СПОСОБ РЕЛЬСОСМАЗЫВАНИЯ
METHOD OF RAIL LUBRICATION

Настоящее изобретение относится к способам рельсосмазывания с контактным нанесением на поверхности трения смазочных материалов.
В настоящее время в промышленно-развитых странах большие затраты идут на устранение негативного влияния узлов трения на эффективность механических систем. Эта проблема актуальна во всех машиностроительных отраслях, в том числе и на железнодорожном транспорте.
Как известно, результатом трения гребней колес о боковую поверхность головки рельса является интенсивный износ колес и рельсов, потери до 10% тяговой энергии. В России на некоторых железных дорогах до 15% подвижного состава простаивает из-за необходимости периодической переточки колес по причине образования на них «тонкого» гребня. От надежности работы и долговечности вышеназванных узлов трения зависит безопасность и эффективность эксплуатации железнодорожного подвижного состава.
В настоящее время наибольших успехов в решении проблемы снижения износа рельсов и гребней колес железнодорожного подвижного состава добились специалисты США и России. Существуют различные пути решения этой проблемы, однако мы считаем, что наиболее перспективным является повышение износостойкости деталей открытых узлов трения железнодорожного подвижного состава путем применения специальных способов и систем модифицирования поверхностей трения для нанесения твердых полифазных смазочных материалов на поверхности трения, обеспечивающих гарантированное нанесение веществ на смазываемые поверхности непосредственно в ходе работы [1, 2].
Известен способ рельсосмазывания, использующий дистанционное нанесение на рельс жидкого или консистентного смазочного материала, который выбран в качестве ближайшего аналога. Этот способ реализован на установке рельсосмазывающей РС-2 ВНИИЖТ, описанной в руководстве по эксплуатации 9909А.00.000 РЭ [3].
Установка рельсосмазывающая PC-2 использует дистанционный бесконтактный способ подачи жидкого или консистентного смазочного материала на открытый узел трения - рельс. При бесконтактном способе подачи смазочного материала в зону контакта «колесо-рельс» суммирующая скорость ветровой нагрузки и скорости движения подвижного состава приводит к явлению выброса смазочного материала из зоны трения и в ряде случаев исключает попадание смазочного материла на поверхность трения. Вследствие этого возникает ограничение по скорости движения установки PC-2, осуществляющей рельсосмазывание.
Все смазочные материалы, которые подаются дистанционно, не предназначены для работы в открытых узлах трения, т.к. для подачи они должны иметь характеристики жидкого смазочного материала или, в крайнем случае, консистентного, а жидкий смазочный материал не эффективен в открытых узлах трения. Жидкий смазочный материал эффективно работает в тех условиях, где созданы условия образования масляного клина, т.е. в закрытых узлах трения в режимах граничного и жидкостного трения (в зубчатых передачах, подшипниках скольжения и т.д.). Возникновение таких режимов трения в открытом узле трения «колесо-рельс» весьма затруднено при эксплуатации.
Жидкие смазочные материалы-покрытия, для эффективности, после нанесения на поверхность трения, требуют времени на образование рабочего состояния, то есть они должны высохнуть. Таким образом, в динамике рабочее состояние жидкого смазочного материала-покрытия не успевает полноценно сформироваться, к тому же центробежные силы разносят часть смазочного материала.
Для узла трения «колесо-рельс» необходимые смазочные материалы подобны тем, что применяются в кузнечно-прессовом производстве при штамповке. Такие смазочные материалы представляют собой твердые сухие покрытия, обладающие высокой несущей способностью и выдерживающие контактные нагрузки до 2-3 ГПа. Жидкие и консистентные смазочные материалы не выдерживают подобных нагрузок и выдавливаются из контакта.
Изобретением решается задача: подача смазочных материалов, представляющих собой твердые сухие покрытия, обладающих высокой несущей способностью и выдерживающих контактные нагрузки до 2-3 ГПа, контактно-ротапринтным способом через гребень колеса на боковую поверхность головки рельса.
Это достигается тем, что в отличие от способа рельсосмазывания, основанного на дистанционном нанесении на рельс жидкого или консистентного смазочного материала, согласно изобретению способ рельсосмазывания основан на контактном нанесении на боковую поверхность головки рельса твердого смазочного материала посредством гребня колеса, движущегося по рельсу.
Для реализации контактно-ротапринтного способа нанесения смазочного материала используются твердые сухие покрытия в виде смазочных стержней со следующей рецептурой: графит, обработанный электростатическим полем - 1-50%, битум - 1-50%, канифоль - 1-50%, сульфат аммония - 0,5 - 25%, аэросил - 0,5 - 25%, полимер, обработанный электростатическим полем - 0,5 - 50%.
Заявленное изобретение поясняется графически. Способ рельсосмазывания осуществляют путем нанесения контактно-ротапринтным способом твердого смазочного материала в виде смазочных стержней 1 на гребень колеса 2 и последующего переноса твердого смазочного материала при контактировании непосредственно на боковую поверхность головки рельсов 3 всего обслуживаемого участка пути, обеспечивая тем самым наличие смазочного слоя в контакте всех набегающих на рельс колес проходящего подвижного состава.
Литература
1. Reiff Richard P., Clayton Paul. Wheel/rail lubrication update. Press-releaze of Association of American Railroad (AAR), 1998.
2. Оптимизация технологических режимов нанесения смазочных материалов на головку рельса с использованием АРС. Технические и технологические решения при нанесении смазочных материалов на головку рельса при низких температурах. Отчет ВНИИЖТ, рег. №01910014653, авторы Гочуа Б.В., Колесов Ю.В., Козлов В.В., Васильев А.С., 1991, 103 с.
3. Установка рельсосмазывающая РС-2 ВНИИЖТ / Руководство по эксплуатации, 9909А.00.000 РЭ, 2001.