устройство для нанесения смазки и модификатора трения на рельсы

Формула изобретения

Устройство для нанесения смазки и модификатора трения на рельсы, содержащее смонтированные на рельсовом транспортном средстве баки под смазку и модификатор трения, полости которых соединены трубопроводами через запорные клапаны с 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 колесными парами крайних осей транспортного средства, блок управления подачей смазки и модификатора трения к форсункам, соединенный связями с запорными клапанами, систему принудительной подачи смазки и модификатора трения жидкой консистенции из баков к соответствующим форсункам, выполненную в виде источника сжатого воздуха, подключенной к нему пневмомагистрали, отличающееся тем, что система принудительной подачи смазки и модификатора трения снабжена регуляторами давления сжатого воздуха в баках для смазки и модификатора трения и блоком управления этих регуляторов давления, при этом пневмомагистраль от источника сжатого воздуха введена через регуляторы давления сжатого воздуха в полости баков под смазку и модификатор трения, регуляторы давления сжатого воздуха соединены связью с блоком управления регуляторов давления, который в свою очередь соединен связью с блоком определения скорости движения транспортного средства для оптимального автоматического регулирования количества смазки и модификатора трения, подаваемого к форсункам в зависимости от скорости движения транспортного средства, а форсунки закреплены на горизонтальной планке штатива, жестко закрепленного на корпусе тягового редуктора перед колесными парами крайних осей рельсового транспортного средства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вспомогательному железнодорожному оборудованию, в частности к устройствам для смазывания рельсов и нанесения модификатора трения на поверхность катания рельс.

Известна бортовая система для подачи смазки в зону контакта гребней колес локомотива и вагонов с наружными боковыми поверхностями головок рельсов, при помощи которой смазываются боковые стороны (грани головки) рельсов и бандажей колес перед ведущими колесами локомотива и вершины (поверхности катания) рельсов за ведущими колесами локомотива. Две принудительные системы смазки находятся под давлением в емкостях (баках), оттуда смазка подается к форсункам с помощью блока управления (US, патент №5896947 А, МПК В61K 3/02, НКИ 184/3.2, 184/6.4, 184/1.08, 1999 г.).

Недостатком известной системы является отсутствие оптимального автоматического регулирования количества подачи смазки в зону контакта колесо - рельс в зависимости от скорости движения локомотива.

Известна смонтированная на локомотиве система смазки для использования на криволинейных и прямолинейных участках пути, содержащая бак (баки) для хранения смазки, трубопроводы для подачи смазки, соединенные с баком (баками) для хранения смазки, заканчивающиеся соответствующими распылительными насадками (форсунками), а также устройство, регулирующее расход смазки (смазок) в зависимости от скорости движения состава, угла набегания колеса на рельс, сцепного веса состава, температуры окружающей среды и других факторов. Каждая распылительная насадка (форсунка) закреплена (объединена) на трубе для подачи песка или установлена на опорном кронштейне, закрепленном на осевой буксе последнего тягового колеса локомотива. Смазка наносится непосредственно на рельсы позади последней оси локомотива на поверхность головки рельса и на внутреннюю боковую поверхность головки рельса. Количество смазки, наносимой на рельс, регулируется микропроцессором с помощью импульсной системы впрыска или клапанов регулирования потока смазки (US, патент №5477941 А, МПК В61K 3/00, 1994 г.).

Недостатками известной системы являются:

- сложность устройства, регулирующего расход смазки в зависимости от скорости движения состава и других факторов: угла набегания колес на рельс, сцепного веса состава, температуры окружающей среды и т.д., которые при надлежащей смазке могут не требоваться и не усложнять устройство, отсутствие при этом регулирующих элементов для оптимального расхода смазки и модификатора трения;

- невозможность точного позиционирования распылительных насадок (форсунок) во время нанесения смазки (смазок) на рельсы относительно соответствующих рельсов, так как трубы для подачи песка, к которым крепятся распылительные насадки (форсунки), при движении локомотива совершают поперечные колебания относительно головок рельсов за счет зазоров рычажных передач, а буксы последнего тягового колеса локомотива (при движении) совершают круговые колебательные движения относительно оси колеса;

- установка распылительных насадок (форсунок) при закреплении на опорном кронштейне, на осевой буксе последнего тягового колеса локомотива, так как при возникновении на пути негабаритных образований с внешней стороны рельса (особенно в зимний период) может привести к механическому повреждению этого опорного кронштейна, что нарушает безопасность движения железнодорожного транспорта.

Известно устройство для нанесения смазки в зону взаимодействия колеса с рельсом, содержащее смонтированные на рельсовом транспортном средстве бак под смазку, полость которого соединена трубопроводами через раздельные запорные клапаны с форсунками, систему принудительной подачи смазки к форсункам в виде источника сжатого воздуха и подключенных к нему трубопроводов и систему управления подачей смазки к форсункам. Форсунки установлены перед колесами рельсового транспортного средства с выходными отверстиями на уровне боковых граней головок рельсов и закреплены на конце горизонтальной планки Г-образного кронштейна, жестко закрепленного на буксе колесной пары, выход одного из трубопроводов, соединенного с источником сжатого воздуха, введен в полость бака под смазку, при этом бак снабжен герметичной крышкой (RU, патент №2139803 С1, кл. В61K 3/02, 1999 г.).

Недостатками известного устройства являются:

- невозможность проведения комбинированной лубрикации в связи с отсутствием системы для одновременного смазывания боковой грани головки наружного рельса и нанесения модификатора трения на поверхность головки внутреннего рельса при прохождении кривой железнодорожным составом;

- невозможность его эксплуатации в составе поезда по критериям безопасности, т.к. форсунки жестко закреплены на буксе колесной пары.

Известно устройство для нанесения смазки и модификатора трения на рельсы, взятое за прототип, содержащее смонтированные на рельсовом транспортном средстве (локомотиве) баки под смазку и под модификатор трения, полости которых соединены трубопроводами через запорные клапаны с 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 (колесными парами) рельсового транспортного средства (локомотива) 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. Баки оборудованы механизмами для перемешивания смазки и модификатора трения (RU, патент №2288125 С1, кл. В61K 3/02, 2006 г.).

Недостатками известного устройства являются:

- отсутствие оптимального автоматического регулирования количества подачи смазки и модификатора трения в зону контакта колесо - рельс в зависимости от скорости движения локомотива;

- установка форсунок на конце горизонтальной планки Г-образного кронштейна, жестко закрепленного на буксе колесной пары, ненадежна, так как при возникновении на пути негабаритных образований с внешней стороны рельса (особенно в зимний период) может привести к механическому повреждению горизонтальной планки и Г-образного кронштейна, что нарушает безопасность движения;

- невозможность точного позиционирования форсунок во время нанесения смазки и модификатора трения на рельсы, так как буксы, на которых жестко закреплены Г-образные кронштейны с горизонтальными планками и установленными на них 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, во время нанесения смазки и модификатора трения на соответствующие рельсы, совершают круговые колебательные движения относительно оси колеса.

Техническим результатом изобретения является создание более эффективного и экономичного устройства для нанесения смазки и модификатора трения на рельсы, оптимального автоматического регулирования количества подачи смазки и модификатора трения жидкой консистенции в зону контакта колесо - рельс в зависимости от скорости движения локомотива для снижения силового воздействия на путь подвижного состава в кривых и стрелочных переводах, надежной установки форсунок, повышение надежности устройства и снижение трения и износа между колесами колесной пары и рельсом за счет точного позиционирования форсунок для нанесения смазки и модификатора трения на рельсы относительно головок рельсов.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для нанесения смазки и модификатора трения на рельсы, содержащем смонтированные на рельсовом транспортном средстве баки под смазку и модификатор трения, полости которых соединены трубопроводами через запорные клапаны с 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 колесными парами крайних осей транспортного средства, блок управления подачей смазки и модификатора трения к форсункам, соединенный связями с запорными клапанами, систему принудительной подачи смазки и модификатора трения жидкой консистенции из баков к соответствующим форсункам, выполненную в виде источника сжатого воздуха, подключенной к нему пневмомагистрали, система принудительной подачи смазки и модификатора трения снабжена регуляторами давления сжатого воздуха в баках для смазки и модификатора трения и блоком управления этих регуляторов давления, при этом пневмомагистраль от источника сжатого воздуха введена через регуляторы давления сжатого воздуха в полости баков под смазку и модификатор трения, регуляторы давления сжатого воздуха соединены связью с блоком управления регуляторов давления, который в свою очередь соединен связью с блоком определения скорости движения транспортного средства для оптимального автоматического регулирования количества смазки и модификатора трения, подаваемого к форсункам в зависимости от скорости движения транспортного средства, а форсунки закреплены на горизонтальной планке штатива, жестко прикрепленного на корпусе тягового редуктора перед колесными парами крайних осей рельсового транспортного средства.

На фиг.1 изображена схема устройства для нанесения смазки и модификатора трения на рельсы.

На фиг.2 схематично изображено это устройство, смонтированное на рельсовом транспортном средстве.

На фиг.3 - вид по стрелке А фиг.2.

На фиг.4 - вид по стрелке Б фиг.2.

Устройство для нанесения смазки и модификатора трения на рельсы содержит (Фиг.1-4) смонтированные на рельсовом транспортном средстве (локомотиве) 1 баки: 2 - под смазку и 3 - под модификатор трения жидкой консистенции, полости которых соответственно соединены трубопроводами 4 через фильтры 5, запорные клапаны 6 с форсунками 7, для нанесения смазки с малым коэффициентом трения (0,1÷0,15) на боковую внутреннюю грань 8 головки 9 наружного в кривой пути рельса 10 и с форсунками 11 для нанесения модификатора трения (смазки со средним коэффициентом трения 0,2÷0,4) на поверхность 12 катания головки 9 внутреннего рельса (рельсов) 10, систему принудительной подачи смазки и модификатора трения жидкой консистенции из баков 2 и 3 к соответствующим форсункам 7 и 11, выполненную в виде источника 13 сжатого воздуха, подключенной к нему пневмомагистрали 14, которая через регуляторы давления 15 сжатого воздуха в баках для смазки 2 и модификатора трения 3 введена своими соответствующими выходами в полости баков 2 и 3. При этом регуляторы давления 15 сжатого воздуха соединены электрической или пневматической связью 16 с блоком 17 управления регуляторов давления, который в свою очередь соединен электрической или пневматической связью 18 с блоком 19 определения скорости движения рельсового транспортного средства (локомотива) для оптимального автоматического регулирования количества смазки и модификатора трения, подаваемого к форсункам 7 и 11 в зависимости от скорости движения рельсового транспортного средства.

Форсунки 7 и 11 установлены перед колесами за последней колесной парой 20 рельсового транспортного средства (локомотива) 1 относительно направления его движения, показанной стрелкой V, и закреплены на горизонтальной планке 21 штатива 22, жестко закрепленного на корпусе тягового редуктора 23 перед колесными парами 20 крайних осей рельсового транспортного средства (локомотива) 1 для точного позиционирования форсунок 7 и 11.

Запорные клапана 6 форсунок 7 и 11 соединены через вентили электропневматические 24, клапан максимального давления 25, пневмомагистраль 14, фильтр воздушный 26 с источником 13 сжатого воздуха рельсового транспортного средства (локомотива) 1, на котором смонтировано устройство.

Вентили электропневматические 24 запорных клапанов 6 соединены соответствующими электрическими связями 27, 28 с блоком 29 управления подачей смазки и модификатора трения.

Форсунки 7 и 11 через обратные клапаны 30, клапан переключательный 31, вентиль электропневматический 32, пневмомагистраль 14, фильтр воздушный 26 соединены с источником 13 сжатого воздуха локомотива 1 для их продувки.

Баки 2 и 3 оборудованы механизмами 33 для автоматического перемешивания смазки и модификатора трения, которые, например, могут быть пневматическими, и подключены к источнику 13 сжатого воздуха через вентили электропневматические 34.

Блок 29 управления подачей смазки и модификатора трения соединен электрическими связями с вентилями электропневматическими 34.

Вентили электропневматические 24, 34 могут быть установлены в кабине машиниста локомотива 1.

В качестве смазок и модификаторов трения могут, например, использоваться смазки марок РС 6 «В» и РС 6 «ВУ» различной консистенции по ТУ 2113-131-С5015182-98 (зарегистрированы во ВНИИстандарт 11.02.99 г. за №100/021355), которые не требуют учета различных факторов, кроме скорости движения транспортных средств: угла набегания колес на рельс, сцепного веса состава, температуры окружающей среды и т.д. Рельсовые транспортные средства (локомотивы) по такому же принципу могут оборудоваться дополнительным баком и форсункой (на чертеже не показаны) для нанесения на поверхность катания головки рельсов высокоэффективных модификаторов трения (активизаторов трения) с целью повышения сцепления колес локомотива с рельсами.

Устройство работает следующим образом.

Устройство монтируется на рельсовом транспортном средстве (локомотиве) 1, перед колесами за последней колесной парой относительно движения, показанной стрелкой V. Для локомотивов с двумя кабинами управления это устройство монтируют с обоих сторон.

При движении рельсового транспортного средства (локомотива) 1 в участках пути, где необходимо нанести смазку на боковую внутреннюю грань 8 головки 9 рельса 10 и модификатор трения на поверхность 12 катания головки 9 рельса(ов) 10 по сигналу от блока 29 управления подачей смазки и модификатора трения открываются определенные вентили электропневматические 24, через которые воздух от источника 13 сжатого воздуха через пневмомагистраль 14 подается к определенным запорным клапанам 6. Смазка и модификатор трения жидкой консистенции с баков 2 и 3 за счет создания в них необходимого избыточного давления воздуха от источника 13 сжатого воздуха подаются к форсункам 7 и 11 и далее соответственно на боковую внутреннюю грань 8 и поверхность 12 катания головки 9 рельса 10.

При этом величина избыточного давления в баках 2 и 3 изменяется регуляторами давления 15 в зависимости от сигнала с блока 17 управления регулятором давления в соответствии с изменением скорости движения рельсового транспортного средства (локомотива), определяемой блоком 18 определения скорости движения. Чем выше скорость движения рельсового транспортного средства (локомотива), тем большее избыточное давление создается в баках 2 и 3, тем большее оптимальное количество смазки и модификатора трения подается к форсункам 7 и 11 и далее соответственно на боковую грань 8 и поверхность 12 катания головки 9 рельса 10.

При этом в зависимости от сигнала с блока 29 управления может быть одновременное нанесение смазки на боковую грань 8 головки 9 наружного рельса 10 и модификатора трения на поверхность 12 катания головки 9 внутреннего рельса 10 или нанесения только смазки на боковую грань 8, или нанесения только модификатора трения на поверхность 12 катания обоих рельсов 10 или одного за последней колесной парой 20, что позволяет снизить трение между колесами колесной пары и рельсом 10 и их износ, стабилизировать трение между поверхностью 12 рельса 10 и колесами транспортного средства следующего за предлагаемым устройством рельсового транспортного средства (локомотива), тем самым снизить сопротивление движению целого ряда следующих за этим устройством железнодорожных составов.

Для недопущения засорения форсунок 7, 11 после нанесения смазки и модификатора трения производится их продувка следующим образом. При закрытых запорных клапанах 6 по сигналу с блока управления 29 открывается вентиль электропневматический 32, и воздух под давлением от источника 13 по пневмомагистрали 14 через фильтр воздушный 26, клапан переключательный 31, обратные клапаны 30 поступает к форсункам 7, 11, продувает и очищает их.