Способ снижения износа рельсовых путей и гребней колес локомотивов

Способ снижения износа рельсовых путей и гребней колес локомотивов

Реферат

Изобретение относится к области технологий лубрикации систем «колесо - рельс» и может быть использовано для снижения интенсивности износа рельсовых путей, гребней колес локомотивов и подвижного состава.

Известен способ снижения износа рельсовых путей и гребней железнодорожных колес путем нанесения на боковую поверхность головки рельса смазки, которая содержит битум, графит, дисульфид молибдена и маслонесодержащий углеводородный растворитель - бензин, испаряющийся после нанесения смазки на рельс - до начала контакта реборд железнодорожных колес с боковой поверхностью головки рельса (патент RU №2065484, 20.08.1996). При промышленной реализации данного способа не достигается приемлемых показателей по снижению износа взаимодействующих поверхностей.

Известны способы снижения износа рельсовых путей и гребней колес локомотивов путем нанесения на боковую грань головки рельса покрытия, включающего в свой состав мазут, минеральное масло или смесь минеральных масел, кроме этого в композиции используют графит и/или дисульфид молибдена, а также солидол. При их реализации содержание компонентов варьирует в следующих граничных значениях, мас.%: мазут 20-65, солидол 3-20, графит и/или дисульфид молибдена 1-10, минеральное масло или смесь минеральных масел - до 100 (патент RU №2271382, 10.03.2006); либо составляет, мас.%: мазут 3-15, солидол 3-20, графит и/или дисульфид молибдена 1,5-4,5, минеральное масло или смесь минеральных масел - до 100 (патент RU №2200184, 10.03.2003.).

Данные известные способы значительно более эффективны по сравнению с технологией лубрикации, в которой применяется маслонесодержащий углеводородный растворитель, испаряющийся до начала контакта поверхностей трения. Тем не менее, их использование по ряду причин, в основном связанных с недостаточной адгезией и несущей способностью наносимых рельсовых покрытий, не обеспечивает оптимальных показателей по снижению интенсивности износа рельсовых путей и гребней колес локомотивов.

В качестве эффективного дополнения к базовой технологии рассматривается также известный способ снижения износа систем «колесо - рельс», заключающийся в том, что подачу смазки на боковую грань головки рельса сочетают с нанесением смазочными стержнями на реборду колес локомотивов твердой смазки, содержащей битум, графит и/или дисульфид молибдена (патент RU №2278893, 27.06.2006).

Данный известный способ также не обеспечивает необходимой степени снижения износа взаимодействующих поверхностей трения.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности защиты систем «колесо - рельс» от износа.

Данный технический результат достигается способом снижения износа рельсовых путей и гребней колес локомотивов, включающим нанесение на боковую грань головки рельса смазки, содержащей мазут, минеральное масло или смесь минеральных масел, в котором, согласно изобретению, смазка дополнительно содержит канифоль при следующем содержании компонентов, мас.%:

мазут	5-50,
канифоль	10-40,
минеральное масло или
смесь минеральных масел	до 100;

смазка также дополнительно содержит противоизносную твердую присадку, в качестве которой используют графит и/или дисульфид молибдена, при следующем содержании компонентов, мас.%:

мазут	5-50,
канифоль	10-40,
графит и/или
дисульфид молибдена	1-10,
минеральное масло или
смесь минеральных масел	до 100;

нанесение смазки на боковую грань головки рельса сочетают с подачей смазочными стержнями на реборду колес локомотивов твердой смазки, содержащей битум, графит и/или дисульфида молибдена.

Противоизносные характеристики известных рельсовых покрытий преимущественно определяются такими составляющими композиций как минеральное масло (масла) и мазут, обладающих высокими антифрикционными свойствами, солидол используется как загуститель, а твердые присадки в промышленной практике эффективны, в основном, при масляном «голодании» участков путей, обусловленном недостаточной частотой нанесения рельсового покрытия.

Применяемая в предлагаемом способе канифоль при подаче ее в составе смеси с минеральными маслами и мазутом на боковую грань головки рельса придает рельсовому покрытию уникальные вязкостно-адгезионные свойства, обеспечивает ему высокую несущую способность и позволяет выдерживать значительные удельные нагрузки в широком диапазоне температур эксплуатации. В совокупности, это позволяет достигать наиболее высоких показателей по снижению интенсивности износа рельсовых путей и гребней колес локомотивов.

Опробование предлагаемого способа осуществлялось на экспериментальной установке, включающей вращающееся барабанное устройство, заполняемое материалами различного веса и опирающееся двумя стальными бандажами на четыре стальных опорных катка, при этом нагрузка на каждый из катков составляла не менее 0,8 тонн.

Маслосодержащие смазки различного состава подавали на бандажи. Частота их нанесения составляла 1 раз в 12 час. Износ сопряженных поверхностей (бандаж - каток), по характеру аналогичный наблюдаемому в системах «колесо - рельс», оценивали по количеству металлической стружки, образовавшейся в течение работы установки.

Полученные данные приведены в таблице.

ТаблицаРезультаты испытаний, полученные на экспериментальной установке
№ п/п	Способ снижения износа поверхностей трения	Время работы, час	Содержание компонентов в смазочной композиции, мас.%	Количество образовавшейся металлической стружки, г
Граничные значения	Усредненные показатели
1	Известный	12	мазут - 10, солидол - 10, графит - 3, дисульфид молибдена - 1, масло трансмиссионное (ТСП - 15к) - 20 масло трансформаторное (ГК) - 56	12-21	16
2	12	мазут - 40, солидол - 20, графит - 2, дисульфид молибдена - 1, масло трансмиссионное (ТСП - 15к) - 37	10-18	14
3	Предлагаемый	12	мазут - 5, канифоль - 10, масло трансмиссионное (ТСП - 15к) - 30, масло трансформаторное (ГК) - 55	8-12	11
4	12	мазут - 50, канифоль - 40, масло трансмиссионное (ТСП - 15к) - 10,	7-11	9

Из представленных данных следует, что предлагаемый способ снижения износа сопряженных поверхностей трения более эффективен по сравнению с известным - количество образовавшейся металлической стружки уменьшено на 21-44%.

На следующем этапе экспериментальных работ, при опробовании известного способа, в смазочную композицию, наносимую на бандажи барабанного устройства, вводили твердые противоизносные присадки - графит либо дисульфид молибдена, а также их смеси. Содержание графита и/или дисульфида молибдена варьировало в смазке от 1 до 10 мас.%. При этом количество образовавшейся стружки не превысило 8 г при граничных значениях данного показателя 6-10 г.

На заключительном этапе испытаний опробовалось сочетание операций подачи маслосодержащей смазки на бандажи барабанного устройства и смазки, содержащей битум, графит и/или дисульфид молибдена, - на опорные катки. В смазке, подаваемой на катки, содержание графита и/или дисульфида молибдена составляло 50-70 мас.%, битума - остальное. Она наносилась с помощью смазочных стержней, изготовленных по технологии (патент RU №2271385, 10.03.2006), включающей смешение битума, графита и/или дисульфида молибдена, прессование полученного композита с приданием ему формы цилиндра и формирование у последнего оболочки путем нанесения на него пропитанной эпоксидным клеем (эпоксидная смола и отвердитель) фильтровальной бумаги.

Опробование известного способа с подачей на бандажи барабанного устройства смазочных композиций, указанных в опытах 1 и 2 таблицы, и нанесением смазки на опорные катки смазочными стержнями показало, что износ поверхностей, оцениваемый по образованию стружки, составил 12 г, при граничных значениях 10-14 г.

При испытаниях предлагаемого способа, с нанесением на бандажи барабанного устройства смазочных композиций, содержащих канифоль (опыты 3 и 4 таблицы) и подачей смазки на опорные катки смазочными стержнями износ поверхностей составил 7 г при граничных значениях 4-8 г.

В целом, проведенными экспериментами показано, что предлагаемый способ позволяет достигать более высоких результатов по снижению интенсивности износа взаимодействующих поверхностей трения.

В промышленных условиях испытания предлагаемой технологии снижения износа рельсовых путей и гребней колес локомотивов были проведены на участках пути Южного хода Забайкальской железной дороги.

Использование нового способа с нанесением на боковую грань головки рельса смазки, содержащей от 5 до 50 мас.% мазута, 1-10 мас.% графита и/или дисульфида молибдена, 10-40 мас.% канифоли, минерального масла или смеси минеральных масел - до 100, обеспечило снижение износа рельсовых путей и гребней колес локомотивов соответственно на уровне 20 и 15% по отношению к показателям, достигнутым до его применения.

Сочетание операции нанесения предлагаемой композиции на боковую грань головки рельса с подачей твердой смазки, содержащей графит и/или дисульфид молибдена 50-70 мас.%, битум - остальное, на реборду колес локомотивов смазочными стержнями повысило эффективность лубрикации поверхностей трения и позволило дополнительно снизить интенсивность износа рельсовых путей и гребней колес локомотивов соответственно на уровне 6 и 14%.

Таким образом, предлагаемый способ снижения износа рельсовых путей и гребней колес локомотивов по сравнению с известным, обеспечил более высокую эффективность применения.

1. Способ снижения износа рельсовых путей и гребней колес подвижного состава, включающий нанесение на боковую грань головки рельса смазки, содержащей мазут, минеральное масло или смесь минеральных масел, отличающийся тем, что смазка дополнительно содержит канифоль при следующем содержании компонентов, мас.%:

Мазут	5-50
Канифоль	10-40
Минеральное масло или
Смесь минеральных масел	До 100

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смазка дополнительно содержит противоизносную твердую присадку, в качестве которой используют графит и/или дисульфид молибдена, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Мазут	5-50
Канифоль	10-40
Графит и/или
дисульфид молибдена	1-10
Минеральное масло или
Смесь минеральных масел	До 100

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что нанесение смазки на боковую грань головки рельса сочетают с подачей смазочными стержнями на реборду колес локомотивов твердой смазки, содержащей битум, графит и/или дисульфид молибдена.