3 и дополнительного 4, обеспечивает возможность поддержания повышенного давления во всех узлах рельсосмазывающего модуля, а также возможность одновременной подачи смазки на обе рельсовые нити с заранее заданным расходом. При этом, имея в виду, что на расход смазки влияет вид пути (расход смазки на кривых выше, чем на прямых), наличие двух насосов 3, 4 позволяет подавать смазку на рельсовые нити с разным расходом, в зависимости от задания. Фильтры 7, выполненные, например, сетчатого типа, обеспечивают требуемую чистоту смазки. Индукционные нагреватели 11, 12 позволяют поддерживать необходимую температуру смазки в трубопроводах 1 после ее выхода из рабочих баков 6 и в форсунках 9. Поддержание необходимой температуры смазки в гибких рукавах 10 и в форсунках 9 обеспечивается также подачей нагретого воздуха во вспомогательные рукава 13 посредством снабженного вентилятором 14 нагревателя 15. Необходимость обеспечения высокого давления в рабочих баках 6 и необходимость подогрева смазки в рельсосмазывающем модуле обусловлены высокой вязкостью консистентных смазок, которая уменьшается для возможности продавливания смазки через фильтры 7 и вывода из форсунок 9. При этом нагрев смазки перед ее выходом из форсунок 9 особенно важен, учитывая малый диаметр (преимущественно 0,7-0,8 мм) сопла форсунок 9. Нагрев смазки в рельсосмазывающем модуле обеспечивает надежную работу устройства при низкой температуре окружающей среды. После процесса лубрикации продувают гибкие рукава 10 и форсунки 9 во избежание их засорения посредством воздушного компрессора 5 и регулируемого клапана 16 подачи сжатого воздуха. Таким образом, такая конструкция устройства для рельсосмазывания дает возможность применять консистентные смазки, обладающие повышенной вязкостью, например, КР-400 (соответствующую по вязкости вазелину), в отличие от устройства-прототипа, в котором могут использоваться только смазки с невысокой вязкостью, например, CP-КУМ (соответствует по вязкости касторовому маслу) и при этом обеспечить эффективную надежную работу устройства, особенно при низких температурах окружающей среды. Это позволяет уменьшить расход смазки, поскольку консистентная смазка при нанесении на боковую поверхность рельсов лучше удерживается на ней. При этом также снижается коэффициент трения между соответствующими поверхностями колес и рельсов и увеличивается стойкость к истиранию. Такая конструкция устройства для рельсосмазывания позволяет подавать смазку одновременно на обе рельсовые нити с заранее заданным расходом, что также позволяет уменьшить ее расход. Это обуславливает высокую эксплуатационную эффективность устройства для рельсосмазывания.
3
3
Пример осуществления. Образец устройства для рельсосмазывания изготовлен в соответствии с полезной моделью. В качестве смазки использована консистентная смазка марки КР-400 по ТУ 0254-213оп-01124323-2006 с показателем пенетрации 400-440 мм. Емкость заправочных баков 2 составляет 1,2 м.Емкость каждого рабочего бака 6 составляет 0,06 м.
3
3
В качестве рабочих баков 6 использованы бесштоковые пневмоцилиндры фирмы Festo DNG-320-1000-PPV-A. В качестве основного 3 и дополнительного 4 насосов применены шестеренные насосы типа НШ-10. Диаметр трубопроводов 1 и гибких рукавов 10 составляет 9-10 мм, диаметр вспомогательных рукавов 13 составляет 110 мм. Для обеспечения устройства сжатым воздухом применен компрессор FUBAC FC 230/24 СМ2 мощностью 2,0 кВт с давлением воздуха не менее 0,5 МПа. Индукционные нагреватели 11, 12 выполнены с катушками индуктивности, залитыми эпоксидным компаундом, а в качестве материала обечайки использована сталь Ст3. Температура смазки на выходе форсунок 9 составила 35-60°С при температуре окружающего воздуха от +40 до -50°С. Расход смазки задан в диапазоне 150-350 см на один километр пути в кривых участках и 50-100 см на 1 километр пути в прямых участках. Устройство смонтировано на вагоне-рельсосмазывателе АО «Фирма ТВЕМА». Испытания проведены на Забайкальской железной дороге и показали его высокую эксплуатационную эффективность.
Устройство для рельсосмазывания, выполненное в соответствии с полезной моделью, обладает более высокой эксплуатационной эффективностью по сравнению с аналогичными известными. Оно обладает расширенными технологическими возможностями, позволяя использовать консистентные смазки, в том числе при низких температурах окружающей среды. Устройство обеспечивает уменьшение расхода смазки. Его применение позволяет повысить срок службы рельсов и колесных пар рельсовых транспортных средств и снизить расходы энергоносителей (топлива или электричества) локомотивов.