СИСТЕМА ЛУБРИКАЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ РЕЛЬСОВ

Полезная модель относится к железнодорожному оборудованию, а именно - к системам для смазывания поверхностей рельсов на сложных участках пути.
Известна система смазки поверхностей трения [1], содержащая установленный в корпусе с возможностью совершения поступательного перемещения в сторону смазываемой поверхности трения аккумулирующий твердую смазку элемент, прижатый к ответной поверхности с возможностью нормированного износа и расходования твердой смазки, и средство для прижатия кромки указанного элемента к указанной смазываемой поверхности трения, при этом указанный аккумулирующий элемент выполнен в виде стаканообразного элемента, внутренняя полость которого заполнена смазочным веществом и открыта в сторону указанной смазываемой поверхности трения, при этом стенки указанного стаканообразного элемента выполнены из материала, способного изнашиваться при трении кромки указанного стаканообразного элемента о смазываемую поверхность с возможностью интенсивного износа торца стаканообразного элемента и одновременного высвобождения необходимого объема смазки и нанесения его на смазываемую поверхность при взаимодействии с несмазанной поверхностью и с возможностью минимального износа торца стаканообразного элемента при взаимодействии со смазанной поверхностью и ограничения объема смазки, поступающей на смазываемую поверхность, например, упомянутые стенки стаканообразного элемента могут быть выполнены из полиэтилена, или капрона, или поливинилхлорида, или политетрофторэтилена, или целлюлозы.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является известное устройство (система) для нанесения смазки и модификатора трения на рельсы [2], содержащее смонтированные на рельсовом транспортном средстве баки под смазку и под модификатор трения, полости которых соединены трубопроводами через запорные клапаны с исполнительными механизмами - форсунками для нанесения смазки на боковую грань головки наружного в кривой пути рельса и с форсунками для нанесения модификатора трения на поверхность катания головки внутреннего рельса, которые установлены перед колесами рельсового транспортного средства и закреплены на горизонтальной планке Г-образного кронштейна, жестко закрепленного на буксе колесной пары рельсового транспортного средства, блок управления подачей смазки и модификатора трения к форсункам, соединенный связями с запорными клапанами, при этом баки установлены по отношению к форсункам на высоте, обеспечивающей свободное истекание смазки и модификатора трения жидкой консистенции за счет перепада давления, возникающего между уровнями расположения форсунок и баков, причем баки оборудованы механизмами для перемешивания смазки и модификатора трения (исполнительный механизм). Система также содержит группы датчиков для определения состояния внешней среды, соединенные с блоком анализа и управления, и формирователь управляющих сигналов, подключенный к исполнительным механизмам.
Недостатками известных систем смазки является недостаточная эффективность при работе.
Технический результат, заключающийся в снижении силы трения при фрикционном взаимодействии пары гребень колеса-рельс, что обеспечивает увеличение срока службы гребней колес подвижного состава и обеспечивает повышение износостойкости рельсов, достигается в предлагаемой системе лубрикации железнодорожных рельсов, содержащей расположенные на транспортном средстве блок анализа и управления, датчики и устройства для нанесения смазки, информационные входы блока анализа и управления соединены с выходами датчиков, а выходы - со входами усилителя-формирователя, подключенного к управляющим входам устройств для нанесения смазки, тем, что по крайней мере, одно из устройств нанесения смазки расположено за последней ведущей колесной парой рельсового транспортного средства, при этом перед устройством нанесения смазки в направлении движения рельсового транспортного средства расположены датчик определения степени загрязнения и исполнительный механизм очистки от загрязнений поверхностей трения головок рельсов, управляющий вход которого подключен к одному из выходов усилителя-формирователя.
При этом блок анализа и управления содержит вычислитель, узел памяти, интерфейс и аналого-цифровой преобразователь, входы которого являются информационными входами блока, а выход подключен к информационному входу вычислителя, соединенному с узлом памяти, интерфейсом и входами усилителя-формирователя.
Для контроля за состоянием поверхностей трения датчик определения степени загрязнения поверхностей трения головок рельсов выполнен в виде упругого пластинчатого элемента с термодатчиком, причем упругий пластинчатый элемент установлен на рельсовом транспортном средстве с обеспечением скользящего контакта со смазываемой поверхностью рельса.
При этом в системе указанный датчик располагается в начале локомотива.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 приведен чертеж, поясняющий размещение блоков и элементов системы на рельсовом транспортном средстве - локомотиве;
- на фиг.2 приведена функциональная схема блока анализа и управления.
Предлагаемая система (фиг.1) содержит расположенные на транспортном средстве 1 блок 2 анализа и управления, устройства 3 для нанесения смазки на поверхности трения рельсов 4, датчик 5 определения степени загрязнения и усилитель-формирователь 6 управляющих сигналов. На транспортном средстве 1 показаны также последние ведущие колесные пары 7 и исполнительный механизм 8 очистки от загрязнений поверхностей трения головок рельсов 4. По крайней мере, одно из устройств 3 нанесения смазки расположено за последней ведущей колесной парой 7 рельсового транспортного средства 1, датчик 5 определения степени загрязнения расположен перед устройством 3 нанесения смазки в направлении движения рельсового транспортного средства 1.
Блок 2 анализа и управления (фиг.2) содержит вычислитель 9, узел 10 памяти, интерфейс и аналого-цифровой преобразователь 11 и интерфейс 12.
Входы преобразователя 11 являются информационными входами блока 2, а выход подключен к информационному входу вычислителя 9, соединенному с узлом памяти 10, интерфейсом 12 и входами усилителя-формирователя 6.
Информационные входы блока 2 анализа и управления (фиг.2) соединены с выходами датчиков 5 (которых может быть несколько). Выходы усилителя-формирователя 6 подключены к управляющим входам устройств 3 для нанесения смазки 3 и исполнительного механизма 8 очистки от загрязнений поверхностей трения головок рельсов 4.
В качестве датчиков 5, кроме датчика определения степени загрязнения в системе может применяться датчик скорости и датчик центростремительного ускорения рельсового транспортного средства на криволинейных участках железнодорожного пути, а также датчик уровня лубрикации рельсов (на фиг.1 не показаны).
Блок 1 анализа и управления предназначен для приема сигналов от датчиков 5, анализа и обработки этих сигналов по специальным программам и формирования управляющих сигналов для воздействия на устройства 3 смазки и исполнительный механизм 8 очистки.
Датчик уровня лубрикации рельсов расположен в конце локомотива 1 или в конце железнодорожного состава (на чертежах не показано).
Система работает следующим образом.
Система монтируется на железнодорожном транспортном средстве, например, локомотиве 1. При движении транспортного средства 1 по рельсовой колее учитываются скорость движения, центростремительное ускорение, параметры внешней среды - температура, влажность, а также степень загрязненности поверхностей трения головок рельсов 4 (наличие отложений на поверхностях рельсов в виде пыли, грязи, абразивных частиц, пленки воды, снега, льда, что влияет на коэффициент трения трущихся поверхностей колес транспортного средства и головок рельсов 4.
На криволинейных участках пути требуется снижать трение между трущимися поверхностями ведомых пар колес, для чего предназначены устройства 3 для нанесения смазки. Однако, смазку необходимо наносить после ведущих пар колес 7 на очищенную от загрязняющих отложений поверхность головок рельсов 4.
Датчик 5 загрязнения и исполнительный механизм 8 очистки располагаются на уровне и вблизи рабочих поверхностей (поверхностей трения) рельсов.
От датчиков 5 сигналы в аналоговом виде поступают на преобразователь 11, с выхода которого сигналы в цифровом виде поступают на информационный вход вычислителя 9. В узле памяти 10 записаны программы, в соответствии с которыми вычислитель 9 производит обработку данных по заданному алгоритму.
При этом осуществляется формирование управляющих сигналов, поступающих через усилитель-формирователь 6 на исполнительные механизмы - устройства 3 смазки, расположенные после ведущих пар колес 7 и механизм 8 очистки рельсов от загрязнений, расположенное в начале локомотива.
В зависимости от скорости движения транспортного средства 1, центростремительного ускорения на криволинейных участках рельсового пути, а также других параметров, значения которых поступают от датчиков 5, определяется необходимый расход смазки, поступаемой от устройств 3 на поверхности трения на соответствующих участках пути. При этом загрязненные участки рельсов предварительно очищаются с помощью исполнительного механизма 8. Одновременно производится контроль за загрязненностью головок рельсов 4 с помощью датчика 5 определения степени загрязненности. Могут быть различные варианты выполнения указанного датчика (в виде упругого пластинчатого элемента с термодатчиком, с использованием сканирующей оптики и др.).
Вместе с тем, вычислитель 9 осуществляет через интерфейс 12 обмен информацией с внешним устройством обработки данных (на чертеже не показано), которое может вводить коррективы на работу блока 9.
Датчики 5 системы и блок 2 выполнены на основе элементов аналоговой и цифровой вычислительной техники. Исполнительные устройства 3 и механизм 8 содержат соленоиды (на чертеже не показаны), с помощью которых осуществляется управление механизмами, например, дозирование смазочного материала, который может подаваться как непосредственно на поверхности головок рельсов 4, так и на поверхности трения колес 5, с помощью которых смазка переносится на рельсы.
Система прошла опытные испытания и показала высокую эффективность в работе по сравнению с наиболее близким аналогом.
Источники информации:
1. Патент РФ №2197677, М. Кл. В61К 3/02, опублик. 2003 г.
2. Патент РФ №2288125, М. Кл. В61К 3/02, опублик. 2006 г.