CN104029687B - 一种轨道车辆增加轮轨间粘着力的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种轨道车辆增加轮轨间粘着力的方法，在轨道车辆将要出现空转倾向，需要增加摩擦力时，通过一个增粘装置与转动车轮表面贴靠，并通过增粘装置与转动车轮表面贴靠的摩擦过程中使得增粘装置上的增粘材料粘附在车轮踏面上，改善接触点的粘着条件以提高车轮对与钢轨间粘着系数，实现抑制和预防空转的发生。本发明通过在车轮滚动表面涂增粘物质的方式，来改变车轮对与钢轨间粘着系数，从而抑制和预防空转的发生，具有操作方便，效果好，且不会出现撒沙沙子容易滚落在轨道之外，影响增粘效果，且容易形成环境污染等问题。

Description

一种轨道车辆增加轮轨间粘着力的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种防止轨道车辆轮子与钢轨打滑的方法及装置，具体说涉及一种增加轨道车辆轮对与钢轨间粘着牵引力的方法及装置。该方法及装置可以代替机车撒砂增加轨道车辆轮对与钢轨间粘着牵引力。属于轨道车辆技术领域，主要用于铁路机车车辆中，也可以用于其它轨道车辆的防止车轮空转。

背景技术

在轨道交通领域内，列车前面的机车头依靠机车的动力，通过一系列复杂的动力转换和传动使车轮前进。当车轮在钢轨上运行时，由于机车结构，轨道结构，环境和轮轨接触面的种种因素，车轮并不是以纯滚动的方式通过钢轨，而是在滚动的同时，伴随着一定的滑动，称这种滑动为“蠕滑”。当机车，钢轨的原因或轮轨接触面受到污染时（尤其油的污染）蠕滑会发展成空转。空转会对钢轨造成损害以致破坏，严重时，机车会停止前进。为了防止这种情况，一般是主动降低机车动力供给，降低牵引力并在钢轨上撒砂。后者是常用的方法。

通常将轮轨间不发生空转的轮周牵引力称为粘着牵引力。粘着牵引力等于机车轮对与钢轨接触点的总压力（即机车总粘着重量）乘以粘着系数。机车总粘着重量为定值时，，粘着牵引力与粘着系数成正比，各种影响粘着系数的因素，成为影响机车粘着牵引力的因素。粘着系数越大，则机车越不易空转。而轮轨间粘着系数条件不好，用撒砂来改善，成为提高了粘着系数的一种措施。

撒砂虽然可以防止机车空转，但它有如下的缺点：

1、大量频繁的撒砂不但会污染环境，还会影响到轨道电信号的传输；

2、大量频繁的撒砂增加后面列车的阻力，增加运行噪音；而且还对车轮的滚动轴承不利；

3、为了达到预期的效果，必须选择质量良好（颗粒大小均匀，成分及硬度适中，及合适湿度）的沙子。砂子的处理工艺繁多和满足要求的砂子较少等；

4、而空转已经发生时，撒砂只会加剧车轮的磨损，只有降低牵引力后才能在钢轨上撒砂。严重影响了牵引力的充分利用和发挥；

5、撒砂在高速行车时使用效果差，原因是列车运行有一定的气流，沙子不能被成功的洒在轮轨间；能够进入轮，轨间起作用的砂子不到整个撒砂量的1/10。在轨面有冻冰，积雪，重油垢污染的情况下，撒砂效果不好；

6、撒砂过程中，进入钢轨表面起作用的砂子很少，大部分砂子堆积在钢轨两侧，需要及时清理，撒砂造成的路基污染处理成本较大；

7、而对砂子的处理：如烘砂，清筛，回收保存，机车上砂都需要耗费大量的人力和物力；

8、 大量频繁的撒砂，加快了轮轨的磨损。降低了换轮与换轨的周期。

通过上述描述，可以得知，现有的机车撒砂尚存在一些不足，因此很有必要对此加以改造。

发明内容

本发明的目的在于针对现有机车撒砂方法的不足，提出一种既能增加轨道车辆轮对与钢轨间粘着牵引力，又不用撒砂的轨道车辆增加轮轨间粘着力的方法，该方法既能增加轨道车辆车轮钢轨间粘着力，又不用撒砂，从而减少环境污染，减少人力和物力。

本发明的另一个目的在于针对上述方法，提供一种不用撒砂也可以增加轨道车辆轮轨间粘着力的装置，代替机车撒砂，防止机车空转。

根据本发明的目的所提出的技术实施方案是：一种轨道车辆增加轮轨间粘着力的方法，在轨道车辆将要出现空转倾向，需要增加摩擦力时，通过一个增粘装置与转动车轮表面贴靠，并通过增粘装置与转动车轮表面贴靠的摩擦过程中使得增粘装置上的增粘材料粘附在车轮踏面上，改善接触点的粘着条件以提高车轮对与钢轨间粘着系数，实现抑制和预防空转的发生。

进一步地，所述的通过增粘装置与转动车轮表面贴靠的摩擦过程中使得增粘装置上的增粘材料粘附在车轮踏面上是在增粘装置中装有增粘块，增粘块是种含有增粘物质的复合材料，增粘装置贴靠向转动车轮表面时，由增粘块贴在转动车轮表面上，与转动车轮表面相互摩擦，并在摩擦过程中将增粘块中的增粘物质粘附到车轮踏面上，改善接触点的粘着条件，以提高车轮对与钢轨间粘着系数，实现抑制和预防空转的发生。

进一步地，所述的增粘块安装在增粘装置中一个可以驱动的机构中，当需要增加轮轨之间粘着力的时候，通过增粘装置中的驱动机构带动增粘块向车轮贴靠，并在贴靠车轮时，通过与车轮的摩擦将增粘块中的增粘物质，以涂胶式的方式涂布在车轮踏面上，使车轮踏面上粘附上一些增粘物质，增加车轮对与钢轨间粘着系数。

进一步地，所述的驱动装置包括一个支架，支架安装在车轮旁边车体的固定构架上，支架上有导向滑道，所述增粘块安装在导向滑道上，且只能在滑道内移动；增粘块同时与一直线推进机构连接，并可在推进机构的带动下向车轮滚动表面贴靠或离开。

进一步地，一种铁路机车增加轮轨间粘着力的方法，当铁路机车头牵引列车在钢轨上运行，如果通过车上检测空转设施检测到机车车轮有空转倾向时，将打开装在司机室内的气阀，机车上的压缩空气迅速通过管道进入传动气缸，由传动气缸带动安装在可移动支架上的增粘块向车轮方向移动，使增粘块以一定的压力压在转动的车轮表面，使增粘块与车轮表面发生摩擦，并在摩擦中过程中将增粘块中增粘物质粘附在车轮踏面上，改善接触点的粘着条件，以提高车轮对与钢轨间粘着系数，实现抑制和预防空转的发生；当空转倾向消失，则关闭气阀，传动气缸的活塞在弹簧作用下复位，同时带动增粘块离开车轮踏面。

根据上述方法所提出的一种轨道车辆增加轮轨间粘着力的装置，包括轨道车辆车轮，在车轮的旁边设置有增粘装置，增粘装置中含有增粘物质，增粘装置可在车轮需要增加粘性时，贴靠在车轮的外圆表面，将增粘装置中的增粘物质涂布在车轮的车轮踏面上，增加车轮对与钢轨间粘着系数，抑制和预防空转的发生。车轮对与钢轨间粘着系数，抑制和预防空转的发生。

进一步地，所述的增粘装置中含有增粘物质是在增粘装置中设置包含有增粘物质的增粘块，通过一个驱动装置移动增粘块，使增粘块贴靠在车轮踏面上，并通过与车轮踏面的摩擦将增粘块中的增粘物质涂布在车轮踏面上，在车轮踏面上粘附上一些增粘物质，增加车轮对与钢轨间粘着系数，抑制和预防空转的发生。

进一步地，所述的增粘块为柱形固体，其截面可以是方形，长方形，圆形，椭圆形或梯形。

进一步地，所述的增粘块是一种由合成的高聚物材料与可以增加车轮对与钢轨间粘着系数的粉末颗粒物合成的复合材料。

进一步地，所述的增粘块包括一个复合材料制作成的固体棒式主体，并在复合材料制作的主体外面包裹有一层塑料制成的U形外壳补强壳体，方便增粘块在支架导向滑道内滑动。

本发明的优点在于：通过在车轮滚动表面涂增粘物质的方式，来改变轮对与钢轨间粘着系数，从而抑制和预防空转的发生，具有操作方便，效果好，且不会出现撒沙沙子容易滚落在轨道之外，影响增粘效果，且容易形成环境污染等问题。且将增粘块安装在一个具有驱动机构的增粘装置中，当在某些条件下，需要增粘物质附着在车轮表面，通过增粘块增粘块贴靠在车轮的滚动表面，使增粘物质涂布在车轮滚动表面上，可以有效根据需要进行增粘的控制，是用于增加机车轮轨间粘着系数，以增加轨道车辆轮对与钢轨间粘着牵引力的有效撒沙替代技术方案。

附图说明、

图1是本发明的原理结构示意图；

图2是本发明增粘快的一个结构示意图。

图中：1、增粘块支架； 2、增粘块； 3、传动气缸； 4、管道； 5、调压阀 ；6、阀门； 7、传动机械手 ；8、弹簧 ；9、活塞；10、补强外壳；11、浅槽。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。

附图给出了本发明的一个具体实施方案，通过附图可以看出，本发明涉及一种轨道车辆增加轮轨间粘着力的方法，在轨道车辆将要出现空转倾向，需要增加摩擦力时，通过一个增粘装置与转动车轮表面贴靠，并通过增粘装置与转动车轮表面贴靠的摩擦过程中使得增粘装置上的增粘材料粘附在车轮踏面上，改善接触点的粘着条件以提高车轮对与钢轨间粘着系数，实现抑制和预防空转的发生。

进一步地，所述的通过增粘装置与转动车轮表面贴靠的摩擦过程中使得增粘装置上的增粘材料粘附在车轮踏面上是在增粘装置中装有增粘块，增粘块是种含有增粘物质的复合材料，增粘装置贴靠向转动车轮表面时，由增粘块贴在转动车轮表面上，与转动车轮表面相互摩擦，并在摩擦过程中将增粘块中的增粘物质粘附到车轮踏面上，改善接触点的粘着条件，以提高车轮对与钢轨间粘着系数，实现抑制和预防空转的发生。

进一步地，所述的增粘块安装在增粘装置中一个可以驱动的机构中，当需要增加轮轨之间粘着力的时候，通过增粘装置中的移动机构带动增粘块向车轮贴靠，并在贴靠车轮时，通过与车轮的摩擦将增粘块中的增粘物质，以涂胶式的方式涂布在车轮踏面上，使车轮踏面上粘附上一些增粘物质，增加车轮对与钢轨间粘着系数。

进一步地，所述的含有增粘物质的复合材料是一种由合成的高聚物材料与可以增加车轮对与钢轨间粘着系数的粉末颗粒物合成的复合材料。

进一步地，一种铁路机车增加轮轨间粘着力的方法，当铁路机车头牵引列车在钢轨上运行，如果通过车上检测空转设施检测到机车车轮有空转倾向时，将打开装在司机室内的气阀，机车上的压缩空气迅速通过管道进入传动气缸，由传动气缸带动安装在可移动支架上的增粘块向车轮方向移动，使增粘块以一定的压力压在转动的车轮表面，使增粘块与车轮表面发生摩擦，并在摩擦中过程中将增粘块中增粘物质粘附在车轮踏面上，改善接触点的粘着条件，以提高车轮对与钢轨间粘着系数，实现抑制和预防空转的发生；当空转倾向消失，则关闭气阀，传动气缸的活塞在弹簧作用下复位，同时带动增粘块离开车轮踏面。

根据上述方法所提出的一种轨道车辆增加轮轨间粘着力的装置，包括轨道车辆车轮，在车轮的旁边设置有增粘装置，增粘装置中含有增粘物质，增粘装置可在车轮需要增加粘性时，贴靠在车轮的外圆表面，将增粘装置中的增粘物质涂布在车轮的车轮踏面上，增加车轮对与钢轨间粘着系数，抑制和预防空转的发生。车轮对与钢轨间粘着系数，抑制和预防空转的发生。

进一步地，所述的增粘装置中含有增粘物质是在增粘装置中设置包含有增粘物质的增粘块，通过一个驱动装置移动增粘块，使增粘块贴靠在车轮踏面上，并通过与车轮踏面的摩擦将增粘块中的增粘物质涂布在车轮踏面上，在车轮踏面上粘附上一些增粘物质，增加车轮对与钢轨间粘着系数，抑制和预防空转的发生。

进一步地，所述的驱动装置包括一个支架，支架安装在车轮旁边车体的固定构架上，支架上有导向滑道，所述增粘块安装在导向滑道上，且只能在滑道内移动；增粘块同时与一直线推进机构连接，并可在推进机构的带动下向车轮滚动表面贴靠或离开。

进一步地，所述的增粘块为柱形固体，其截面可以是方形，长方形，圆形，椭圆形或梯形。

进一步地，所述的增粘块是一种由合成的高聚物材料与可以增加车轮对与钢轨间粘着系数的粉末颗粒物合成的复合材料。

进一步地，所述的增粘块包括一个复合材料制作成的固体棒式主体，并在复合材料制作的主体外面包裹有一层塑料制成的U形外壳补强外壳中，方便增粘块在支架导向滑道内滑动。

实施例一

一种铁路机车增加轮轨间粘着力的方法，当铁路机车头牵引列车在钢轨上运行，如果机车车轮有空转倾向时（车上有检测空转设施，可以检测到，机车上的司机也可以通过仪表发现），可以自动打开或人工打开装在司机室内的气阀6，气阀6可以是人工操作，如手动或脚踩，也可以是电动自动打开或关闭。气阀6打开后，机车上的压缩空气迅速通过管道4和调压阀5进入传动气缸3，调压阀5是根据增粘块的软，硬和机车的实际需要调整压力的。压缩空气进入传动气缸3后，推动气缸内的活塞9向左运动，压缩弹簧同时压动特殊设计的传动机械手抓住“增粘块”向车轮方向移动，使“增粘块”以一定的压力压在转动的车轮表面。有一定的硬度和强度“增粘块”与车轮表面的摩擦过程中，起到了清理，清洁车轮踏面的作用。同时将“增粘块”物质粘附在车轮踏面上，如图示的方向进入轮轨接触点A，改善接触点的粘着条件而抑制和预防空转的发生，当空转倾向消失，则人工或自动关闭气阀，传动气缸的活塞在弹簧作用下复位，同时带动机械手向右移动。带动“增粘块”离开车轮踏面。

如图1所示， 图中“增粘块”支架带有导向滑道，“增粘块”的移动只能在滑道内进行。“增粘块”为柱形固体，其截面可以是方形，长方形，圆形，椭圆形或梯形。

图中的传动气缸如“增粘块”支架装在同一个安装支架上，安装支架用高强度螺栓或焊接的方法固定于机车车架合适的部位。“增粘块”支架可以用金属材料制作，也可以用工程塑料制成，必须保证结构的牢固和强度，但安装支架必须使用一定强度的钢材制作。

如图2所示，增粘块2包裹在一个补强外壳10中，补强外壳10可以由一定强度的有机材料制成，但不得用具有自润滑性能的材料。如尼龙，聚乙烯，聚四氟等。如图示，外壳为开口的U形，当车轮表面与“增粘块”移动方向如图示意时，在车轮转动方向上，外壳与车轮先接触摩擦，起到了清洁车轮表面的作用。随后，较软的增粘材料粘附在表面带入轮轨接触点，改善粘着。在外壳如图示意的上下两个表面，压有＜1mm的浅槽11，有利于图1所示传动机械手的操作。

工作原理

整套装置安装在机车车轮前进方向一侧，在车轮制动闸瓦12的下方。装置主要由增粘块支架1、增粘块2、传动气缸3、管道4、调压阀5 、阀门6、传动机械手7、弹簧8 、活塞9等组成。如果机车车轮有空转倾向时，阀门6被打开，机车上的压缩空气迅速通过管道4和调压阀5进入传动气缸3，活塞9向左运动，压缩弹簧8压动传动机械手抓住“增粘块”向车轮方向移动，使“增粘块”以一定的压力贴靠在转动的车轮表面，在摩擦过程中，增粘材料粘附在车轮踏面上，改善接触点的粘着条件以提高而车轮对与钢轨间粘着系数，抑制和预防空转的发生。同时起到了清理，清洁车轮踏面的作用。当空转倾向消失，阀门6被关闭，传动气缸的活塞9在弹簧8作用下复位，带动机械手向右移动，使“增粘块”离开车轮踏面。

上述实施例为本发明实现方案中的一种，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

本发明的优点在于：通过在车轮滚动表面涂增粘物质的方式，来改变车轮对与钢轨间粘着系数，从而抑制和预防空转的发生，具有操作方便，效果好，且不会出现撒沙沙子容易滚落在轨道之外，影响增粘效果，且容易形成环境污染等问题。且将增粘块安装在一个具有驱动机构的增粘装置中，当在某些条件下，需要增粘物质附着在车轮表面，通过增粘块增粘块贴靠在车轮的滚动表面，使增粘物质涂布在车轮滚动表面上，可以有效根据需要进行增粘的控制，是用于增加机车轮轨间粘着系数，以增加轨道车辆轮对与钢轨间粘着牵引力的有效撒沙替代技术方案。主要有以下几点优点：

1、 采用将增粘物质通过涂布的方式使其粘附在车轮表面上，可以有效避免撒沙技术中的沙子容易滚落到轨道之外的问题，提高增粘物质的利用效率；

2、由于采用增粘装置贴靠车轮，使增粘物质通过摩擦粘附在车轮表面，可以很方便的实现有效控制，便于增粘效果的控制；

3、增粘装置的增粘物质性能可以调整，容易制作和更换。

Claims (9)

1.一种轨道车辆增加轮轨间粘着力的方法，在轨道车辆将要出现空转倾向，需要增加摩擦力时，通过一个增粘装置与转动车轮表面贴靠，并通过增粘装置与转动车轮表面贴靠的摩擦过程中使得增粘装置上的增粘材料粘附在车轮踏面上，改善接触点的粘着条件以提高车轮对与钢轨间粘着系数，实现抑制和预防空转的发生；其特征在于：增粘装置安装在机车车轮前进方向一侧，在车轮制动闸瓦的下方；增粘装置主要由增粘块支架、增粘块、传动气缸、管道、调压阀 、阀门、传动机械手、弹簧 、活塞组成；如果机车车轮有空转倾向时，阀门被打开，机车上的压缩空气迅速通过管道和调压阀进入传动气缸，活塞向左运动，压缩弹簧压动传动机械手抓住增粘块向车轮方向移动，使增粘块以一定的压力贴靠在转动的车轮表面，在摩擦过程中，增粘材料粘附在车轮踏面上，改善接触点的粘着条件，以提高车轮对与钢轨间粘着系数，抑制和预防空转的发生；当空转倾向消失，阀门被关闭，传动气缸的活塞在弹簧作用下复位，带动机械手向右移动，使增粘块离开车轮踏面。

2.如权利要求1所述的轨道车辆增加轮轨间粘着力的方法，其特征在于：所述的增粘块支架带有导向滑道，增粘块的移动只能在滑道内进行；增粘块为柱形固体，其截面是方形，长方形，圆形，椭圆形或梯形。

3.如权利要求2所述的轨道车辆增加轮轨间粘着力的方法，其特征在于：增粘块包裹在一个补强外壳中，补强外壳由有机材料制成，但不得用具有自润滑性能的材料；补强外壳为开口的U形，当增粘块向车轮表面方向移动时，在车轮转动方向上，外壳与车轮先接触摩擦，起到了清洁车轮表面的作用；随后，较软的增粘材料粘附在表面带入轮轨接触点，改善粘着。

4.如权利要求3所述的轨道车辆增加轮轨间粘着力的方法，其特征在于：所述的补强外壳的上下两个表面，压有＜1mm的浅槽，有利于传动机械手的操作。

5. 一种实现权利要求1所述轨道车辆增加轮轨间粘着力的方法的轨道车辆增加轮轨间粘着力的装置，包括轨道车辆车轮，在车轮的旁边设置有增粘装置，增粘装置中含有增粘物质，增粘装置可在车轮需要增加粘性时，贴靠在车轮的外圆表面，将增粘装置中的增粘物质涂布在车轮的车轮踏面上，增加车轮对与钢轨间粘着系数，抑制和预防空转的发生；其特征在于：增粘装置安装在机车车轮前进方向一侧，在车轮制动闸瓦的下方；增粘装置主要由增粘块支架、增粘块、传动气缸、管道、调压阀 、阀门、传动机械手、弹簧 、活塞组成；如果机车车轮有空转倾向时，阀门被打开，机车上的压缩空气迅速通过管道和调压阀进入传动气缸，活塞向左运动，压缩弹簧压动传动机械手抓住增粘块向车轮方向移动，使增粘块以一定的压力贴靠在转动的车轮表面，在摩擦过程中，增粘材料粘附在车轮踏面上，改善接触点的粘着条件，以提高车轮对与钢轨间粘着系数，抑制和预防空转的发生；当空转倾向消失，阀门被关闭，传动气缸的活塞在弹簧作用下复位，带动机械手向右移动，使增粘块离开车轮踏面。

6.如权利要求5所述的轨道车辆增加轮轨间粘着力的装置，其特征在于：所述的增粘装置中含有增粘物质是在增粘装置中设置包含有增粘物质的增粘块，通过一个传动机械手移动增粘块，使增粘块贴靠在车轮踏面上，并通过与车轮踏面的摩擦将增粘块中的增粘物质涂布在车轮踏面上，在车轮踏面上粘附上一些增粘物质，增加车轮对与钢轨间粘着系数，抑制和预防空转的发生。

7.如权利要求6所述的轨道车辆增加轮轨间粘着力的装置，其特征在于：增粘块支架安装在车轮旁边车体的固定构架上，增粘块支架上有导向滑道，所述增粘块安装在导向滑道上，且只能在滑道内移动。

8.如权利要求7所述的轨道车辆增加轮轨间粘着力的装置，其特征在于：所述的增粘块是一种由合成的高聚物材料与可以增加车轮对与钢轨间粘着系数的粉末颗粒物合成的复合材料；其截面是方形，长方形，圆形，椭圆形或梯形。

9.如权利要求8所述的轨道车辆增加轮轨间粘着力的装置，其特征在于：所述的增粘块包括一个复合材料制作成的固体棒式主体，并在复合材料制作的主体外面包裹有一层塑料制成的U形补强外壳，方便增粘块在支架导向滑道内滑动。