Твердая смазка для пары трения гребень колеса - рельс

Твердая смазка для пары трения гребень колеса - рельс

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: смазка содержит , мас,%: эпоксйдиановая смола 10-20; малеиновый ангидрид 3-6: дибутилфталат 2-4; пропиленгликоль-1,2 2,5-3,5; концентрат на основе дисульфида молибдена остальное . 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ЯИ екА (21) 4813799/04 (22) 13.04.90 (46} 30.07.92, Бюл. Q 28 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (72) В.В. Пере крестова, А.В. Йесте ров, Ю.И.Бараш, Л,С.Елисеев, В.А.Еситашвили, А.И.Гавриленков, Ю.М.Голованов, В.В.Бельдей и В.А.Азаренко (73) Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (56) Сб. Путь и строительство железных дорог. Экспресс-информация ВИНИТИ,:М 42, и %47, 1986.

Мелентьев Л.П. и др. Труды ВНИИЖТ, 1965, вып. 292, М.: Транспорт, с. 118 — 155;.

Смазочные материалы на железнодорожном транспорте, Справочник, M.: Транс- . порт, 1985, с. 130.

Изобретение относится к твердым смаз-. кам, предназначенным для защиты гребней колесных пар и рельсов от износа.

Известно, что наиболее эффективным способом защиты гребней колесных пар и рельсов от износа является использование смазочных материалов в контакте "колесорельс". Для этой цели предлагались различные типы смазочных материалов: жидкие масла, пластичные смазки, пасты и твердые смазки, которые рекомендовалось наносить в зону контакта "колесо-рельс" посредством лубрикаторов различных видов: локомотивных, путевых, а также размещенных на специальных транспортных единицах.

Однако использование известных путей решения задачи снижения износа гребней колесных пар и рельсов оказалось затрудни„„. Ж „„1752188 А3 (si)s С 10 М 169/04, 129/70//(С 10 М 129/70, 129:08, 129:24, 103:06, 145:18) С 10 N 30:06 (54)ТВЕРДАЯ СМАЗКА ДЛЯ ПАРЫ ТРЕНИЯ

ГРЕБЕНЬ КОЛЕСА — РЕЛЬС (57) Сущность изобретения: смазка содержит, мас,g: эпоксидиановая смола 10-20; малеиновый ангидрид 3-6; дибутилфталат

2-4; пропиленгликоль-1,2 2,5-3,5; концентрат на основе дисульфида молибдена остальное. 2 табл. тельным в условиях СССР. Уникальная протяженность пути, интенсивность движения, перепады температур от -60 до+60 С делают практически невозможным использование и эксплуатацию путевых лубрикаторов, наносящих жидкие или пластичные смазочные материалы на рельсы, Наиболее простым решением этой проблемы является использование твердых смазочных материалов, выполняемых в виде стержней, устанавливаемых на локомотивах и подающих смазку на гребень колеса.

Известны твердые смазочные материалы (смазочные стержни), предназначенные для использования в указанных локомотивных лубрикаторах.

Одним из таковых технических решений являются графитовые смазочные стерж1752188 ни, содержащие компоненты мас.%: графит марки Тà — 60; мочениноформальдегидная смола МФ-11-30; осевое масло "Л" -90; дибутиловый эфир трихлорметилфосфиновой кислоты 1,0. Смазочные стержни, выполненные из указанной смазки, обладают хорошими смаэывающими свойствами, снижают износ гребней в 1,5-3,0 раза.

Однако эти стержни не были внедрены на железнодорожном транспорте. При широких эксплуатационных йспытаниях были выявлены существенные недостатки, делающие их практически неприменимыми, а именно; не обеспечивалась их бесперебойная подача на гребень колеса (в зимний период стержень примерзает к направляющему цилиндру подающего устройства), а также по причине повышенной хрупкости смазывающие стержни разрушаются под воздействием вибрации при движении локомотивов.

Прототипом предлагаемого изобретения является твердая смазка — смазочные стержни МЭ вЂ” 22 rio ТУ 32 ЦТ . 558-83,— содержащие компоненты мас.%: молибденовый концентрат КМФ (ГОСТ 212-76) 85,0; эпоксидиановая смола ЭД вЂ” 5 (ГОСТ 10587—

76) 12,0; мэлеиновый ангидрид (ГОСТ 872877) 3,0.

Однако известная смазка оказалась практически неприемлемой на железнодорожном транспорте как по причине неудовлетворительных смазочных свойств смазочных стержней МЭ-22 (молибденовый концентрат. составляющий основу этих стержней, примерно на 50% состоит из песка, являющегося абразивным материалом), так и вследствие невозможности бесперебойной подачи смазочного материала на гребень колеса (примерзэние стержня к поверхности подающего устройства в зимний период, разрушение стержней от вибрации в результате повышенной хрупкости).

Целью изобретения является повышение противоиэносных свойств смазки и обеспечение ее бесперебойной подачи к паре трения.

Для достижения этой цели твердая смазка содержит следующие компоненты, мас.% эпоксидиановая смола 10-20; малеиновый ангидрид 3 — 6; дибутилфталат 2 — 4, пропиленгликоль 1,2 2,5-3,5 и концентрат на основе дисульфида молибдена остальное до 100, Рекомендуется использовать для и риготонления смэзок молибденовый концентрат марки KMcD (ГОСТ 212 76), эпоксидиановую смолу марки ЭД--5 (ГОСТ 10587-76), мэлеиновый ангидрид (ГОСТ 8728-77). дибутилфталат (ГОСТ 5894-78 или ГОСТ 11153 — 75) пропиленгликоль 1,2 (ТУ 6 — 01 — 929 — 79).

Предлагаемый твердый смазочный материал может быть приготовлен общеизвестным для специалистов в данной области техники способом. заключающимся в перемешивании до образования однородной массы ингредиентов; молибденовый концентрат, пропиленгликоль 1,2, дибутилфталат, смесь эпоксидиановой смолы с

10 малеиновым ангидридом, нагретая до 60 С

Полученная смесь может быть сформована путем прессования в стержень, например, диаметром 20 мм, длиной 200 мм или в брусок, например, квадратного сечения 20 мм х

20 мм х 200 мм. Завершающей операцией является нагрев стержня или бруска до температуры 140-150 С с последующей выдержкой в течение 24 ч с целью отверждения

20 эпоксидной смолы.

Пример. В соответствии с укаэанной технологией готовят в форме цилиндрических стержней основанием 20 мм и высотой

200 мм ряд образцов твердого смазочного

25 материала, содержащих различные количества указанных ингредиентов.

Рецептура твердых смазочных материалон приведена в табл. 1.

Приготовленные смазочные материалы подвергают следующим испытаниям.

Смазывающие свойства исследуют на машине трения СМЦ-2, узел трения которой

30 представляет собой два ролика из бандажной и рельсовой стали. Нижний ролик вращается, верхний неподвижный. Смазку

35 наносят на нижний ролик в течение 1 мин путем прижатия к нему стержня. При скорости вращения 500 об/мин и нагрузке 70 Н в течение 10 мин производится приработка с образованием на верхнем ролике базового

40 пятна. После чего нагрузка увеличивается до 700 Н и эксперимент продолжается до резкого роста момента трения, Смазочный материал считается прошедшим испытания, 50 риала не менее, чем в 1,5-2,0 раза. Выполнение этого требования необходимо для эффективной защиты гребней колес в эксплуатации от износа.

Устойчивость смазочных стержней к разрушению поддейстнием вибрации определяют на нибрационном стенде. При этом подающее устройство натурного локомотивного гребнесмаэынателя помещают нэ вибростенд. Испытания производят нэ частоте 100 Гц и амплитуде 1,5 мм н течение 45

45 если он проработал не менее 30 мин без задира, а площадь пятна износа ролика не превышает0,040 см . При выполнении этого условия возможно снижение износа гребня колеса при использовании смазочного мате1752 1 88

10

20

50 мин. Оценку состояния стержней после испытаний производят визуально. При этом стержень не должен иметь следов разрушения; поверхность его должна быть гладкой без трещин и сколов.

Адгеэию твердого смазочного материала ко льду определяют по усилиям смещения металлической пластинки, на поверхность которой нанесен смазочный материал, по специально подготовленной ледяной поверхности. Исходя из максимальной поверхности примерзания стержня к поверхности подающего устройства и минимального усилия прижатия стержня к гребню колеса рассчитывают смещение пластинки с твердым смазочным материалом по ледяной поверхности. При этом оно не должно превышать 0,02 Н/см .

Ресурс работы смазочного стержня при непрерывном нанесении смазки должен быть рассчитан не менее, чем на тяговое плечо локомотива, т,е. порядка 1000 км. С учетом габаритных размеров кузова и ходовых частей локомотива длина смазочного стержня не должна быть более 200-220 мм, т.е. расход стержня не должен превышать б мм/100 км пути. Ресурс работы смазочного стержня оценивают на лабораторном трибометре MT — ЦНИИ, где в качестве узла тре- ния используют образующую стального ролика (сандр = 35 мм) и основание твердого смазочного стержня (d„ ð = 8 мм), который прижимается к ролику пружиной с усилием

2Н, Шероховатость ролика 0,7 мкм. скорость вращения ролика 400 об/мин, общее время испытаний 30 мин. В течение первых

5 мин через каждую минуту производят остановку ролика и съем смазочного материала.c помощью ватного тамйона, смоченного бензином. Аналогичную операцию производят в течение последующих 10 мин через каждые 2 мин и в течение последних 15 мин через каждые 3 мин. Величину износа стержня определяют весовым методом. Стержень считается прошедшим испытания, если величина его износа не превышает

0,0020 r, Результаты испытаний представлены в табл. 2, Как следует из данных, представленных в табл, 2. предьявленным требованиям отвечают образцы смазочных материалов ¹ 1 № 2. N . 3, т.е. содержащие следусщ р компоненты, мас. ) ), эпоксидиа новая смола

ЭД вЂ” 5 10-20; малеиновый ангидрид 3,0-6,0; дибутилфталат 2-4; пропиленглихг», 1,2, 2,".

3,5 и молибденовый концентрат КМФ, Образец ¹ 4, содержащий эпоксидную смолу ниже указанных пределов, не формируется вследствие недостатка связующего. Образец ¹ 5, содержащий эпоксидную смолу сверх указанной нормы, характеризуется неудовлетворительными смаэывающими свойствами. Образцы № б и ¹ 7 с содержанием дибутилфталата,ниже и выше указанных пределов не соответствует требованиям по вибростойкости и ресурсу работы соответственно, Образцы N. 8 и N 9 с содержанием пропиленгликоля-1,2 ниже и выше указанных пределов не соответствуют по антиобледенительным свойствам и ресурсу работы. Образцы № 10 и N 11 с содержанием малеинового ангидрида ниже и выше укаэанных пределов не проходят по ресурсу работы и смазывающим свойствам соответственно, Образец N. 12, описанный в литературе, не соответствует требованиям по антиобледенительным свойствам. Образец N 13 (прототип) характеризуется неудовлетворительными смазывающими, антиобледенительными свойствами, вибростойкостью и ресурсом работы. Образец №

14, не содержащий пропилентликоль — 1,2, не прошел испытания по вибростойкости и антиобледенительным свойствам, Образец

N. 15, не содержащий дибутилфталат, не отвечает требованиям по вибростойкости, Формула изобретения

Твердая Смазка для пары трения гребень колеса — рельс, содержащая концентрат на основе дисульфида молибдена, эпоксидиановую смолу и малеиновый ангидрид, о тл и ч à lo щ а я с я тем, что, с целью повышения противоизносных свойств смазки и обеспечения ее подачи к паре трения, смазка дополнительно содержит дибутилфталат и пропиленгликоль-1,2 при следующем соотношении компонентов, мас. t,:

Эпоксидиановая смола 10 — 20

Малеиновый ангидрид 3-6

Дибутилфталат 2 — 4

Пропиленгликоль — 1,2 2,5-3,5

Концентрат на основе дисульфида молибдена Остальное

1752188 таблица!

Содержание компонентов, мас.>, в составах

Состав, К

КМФ

Зпоксидиано вая смола

Калеиновый ангидрид

Дибут илфта ла т Пропилен гли коль1,3,0

5,0

5,0

12,0

15,0

15,0

4,0

3,5

° «»

КНФ - молибденовый концентрат марки Ктпф-1 (руда). в состав которого входят 2 исульфид молибдена (NoS>) 34,52 мас.i, песок (Б10 ) 5,0 мас.4, соединения Cu, Pb, As, P — 0,48 мас.9;, Образец смазки имеет следующий состав, мас. графит марки ТГ - 60,0; мочевиноформальдегидная смола 30,0, осевое масло "Л" 9,0„ дибутиловый эфир трихлорметилфосфиновой кислоты 1,0.

Таблица2

Площадь пятна износа, снт, при нагрузке 700Н

" I" l" .I. .. ...J.".",.::.

0,025 . 0,030 С,С33 0,037 0,04С

0,022 0,025 0,030 0,03л О, 36

Вследствие недостатка связущщего (эпоксидной снопы) Иэ ос

Состояние снаэо«ного стеряня после испытаний на вибростенде при 100 Гц амплитуде 1,5 нн в течение, мин усиление смене ия неталлической пластинки .со слоем снаэ-.

Образе снаэки стерння в теченле, 30 нин, г ки по ледяной поверхо ности при †С, Н/сн

15 (30

0,018

0,070

0,0020

0,0018

Без замечаний без замечаний

Без замечаний

1 г

0,016

0,0020

Стериень соорнироаать не удалось

Беэ эанвчаний

0,0020

0,0020

0,025

0,018 а, О18

0,045

0,047

0,030 0,035 С,038 0,040

0,028 0,030 0,037 0,040

Без ване- Напичле сколов чанлй

0,040

0,045 беэ эанечаний

0,018

0,028 0,032 О,О38

0,030 0,035 0,040

0,025

0,028 без заме- Наличие скопов чаний

0,025

0,002

0,038

0,035

0,040

9 0,025

0,028 0,032

0,02» О,О3О

0,032 0,037

0,029 0,032

0,016

0,040

0,038

0,045

0,040

0,0030

0,030

0,0020

0,0020

0,0040

0,0020 беэ зянечан» I без замечании

Без замечании беэ замечаний

0,017

0 ° 022

0,028

0,020

11

0,017

0,040

0,035

Наличие трещин

0,052

0,032 0,045 0,068 0,099 0,140

Без ване- Чаличие сколов наний

0,060

0,025 0,028 0,030 0,038

0,040

Без эане- Чаличие сколов наний

15. 0,024 0,027 0,030 0,036 без занеча- Нал чие сколов ний о, 018

0>0020

0,039 г»

1 81,0

2 69,5

3 73,5

82,5

5 67,0

6 75,5

7 72,5

8 76,0

c} 74,0

10 76,5

11 72,5

12

13(прототип) 85,0

14 76,0

15 76,5

10,0

20,0

15,0

3,0

21,0

15,0

15,0

15,0

15,0

15,0

15,0

3,0

6,0

4,0

3,0

6,0

5,0

5,0

4,0

2,5

6,5

3,0

2,0

4,0

3,0

3,0

1,5

4,5

3,0

3,0

3,0

3,0

3,0

2,5

3,5

2,5

3 g

3,0

3,0

2,0

4,0

3,0

3,0