СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ИЗНОСА РЕЛЬСОВЫХ ПУТЕЙ И ГРЕБНЕЙ КОЛЕС ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
METHOD FOR DECREASING OF TRACK AND ROLLING STOCK WHEEL FLANGES

Изобретение относится к области технологий лубрикации системы «колесо-рельс» и может быть использовано для снижения интенсивности износа рельсовых путей и гребней колес подвижного состава железнодорожного транспорта.
Известна технология лубрикации пары трения «колесо-рельс» с использованием рельсовой смазки (патент RU №2271382, МПК C10M 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 передвижными рельсосмазывателями на боковую грань наружного рельса.
При промышленном применении данная технология не обеспечивает необходимых показателей износостойкости деталей пары трения «колесо-рельс», в связи с быстрым истощением смазочного слоя.
Известна технология лубрикации рельсовых путей и гребней колес железнодорожного транспорта с использованием смазки для тяжелонагруженных узлов трения (патент RU №2338777, МПК C10M 169/04, C10M 117/02, C10N 30/06, опубл. 01.2006). Смазка содержит литиевое мыло стеариновой кислоты, металлоплакирующую присадку «Валена» и нефтяное масло (веретенное АУ). При ее реализации содержание компонентов варьирует в следующих граничных значениях, мас.%:
литиевое мыло стеариновой кислоты
4-10
металлоплакирующая присадка «Валена»
2-4
нефтяное масло
остальное
Смазка наносится в кривых участках пути на боковую грань наружного рельса следующими средствами нанесения: передвижными рельсосмазывателями, стационарными путевыми лубрикаторами, бортовыми гребнесмазывателями.
При применении данной технологии лубрикации не получен положительный результат по снижению интенсивности износа деталей пары трения «колесо-рельс». Происходит быстрое истощение смазочного слоя в кривых участках пути, особенно при положительных температурах.
Известен также способ снижения износа рельсовых путей и гребней колес локомотивов (патент RU №2333119, МПК B61K 3/00, C10M 169/00, C10M 101/02, C10M 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 передвижными рельсосмазывателями на боковую грань наружного рельса.
Данная технология лубрикации 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, общим недостатком известных технологий лубрикации является быстрое истощение смазочного слоя на боковой грани рельса в связи с нанесением смазки только в кривых участках пути.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение износа деталей пары трения «колесо-рельс».
Данный технический результат достигается путем нанесения смазки на боковую грань рельса в кривые всех радиусов и дополнительно, согласно изобретению, в прямые участки пути передвижными рельсосмазывателями за один проход.
Нанесение смазки в кривые участки пути осуществляется с расходом 150-300 мл/км. Высота нанесения смазки от поверхности катания 9-12 мм.
Нанесение смазки в прямые участки пути осуществляется с расходом 80-120 мл/км. Высота нанесения смазки от поверхности катания 7-9 мм.
В результате полупромышленных испытаний рельсовых смазок на полигоне ОАО «РЖД» в г. Щербинка в марте 2009 года и промышленных испытаний на полигоне Забайкальской железной дороги в августе - декабре 2012 года было установлено, что после нанесения смазочного материала коэффициент трения на боковой грани рельса находился в пределах значений 0,1-0,13. После прохождения нескольких составов коэффициент трения растет. При достижении значения коэффициента трения 0,2 наблюдается появление мелкой стружки. Отсюда следует, чтобы избежать обвального износа, необходимо работать с коэффициентом трения на боковой грани рельса в диапазоне значений 0,19-0,2.
В процессе испытаний также установлено, что перед нанесением высоковязкого смазочного материала (летнего, демисезонного и зимнего) передвижными рельсосмазывателями на базе вагонов и электровозов, через отверстие форсунки диаметром 0,7-1,2 мм, необходим предварительный нагрев смазки до следующих температур на выходе из форсунки:
- летняя смазка - до 40-45°C, при температуре наружного воздуха от 40°C до минус 5°C;
- демисезонная смазка - до 30-35°C, при температуре наружного воздуха от минус 5°C до минус 20°C;
- зимняя смазка - до 20-25°C, при температуре наружного воздуха от минус 20°C до минус 45°C.
В этом случае, вязкость смазочного материала и рабочее давление в схеме нанесения соответствует следующим значениям:
2
- для летней смазки вязкость равна 0,4-0,8 Па·с, рабочее давление 6-10 кг·с/см;
2
- для демисезонной смазки вязкость равна 0,2-0,5 Па·с, рабочее давление 3-6 кг·с/см;
2
- для зимней смазки вязкость равна 0,05-0,2 Па·с, рабочее давление 1-3 кг·с/см.
Данные значения параметров схемы нанесения позволяют вести технологический процесс лубрикации в рабочем режиме, необходимом для используемой аппаратуры и трубопроводов.
Предлагаемый способ лубрикации позволяет за один проход рельсосмазывателя осуществить насыщение смазкой всего пути без выноса ее на поверхность катания, исключая перенос смазки с кривых участков пути в прямые, тем самым увеличивая долговечность смазочного слоя в кривых.
Данный способ лубрикации был проверен в августе - декабре 2012 года на полигоне ст. Яблоновая - ст. Чита Забайкальской железной дороги. Результаты испытаний приведены в таблице.
Таблица
Результаты долговечности смазочных композиций, при сравнении технологий на полигоне Яблоновая - Чита Забайкальской железной дороги (протяженность 80 км, количество кривых - 45%, прямых - 55%)
Параметры для сравнения
Предлагаемая технология Известная технология
Состав смазки
Мазут 40
Мазут 40
Канифоль 30
Канифоль 30
Минеральное масло ТСП-15К 30
Минеральное масло ТСП-15К 30
Технология нанесение смазки в кривые участки пути
Высота нанесения в кривых
-
12 мм
Расход в кривых
-
300 мл/км
Количество пропущенных осей, до коэффициента трения 0,2
-
8132
Технология нанесение смазки в кривые и прямые участки пути (1 вариант)
Высота нанесения в кривых
12 мм
-
Высота нанесения в прямых
7 мм
-
Расход в кривых
150 мл/км
-
Расход в прямых
120 мл/км
Количество пропущенных осей, до коэффициента трения 0,2
19892
-
Технология нанесение смазки в кривые и прямые участки пути (2 вариант)
Высота нанесения в кривых
12 мм
-
Высота нанесения в прямых
7 мм
-
Расход в кривых
300 мл/км
-
Расход в прямых
80 мл/км
Количество пропущенных осей, до коэффициента трения 0,2
29832
-
Из представленных табличных данных видно, что смазочный материал, при предлагаемом способе лубрикации, выдержал в первом варианте проход 19892 осей и 29832 осей во втором варианте до коэффициента трения 0,2, против 8132 осей при применении известной технологии.
Таким образом, предлагаемый способ лубрикации, по сравнению с известным, позволяет более чем в 2,4-3,7 раза увеличить долговечность смазочного слоя, что приводит к снижению износа рельсовых путей и гребней колес подвижного состава железнодорожного транспорта.
Количество смазки в заявленном диапазоне расхода на один километр пути, наносимой в кривые и прямые участки, зависит от вязкости смазочного материала, грузонапряженности дороги, количества кривых участков пути и подбирается опытным путем, исключая вынос смазки на поверхность катания.