РЕЛЬСОВАЯ СМАЗКА
RAIL LUBRICANT

Изобретение относится к области технологий лубрикации, используемых для системы «колесо-рельс» железнодорожного транспорта, с целью снижения износа головки рельса и гребней бандажей колесных пар.
Известна рельсовая смазка, включающая в себя наличие смазочного материала (патент RU №2119940, МПК С10М 169/04, опубл. 10.10.1998) для тяжелонагруженных пар трения, предназначенная, в частности, к применению в качестве рельсовой смазки, состоящая из твердого наполнителя 5-95 мас.% и смазочной основы 5-95 мас.%, содержащая в качестве наполнителя обработанную в энергонапряженной мельнице смесь, мас.%: синтетическое моющее средство 3-10; металлосодержащее соединение и/или порошок металла из группы: медь, алюминий, цинк, свинец, молибден или их смеси 2-5; скрытокристаллический графит или тальк 45-75; чешуйчатый графит или тальк 10-50; при этом рельсовая смазка содержит, мас.%: твердый наполнитель 10-20, битум 5-15, атактический полипропилен или смола канифольная 5-10; бензин - до 100.
Применение данной рельсовой смазки при нанесении в кривых участках пути не позволяет достичь приемлемых показателей по снижению износа взаимодействующих поверхностей, а наличие бензина в рассматриваемой смазочной композиции предопределяет ее высокую пожароопасность.
Известна рельсовая смазка (патент RU №2271382, МПК С10М 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.
Данная рельсовая смазка по сравнению с технологией, использующей известную смазку на маслонесодержащей (бензиновой) основе, значительно более эффективна и хорошо себя зарекомендовала, в частности, при использовании на железнодорожном транспорте для снижения износа рельсовых путей и гребней колес подвижного состава. Тем не менее, при промышленном применении она не обеспечивает необходимых показателей износостойкости взаимодействующих поверхностей пары трения «колесо-рельс».
6
4
10
8
3
4
3
7
4
10
8
Известна рельсовая смазка, включающая в себя наличие смазочного материала (патент RU №2415176, МПК С10М 103/06, опубл. 27.03.2011), содержащего порошковую композицию серпентин Mg[SiO](OH) с вкрапленным магнетитом FeO при соотношении, мас.%: серпентин 65-75, вкрапленный магнетит 20-30, примеси не более 5. Также порошковая композиция содержит серпентин с вкрапленным магнетитом, магнезит MgCO и магнезиально-железистый силикат (MgFe)[SiO](OH) при соотношении, мас.%: серпентин 65-75, магнетит 10-25, магнезит 5-15, магнезиально-железистый силикат 2-7. Серпентин содержится преимущественно в фазе лизардита IT, размер вкраплений магнетита - не более 50-300 нм. Смазочная композиция содержит 0,5-80 мас.% порошковых композиций в связующем. Технология лубрикации включает размещение между трущимися поверхностями порошковых композиций в связующем при нанесении смазки в кривых участках пути.
Неопределенность состава связующего, являющегося базовой основой смазки, сложность изготовления порошковой композиции делает данную технологию лубрикации малоэффективной.
Известна также рельсовая смазка, включающая в себя наличие смазочного материала (патент RU №2333119, МПК В61К 3/00, С10М 169/00, С10М 101/02, С10М 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.
Данная рельсовая смазка 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, общими недостатками известных рельсовых смазок является отсутствие в составах смазок приработочных присадок, которые снижают шероховатость поверхностей сопряжения пары трения «колесо-рельс».
Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение износа пары трения «колесо-рельс».
Снижение износа достигается путем:
- применения смазки, включающей в свой состав минеральное масло, или смесь минеральных масел, мазут, канифоль, и приработочную мелкодисперсную присадку асбест хризотиловый, дисперсностью - массовая на сетке №0063,%, не более 0,5 при следующем содержании компонентов, мас.%:
Мазут
5-50
Канифоль
5-40
Асбест хризотиловый
0,01 -0,02
Минеральное масло или
смесь минеральных масел
до 100
Сравнительную оценку работоспособности известной и предлагаемой рельсовых смазок осуществляли двумя методами:
- определение эффективности работоспособности смазок с приработочной присадкой асбест хризотиловый и без нее на машине трения ЧМТ-1 по ГОСТ 9490-75 (замер диаметра пятна износа в узле трения, составленного из четырех подшипниковых шариков ⌀ 12,7 мм, закрепленных в обойме под вертикальной нагрузкой);
- определение долговечности смазок с присадкой асбест хризотиловый и без присадки проведено в июле 2012 года на участке ст. Карымская - ст. Забайкальск Забайкальской железной дороги. Протяженность участка дороги Карымская - Забайкальск - 365 км. Смазки наносили на боковую грань рельса в кривых участках пути на высоту 12 мм от поверхности катания с расходом 250 мл/км. Смазывали кривые участки пути радиусом до 2000 м вагоном-рельсосмазывателем один раз в сутки. Средний вес состава 5390 т.
Данные по исследованию смазывающих свойств смазочных композитов на ЧМТ-1 и результаты долговечности, измеренные количеством пропущенных осей до коэффициента трения 0,2, представлены в таблицах 1, 2, 3 и 4.
Таблица 1
Состав и характеристики образцов смазки
Наименование компонентов
Период использования
Лето
Весна - осень
Зима
Содержание компонентов в образцах смазки, мас.%
Мазут
40
50
20
10
30
5
Канифоль
40
30
15
15
10
5
Асбест хризотиловый
0,02
0,02
0,02
0,02
0,02
0,01
Масло минеральное
ТСП-15К
19,98
19,98
64,98
74,98
59,98
29,99
Масло минеральное ГК
-
-
-
-
-
60
Характеристика образцов смазки
Диаметр пятна износа, мм
0,42
0,41
0,39
0,4
0,4
0,38
Таблица 2
Состав и характеристики образцов известной смазки (прототип)
Наименование
Период использования
компонентов
Лето
Весна - осень
Зима
Содержание компонентов в образцах смазки, мас.%
Мазут
40
50
20
10
30
5
Канифоль
40
30
15
15
10
10
Масло минеральное
ТСП-15К
20
20
65
75
60
25
Масло минеральное ГК
-
-
-
-
-
60
Характеристика образцов смазки
Диаметр пятна износа, мм
0,48
0,46
0,44
0,45
0,46
0,43
Таблица 3
Состав и характеристика образцов смазки, проверенных на участке ст. Карымская - ст. Забайкальск Забайкальской железной дороги
Период использования
Наименование компонентов
с 01 по 15 июля
с 02 по 15 сентября
с 05 по 15 января
Содержание компонентов в образцах смазки, мас.%
Мазут
40
20
5
Канифоль
40
15
5
Асбест хризотиловый
0,02
0,02
0,01
Масло минеральное
ТСП-15К
19,98
64,98
29,99
Масло минеральное ГК
-
-
60
Характеристика образцов смазки
Среднее количество пропущенных осей до коэффициента трения 0,2
5012
4866
4796
Таблица 4
Состав и характеристика образцов известной смазки (прототип), проверенных на участке ст. Карымская ст. Забайкальск Забайкальской железной дороги
Период использования
Наименование компонентов
с 01 по 15 июля
с 02 по 15 сентября
с 05 по 15 января
Содержание компонентов в образцах смазки, мас.%
Мазут
40
20
5
Канифоль
40
15
10
Масло минеральное
ТСП-15К
20
62
25
Масло минеральное ГК
-
-
60
Характеристика образцов смазки
Среднее количество пропущенных осей до коэффициента трения 0,2
4076
4018
3978
Из представленных табличных данных следует, что предлагаемая рельсовая смазка для пары трения «колесо-рельс» значительно превосходит по характеристикам известные смазочные материалы. Так смазывающие свойства смазочных композиций, анализируемые на ЧМТ-1 по диаметру пятна износа, у предлагаемой смазки при всех вариациях содержаний компонентов зафиксированы в пределах 0,38-0,42 мм, в то время как у известной смазки данный показатель составляет 0,43-0,48 мм.
Долговечность смазочного слоя, определяемая количеством пропущенных осей на участке ст. Карымская - ст. Забайкальск Забайкальской железной дороги, у предлагаемой рельсовой смазки составила летом 5012 осей, осенью 4866 осей, зимой 4796 осей против летом 4076 осей, осенью 4018 осей, зимой 3978 осей у известной рельсовой смазки.
Таким образом, предлагаемая рельсовая смазка по сравнению с известной позволяет значительно увеличить долговечность смазочного слоя.
Технический результат снижения износа в паре «колесо-рельс» достигается за счет снижения шероховатостей деталей сопряжения, что позволяет сохранять работоспособным смазочный слой минимальной толщины, тем самым увеличивая ресурс смазочного материала.