СТЕРЖЕНЬ ГРЕБНЕСМАЗЫВАТЕЛЯ БЛОЧНОГО ТИПА
BLOCK TYPE WHEEL FLANGE LUBRICATOR ROD

Изобретение относится к стержням гребнесмазывателя локомотивов, твердым антифрикционным элементам, понижающим трение в контакте гребня колеса с рельсом и может быть использовано для снижения износа и повышения ресурса рельсов и бандажей колесных пар железнодорожного и другого рельсового подвижного состава, а также снижения энергопотребления на тягу поездов путем лубрикации боковой грани головки рельса и гребней колес техническими средствами гребне- и рельсосмазывания.
Из уровня техники известен смазочный стержень (патент РФ 2197677, 27.01.2003) состоящий из оболочки, заполненной смазочным материалом и выполненной из материала, способного изнашиваться при трении по несмазанной поверхности и минимально изнашиваться при трении по смазанной поверхности. При этом материалом может полиэтилен, капрон, поливинилхлорид, политетрофторэтилен или целлюлоза.
Из уровня техники известен смазочный стержень, (патент РФ 2388635, 10.05.2011) состоящий из оболочки, заполненной смазочным материалом, в котором оболочка выполнена из слоистого материала, например, древесного пластика, или графита, или пропитанной жидким стеклом бумаги или ткани, или полиэтилена, подвергнутого искусственной деструкции, при чем смазочный материал, состоящий из смазочной композиции с присадками дополнительно содержит пеностекло.
Недостатком данного смазочного стержня является несоответствие техническим требованиям ОАО «Российские железные дороги» к смазочным материалам для лубрикации зоны контакта колес и рельсов в части легкого нанесения при отрицательных температурах атмосферного воздуха до минус 45°С.
Из уровня техники известен твердый антифрикционный элемент для смазывания гребней колесных пар локомотивов (ТАЭЛ) (патент РФ 2669802 С1, 16.10.2018), принятый в качестве ближайшего аналога, состоящий из термопластичного полимера, дисульфида молибдена, графита, этиленвинилацетата и сульфат бария, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
В условиях, когда на локомотиве нет возможности установить устройство гребнесмазывания (ГС) на каждом колесе, недостатком ТАЭЛ является отсутствие возможности переноса твердого антифрикционного материала на гребни необорудованных ГС колес. Переносу препятствует малый объем, наносимого на гребень твердого антифрикционного материала и его твердое физическое состояние.
Техническим результатом изобретения является обеспечение нанесения смазочного материала на гребни колес локомотивов, не оборудованных ГС, за счет переноса смазочного материала с гребней колес, оборудованных ГС, на гребни колес не оборудованных ГС, что позволит обеспечить снижение износа гребней колес и повышение ресурса бандажей всех колесных пар локомотива при установке ГС только на первые по ходу движения локомотива колесные пары.
Указанный технический результат достигается тем, что стержень гребнесмазывателя, состоящий из термопластичного полимера, дисульфида молибдена, графита, этиленвинилацетат и сульфат бария согласно изобретению, отличается тем, что вышеуказанный стержень гребнесмазывателя, выполнен в виде формованных составных блоков произвольного сечения, имеющих несквозные полости, заполненные пластичным смазочным материалом при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Отличие заявляемого стержня гребнесмазывателя от прототипа заключается в том, что он выполняется в виде формованных составных блоков, имеющих не сквозные полости, заполненные пластичным смазочным материалом, что обеспечивает при истирании стержня гребнесмазывателя нанесение пластичного смазочного материала на гребень колеса на котором установлено ГС и переносе пластичного смазочного материала, а также частиц твердого антифрикционного элемента на гребни колес, следующих по ходу движения локомотива за колесом, оборудованным ГС. При этом составной характер блоков стержня гребнесмазывателя обеспечивает возможность дозаправки стержней гребнесмазывателя по мере их износа, а несквозной характер полостей стержня гребнесмазывателя обеспечивает сохранение пластичного смазочного материала внутри блока стержня гребнесмазывателя в условиях, когда стержень гребнесмазывателя находится под углом по отношению к горизонту относительно гребня колеса.
Стержень гребнесмазывателя получают следующим образом.
Гранулами термопластичного полиэтилена, например полиэтилена 271-70 по ГОСТ 16338-85 наполняют расходную емкость, затем в нее добавляют при плавном перемешивании порошки графита, например С-1 по ТУ 13-08-48-63-90, дисульфидамолибдена, например ДМИ-7 по ТУ 48-19-133-90, гранулы этиленвинилацетата, например ЭВА Evathene UE612-04 и порошок бария сернокислого по ГОСТ 11380-74. Полученную композицию после 30 мин перемешивания до получения однородной массы засыпают в бункер литьевой машины и методом литья под давлением выдавливают в специальные формы. Формы выполнены таким образом, что позволяют получать стержни гребнесмазывателей в виде составных блоков прямоугольного сечения, имеющие несквозные полости для заполнения пластичным смазочным материалом. Несквозные полости готовых составных блоков стержней гребнесмазывателя заполняются методом шприцевания пластичным смазочным материалом, например, смазкой для контакта «колесо - рельс» марки ТУ 32 ЦТ 2186-93.
Заявленное изобретение поясняется графически
На фигуре 1 представлено устройство составных блоков стержней гребнесмазывателя прямоугольного сечения, имеющие несквозные полости, заполненные пластичным смазочным материалом.
Процесс нанесения пластичного смазочного материала на гребень колеса с последующим переносом посредством контакта смазанного гребня колеса с боковой поверхностью головки рельса по ходу движения локомотива у стержней гребнесмазывателя блочного типа происходит по мере истирания стержня гребнесмазывателя, открытия полости, заполненной пластичным смазочным материалом и началом его контактирования с гребнем колеса.
Для оценки эффективности заявляемого решения проводились испытания по следующей методике. На лабораторной установке для испытания материалов на износ СМТ-1М моделировались условия нанесения стержня гребнесмазывателя на гребень колеса при температуре +25°С и процесс переноса смазочного материала на рельс.
Схема испытаний ролик-ролик предусматривала наличие держателя для стержня, который имитировал гребнесмазыватель и двух роликов, имитирующих гребень колеса и рельс, выполненных из углеродистой стали 65Г ГОСТ 1050-81 диаметром d=50 мм; рабочей шириной контакта 35 мм.
Комплекс измерительной аппаратуры позволял регистрировать: температуру окружающей среды, момент трения в контакте, скорость вращения роликов, число циклов испытаний.
Методика испытаний предусматривала кратковременное (20-30 сек) прижатие стержня гребнесмазывателя с различными вариантами по объему наполнения пластичным смазочным материалом с усилием 5 Н к верхнему ролику, имитирующему гребень колеса при постоянной скорости вращения роликов 600 об/мин. После чего верхний ролик очищался от смазочного слоя и проводились испытания по схеме ролик-ролик при контактной нагрузке 500 Н в течение 3-5 мин, при постоянной скорости вращения роликов 600 об/мин. В ходе испытаний регистрировался момент трения, вычислялся коэффициент трения.
Результаты испытаний представлены в табл. 1. В результате испытаний установлено, что лучшие показатели трения получены для стержня гребнесмазывателя наполненного пластичным смазочным материалов в объеме 15% от массы всего стержня. Свыше 15% массы стержня эксперименты не проводились, так как это предельные значения при которых не нарушается конструкционная прочность стержня.
Минимальное значение массового объема пластичного смазочного материала, при котором показатели трения находились на приемлемом уровне составили 10% от массы стержня.
Значения, полученные для блочного стержня, наполненного пластичным смазочным материалом на порядок выше чем у прототипа.