СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВОМ ЛУБРИКАЦИИ РЕЛЬСОВ
METHOD OF CONTROLLING RAIL LUBRICATOR

Изобретение относится к вспомогательному железнодорожному оборудованию, а именно к способам управления устройствами лубрикации для нанесения смазки на рельсы.
Известен способ управления устройством для нанесения смазки на рельсы, заключающийся в том, что на подвижном составе устанавливают устройство для нанесения смазки на рельсы и осуществляют смазывание рельсов в криволинейном участке пути в зависимости от радиосигнала с радиомаяка и принимающего приемника радиопеленгатора, и оборудуют подвижной состав в начале и в конце по ходу его движения соответственно упомянутым радиомаяком, излучающим радиосигнал, и радиопеленгатором с электронным блоком управления, к которому подключают датчик скорости, фиксируют радиопеленгатором в зависимости от формы кривизны рельсовой колеи участка пути угловое отклонение радиосигнала влево или вправо от продольной оси рельсовой колеи, выдают через электронный блок управления команду на работу левого или правого устройства нанесения смазки на рельсы и измеряют на участке рельсовой колеи в каждое мгновение с помощью радиосигнала угол между векторами скорости начала и конца подвижного состава, вычисляют в электронном блоке управления радиус R кривизны рельсовой колеи и подают с помощью электронного блока управления команду на устройство для нанесения смазки на рельсы на смазывание рельс и дозировку смазки в зависимости от радиуса кривизны рельсовой колеи и скорости подвижного состава (RU, патент №2309075, МПК В61К 3/02, 2007 г.).
Недостатком известного способа управления является то, что в качестве задающего параметра, определяющего начало и окончание лубрикации, используются географические координаты мест входа и выхода подвижного состава в кривые участки пути и величина кривизны рельсовой колеи, но при этом отсутствует возможность постоянного контроля фрикционного состояния контактирующих между собой гребней колес и боковых поверхностей головок рельса при движении подвижного состава и, соответственно, контроля степени их износа, что не позволяет определить как необходимость самой лубрикации, так и оптимальное количество смазки для лубрикации рельсов.
Известен способ управления автоматическим лубрикатором, содержащий систему подачи смазочного материала, исполнительный механизм и средство подачи смазочного материала и систему управления подачей смазочного материала.
Способ управления системой подачи смазочного материала основан на использовании управляющего сигнала, получаемого от пьезоэлектрического датчика, установленного на скользящем контакте, прикрепленного к корпусу лубрикатора и контактирующего с боковой поверхностью головки рельса и регистрирующего возникающую при этом виброакустическую эмиссию. После анализа виброакустического сигнала, позволяющего определить наличие или отсутствие смазки на боковой поверхности головки рельса, подается сигнал исполнительному механизму на включение или отключение системы подачи смазки в зону трения (RU, патент №2082639, МПК В61К 3/02, 1993 г.).
Недостатком известного способа управления системой подачи смазочного материала является то, что по полученному виброакустическому сигналу от пьезоэлектрического датчика, установленного на контакте, скользящем по боковой поверхности головки рельса, можно только косвенно оценить наличие или отсутствие смазочного слоя на смазываемой лубрикатором боковой поверхности головки рельса, но невозможно количественно связать характеристики получаемого виброакустического сигнала и характеристики износа и, соответственно, определить оптимальное количество смазочного материала, необходимого для подачи в зону контакта гребня колеса и боковой поверхности головки рельса. Условия работы скользящего контакта, оборудованного пьезоэлектрическим датчиком, не идентичны реальным условиям фрикционного взаимодействия гребня колеса с боковой поверхностью головки рельса при движении подвижного состава (как по удельному давлению и фактической площади контакта, так и по реологическим свойствам промежуточного слоя загрязнений в зоне контакта). Помимо этого, также возможно механическое повреждение измерительной рабочей поверхности скользящего контакта при прохождении стыков рельсов. При таких условиях работы скользящего контакта, оборудованного пьезоэлектрическим датчиком, невозможно сформировать управляющие сигналы на включение или отключение системы подачи смазочного материала, соответствующие реальным условиям контактирования поверхностей гребня колеса и боковой поверхности головки рельса, и, соответственно, определить оптимальное количество подаваемого в зону контакта смазочного материала и невозможно надежно снизить механический износ гребней колес и боковых поверхностей головок рельсов.
Техническим результатом изобретения является снижение механического износа гребней колес и боковых поверхностей головок рельсов при движении подвижного состава в режимах тяги и торможения за счет совершенствования способа управления устройством лубрикации рельсов, который позволяет обеспечить возможность определения момента начала лубрикации на ранних стадиях развития повышенного износа контактирующих колес и рельсов при увеличении поперечных сил во взаимодействии колес и рельсов, и сопоставление данных о величинах коэффициента трения контактирующих поверхностей гребня колеса и боковой поверхности головки рельса с уровнями вибрации колесных пар при контактировании гребней колес и боковых поверхностей головок рельсов в процессе эксплуатации подвижного состава, и формирование управляющих сигналов, позволяющих вести автоматическую регулируемую оптимальную подачу смазочного материала в зоны контакта гребней колес и боковых поверхностей головок рельсов, что снижает расход смазочного материала и обеспечивает снижение износа колес и рельсов.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе управления устройством лубрикации рельсов, заключающемся в том, что подвижной состав оборудуют устройством лубрикации для нанесения смазочного материала в зону контакта гребня колеса подвижного состава и боковой поверхности головки рельса, блоком управления устройством лубрикации, группой датчиков вибрации, осуществляющих контроль уровней вибрации, создаваемой фрикционным взаимодействием каждого в отдельности гребня колеса подвижного состава с боковой поверхностью головки рельса, подключают их к блоку управления устройством лубрикации, сопоставляют измеренные предварительно при испытаниях и занесенные в память блока управления устройством лубрикации коэффициенты трения поверхностей гребня колеса и боковых поверхностей головок рельсов с полученными значениями уровней вибрации, определяющими степень их износа, подают сигналы с датчиков вибраций в блок управления устройством лубрикации, производят обработку информации, полученной от датчиков вибрации, создаваемой конкретным фрикционным контактом гребня колеса подвижного состава и боковой поверхности головки рельса, формирует массивы допустимых уровней вибрации для каждого конкретного фрикционного контакта гребня колеса подвижного состава и боковой поверхности головки рельса в зависимости от скорости подвижного состава, вероятных нестационарных режимов, заносят в память блока управления сформированные массивы допустимых значений уровней вибрации по каждому подконтрольному гребню колеса подвижного состава и принадлежность каждого из датчиков вибрации конкретному гребню колеса подвижного состава, осуществляют автоматическое регулирование количества смазочного материала, подаваемого в зоны контакта поверхности гребня каждого колеса и боковой поверхности головки рельса, в зависимости от измеренных уровней вибрации. Кроме этого заранее закладывают в память блока управления устройством лубрикации алгоритм по регулированию количества смазочного материала, подаваемого в зоны контакта гребня колеса подвижного состава с боковыми поверхностями головок рельсов.
На чертеже показана структурная схема управления устройством лубрикации рельсов.
Устройство, реализующее способ управления лубрикацией рельсов, содержит установленное на подвижном составе 1 устройство лубрикации 2 рельсов 3 для нанесения смазочного материала в зону 4 контакта гребня колеса 5 подвижного состава 1 и боковой поверхности головки рельса 3, блок управления 6 устройством лубрикации 2 и группу датчиков вибрации 7, осуществляющих контроль уровней вибрации, создаваемой фрикционным взаимодействием гребня колеса 4 подвижного состава 1 с боковой поверхностью головки рельса 3.
Способ управления устройством лубрикации рельсов реализуется следующим образом.
Подвижной состав оборудуют устройством лубрикации 2 для нанесения смазочного материала в зону контакта 4 гребня колеса 5 подвижного состава и боковой поверхности головки рельса 3, блоком управления 6 устройством лубрикации 2 и группой датчиков вибрации 7, осуществляющих контроль уровней вибрации, создаваемой фрикционным взаимодействием каждого в отдельности гребня колеса 5 подвижного состава 1 с боковой поверхностью головки рельса 3, подключают их к блоку управления 6 устройством 2 для нанесения смазочного материала в зону 4 контакта гребня колеса 5 подвижного состава и боковой поверхности головки рельса 3, сопоставляют коэффициенты трения поверхностей гребней колес 5 и боковой поверхности головок рельсов 3, измеренные предварительно при испытаниях и занесенные в память блока управления 6 устройством 2 с полученными значениями уровней вибрации, создаваемой фрикционным взаимодействием гребня колеса 5 подвижного состава 1 с боковой поверхностью головки рельса 3 и определяющей степень их износа.
Сигналы с датчиков вибрации 7 подают в блок управления 6 устройством лубрикации 2, где по специально разработанному алгоритму производят обработку информации, полученной от датчиков вибрации 7, создаваемой конкретным фрикционным контактом гребня колеса 5 подвижного состава 1 и боковой поверхности головки рельса 3.
Для каждого конкретного фрикционного контакта гребня колеса 5 подвижного состава 1 и боковой поверхности головки рельса 3 формируют массивы допустимых значений уровней вибрации в зависимости от скорости подвижного состава 1, вероятных нестационарных режимов (контактирование гребня колеса 5 подвижного состава 1 и боковой поверхности головки рельса 3, боксование, юз колесных пар) и множества других факторов. Массивы допустимых значений уровней вибрации при каждом контакте подконтрольного гребня колеса 5 подвижного состава 1 с боковой поверхностью головки рельса 3 получают путем проведения предварительных калибровочных измерений уровней вибрации, создаваемой фрикционным взаимодействием гребня колеса 5 подвижного состава 1 с боковой поверхностью головки рельса 3 и коэффициентов трения на контактирующих поверхностях гребня колеса 5 подвижного состава 1 и головки рельса 3. Сформированные массивы допустимых значений уровней вибрации по каждому подконтрольному гребню колеса 5 подвижного состава 1 заносят в память блока управления 6 устройством лубрикации 2.
В память блока управления 6 устройством лубрикации 2 заносят также принадлежность каждого из датчиков вибрации 7 конкретному гребню колеса 5 подвижного состава 1, что сделано для того, чтобы при обнаружении недопустимого уровня износа в контакте конкретного гребня колеса 5 подвижного состава 1 с боковой поверхностью головки рельса 3 блок управления 6 устройством лубрикации 2 мог выдать соответствующий сигнал на подачу смазочного материала устройству лубрикации 2 рельсов, осуществляют автоматическое регулирование количества смазочного материала, подаваемого в зоны каждого в отдельности контакта 4 поверхности гребня колеса 5 подвижного состава 1 с боковой поверхностью головки рельса 3 в зависимости от измеренных уровней вибрации. Заранее закладывают в память блока управления 6 устройством лубрикации 2 алгоритм по регулированию количества смазочного материала, подаваемого в зоны контакта гребня колеса 5 подвижного состава с боковыми поверхностями головок рельсов 3.
Таким образом, предлагаемый способ управления устройством лубрикации рельсов позволяет уменьшить механический износ гребней колес и боковых поверхностей головок рельсов при движении подвижного состава в режимах тяги и торможения за счет совершенствования способа управления устройством лубрикации рельсов, обеспечить возможность непрерывного автоматического регулирования количества смазочного материала, подаваемого в зоны контакта гребней колес подвижного состава и боковых поверхностей головок рельсов при возникновении условий повышенного износа контактирующих гребней колес и боковых поверхностей головок рельсов, и при увеличении поперечных сил во взаимодействии колес и рельсов по вибрациям колесных пар в процессе эксплуатации подвижного состава.
Положительный эффект изобретения проявляется в том, что предлагаемый способ управления устройством лубрикации рельсов позволяет обеспечить возможность определения момента начала лубрикации на ранних стадиях развития повышенного износа контактирующих колес и рельсов при увеличении поперечных сил во взаимодействии колес и рельсов и осуществить автоматическое регулирование оптимального количества подаваемого смазочного материала в зоны контакта, что приведет к снижению механического износа гребней колес и боковых поверхностей головок рельсов во всем диапазоне скоростей движения в режимах тяги и торможения и снижению расхода смазочного материала.
Согласно предлагаемому изобретению совокупность известных и вновь введенных признаков позволяет решить поставленную задачу, обеспечив при этом получение требуемого технического результата.