способ смазки системы "колесо - рельс"

Формула изобретения

1. Способ смазки системы "колесо - рельс", включающий подачу на боковую грань головки рельса смазки, содержащей минеральное масло или смесь минеральных масел, солидол, мазут, графит и/или дисульфид молибдена, отличающийся тем, что данную операцию сочетают с нанесением на реборду колеса твердой смазки, содержащей противоизносный твердый наполнитель, в качестве которого применяют графит и/или дисульфид молибдена, и связующее, в качестве которого используют битум, при этом содержание наполнителя составляет 50-70 мас.%, связующего - остальное.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что твердую смазку на реборду колеса наносят смазочным стержнем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области технологий смазки поверхностей трения и может быть использовано для снижения износа систем «колесо-рельс» железнодорожного транспорта и грузоподъемных механизмов.

Известен способ смазки пар трения: «боковая поверхность головки рельса - реборда железнодорожного колеса» путем использования композиции, включающей в свой состав битум, графит, дисульфид молибдена и углеводородный растворитель - бензин, испаряющийся после нанесения состава на рельс - до начала контакта поверхностей трения (патент RU №2065484, 20.08.1996).

При промышленной реализации данного способа не достигается высоких показателей по снижению износа взаимодействующих поверхностей, к его недостаткам относится также невозможность эффективного совместного применения указанной композиции с твердыми смазками вследствие отсутствия в ней минерального масла.

Известная консистентная смазка, состоящая из солидола, мазута, графита и дисульфида молибдена (патент RU №2200185, 10.03.03), используемая для тяжелонагруженных пар трения, обладает достаточно высокими смазывающими свойствами, но в связи с отсутствием в ней минерального масла, при осуществлении лубрикации системы «колесо-рельс» она не может эффективно сочетаться с твердыми композициями.

Известен способ смазки системы «колесо-рельс» путем нанесения рельсового покрытия, содержащего минеральное масло или смесь минеральных масел, солидол, мазут, графит и/или дисульфид молибдена, на боковую грань головки рельса (патент RU №2200184, 10.03.2003) и способ смазки нанесением на головку рельса состава, содержащего минеральное масло или смесь минеральных масел, графит, дисульфид молибдена, солидол, мазут и/или битум (патент RU №2204586, 20.05.2003). Их применение без сочетания с твердыми смазками, которые целесообразно наносить на реборду колес, не обеспечивает необходимой степени снижения износа колесных пар подвижного состава и рельсовых путей.

В этой связи рассматривается также применение известного способа смазки системы «колесо-рельс» путем нанесения на реборду колеса твердой композиции, содержащей эпоксидиановую смолу, малеиновый ангидрид, дибутилфталат, пропиленгликоль и дисульфид молибдена (патент SU №1752188, 30.07.1992). К его недостаткам относится низкая эффективность защиты взаимодействующих поверхностей трения.

Техническим результатом изобретения является эффективное снижение износа рельсовых путей и гребней колес подвижного состава.

Данный технический результат достигается способом смазки системы «колесо-рельс», включающим подачу на боковую грань головки рельса смазки, содержащей минеральное масло или смесь минеральных масел, солидол, мазут, графит и/или дисульфид молибдена, в котором согласно изобретению данную операцию сочетают с нанесением на реборду колеса твердой смазки, содержащей противоизносный твердый наполнитель, в качестве которого применяют графит и/или дисульфид молибдена, и связующее, в качестве которого используют битум, при этом содержание наполнителя составляет 50-70 мас.%, связующего - остальное; твердую смазку на реборду колеса наносят смазочным стержнем.

Известные твердые смазки, в которых связующим являются эпоксидные либо фенолформальдегидные смолы, практически исключают возможность их эффективного совместного использования с маслосодержащими смазочными композициями. Это обусловлено тем, что указанные твердые смазки не могут образовывать органических смесей с минеральными маслами и при совместном применении с маслосодержащими смазками лишь снижают показатели, достигаемые их раздельной эксплуатацией.

В предлагаемом способе осуществляется взаимодействие минерального масла жидкой или полужидкой смазки, подаваемой на боковую грань головки рельса, с битумом твердой смазки, наносимой на реборду колес, при этом образуется органическая смесь, в которой дисперсионная среда жидкой или полужидкой смазки - минеральное масло одновременно выполняет роль дисперсионной среды (растворителя) и для связующего твердой смазки - битума. Таким образом, в данном случае в парах трения «колесо-рельс» работает новая, уже совокупная смазочная смесь.

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. Маслосодержащую жидкую либо полужидкую смазку подавали на бандажи, твердую смазку наносили на реборду соответствующих опорных катков. При этом нагрузка на каждый из них составляла не менее 0,8 тонн. Износ сопряженных поверхностей (бандаж - каток), по характеру аналогичный наблюдаемому в системах «колесо-рельс», оценивали по количеству металлической стружки, образовавшейся в течение работы установки.

Смазка, подаваемая на бандажи, содержала следующие компоненты, мас.%: солидол 10-30, графит и/или дисульфид молибдена 2-6, мазут 10-15, трансмиссионное и/или трансформаторное масло - остальное. Изменение соотношения масло - загуститель определяло консистенцию композиции (жидкая, полужидкая). Частота ее нанесения, по аналогии с промышленными условиями, составляла 1 раз в 12 час.

Твердая композиция наносилась на опорные катки с помощью смазочных стержней, изготовленных по специальной технологии. Содержание в ней графита и/или дисульфида молибдена составляло от 50 до 70 мас.%, битум - остальное.

Полученные данные приведены в таблице.

Таблица Результаты испытаний, полученные на экспериментальной установке
Смазываемая поверхность	Время работы, час	Количество образовавшейся металлической стружки, г
		Граничные значения	Усредненные показатели
Бандаж	12	12-21	16
Каток	12	55-72	63
Бандаж и каток	12	10-14	12

Из представленных данных следует, что сочетание смазки, содержащей минеральное масло, подаваемой на бандажи, и твердой смазки, наносимой с помощью смазочных стержней на реборду катков, позволило значительно снизить износ сопряженных поверхностей трения относительно применения каждого из видов смазки в отдельности.

Опробование на экспериментальной установке известной твердой смазки, включающей, мас.%: эпоксидиановая смола 10-20; малеиновый ангидрид 3-6; дибутилфталат 2-4; пропиленгликоль 2,5-3,5; дисульфид молибдена - остальное, наносимой на опорные катки с помощью смазочных стержней, показало, что ее эффективность весьма низка - количество образовавшейся стружки достигало 140-150 г. При совместном использовании данной твердой композиции и смазки известного состава, мас.%: графит 5-8; дисульфид молибдена 3-5; битум 30-50; бензин - остальное износ системы трения, определяемый по количеству образовавшейся стружки, составлял 106-114 г.

Применение известной твердой смазки в сочетании с жидкими и полужидкими маслосодержащими смазками (состава, мас.%: солидол 10-30, графит и/или дисульфид молибдена 2-6, мазут 10-15, трансмиссионное и/или трансформаторное масло - остальное), подаваемыми на бандажи, также не обеспечивало приемлемого уровня снижения износа испытываемой системы - количество образовавшейся стружки фиксировалось от 62 до 75 г.

При использовании твердой смазки, содержащей, 50-70 мас.% графита и/или дисульфида молибдена, битум - остальное, совместно с известной маслонесодержащей (растворитель - бензин) либо с известной маслонесодержащей консистентной смазкой (состава, мас.%: дисульфид молибдена 2; графит 7; мазут 5; солидол - остальное) износ поверхностей, оцениваемый по образованию стружки, зафиксирован 53-68 г.

По предлагаемому способу (в дополнение к данным, указанным в таблице) были также проведены опыты с применением твердой смазки, содержащей 50-70% графита и/или дисульфида молибдена, битум - остальное, подаваемой на реборду катков, и жидкой (полужидкой) смазки, наносимой на бандажи, включающей мазут, солидол, графит и/или дисульфид молибдена, с использованием смесей минеральных масел, содержащих дизельное масло, при этом износ системы не превысил ранее достигнутого уровня (количество образовавшейся стружки составляло не более 10-15 г).

В целом, проведенными экспериментами определено, что предлагаемый способ защиты поверхностей трения, заключающийся в сочетании жидкой или полужидкой смазки, содержащей минеральное масло или смесь минеральных масел и твердой смазки, включающей битум, графит и/или дисульфид молибдена, позволяет достигать наиболее высоких результатов.

В промышленных условиях испытания предлагаемой технологии смазки были проведены на Забайкальской железной дороге.

Использование нового способа, заключающегося в нанесении на боковую грань головки рельса смазки, содержащей минеральное масло или смесь минеральных масел, солидол, мазут, графит и/или дисульфид молибдена, с подачей смазочными стержнями на реборду колес электровозов твердой смазки, содержащей графит и/или дисульфид молибдена (50-70 мас.%) и связующее - битум, позволило снизить износ систем «колесо-рельс» на 25% по отношению к уровню, достигнутому до его применения.

Таким образом, предлагаемый способ смазки систем трения «колесо-рельс», по сравнению с известным, обеспечил наиболее высокую эксплутационную эффективность.