CN104694231A - 一种轮轨润滑块 - Google Patents

Abstract

一种轮轨润滑块，固定在钢轨下部的润滑装置上，从钢轨下部沿着钢轨侧面向上伸展，列车经过时润滑块与轮缘接触，润滑材料涂抹在轮缘表面，经过轮缘携带到下一条曲线钢轨侧面，在钢轨侧面形成了一层混合润滑膜达到轮轨润滑目的。本发明涉及润滑块的组成、制造工艺及关键尺寸。

Description

一种轮轨润滑块

技术领域：

在现代轨道交通运输领域，解决轮轨之间的摩擦问题，实施有效的润滑，关系到机车牵引能量消耗、行车安全、轮轨材料消耗及维修成本等一系列重要内容，因此始终受到各国铁路部门的重视。随着铁路运行速度的进一步提高，轮轨润滑问题变得越来越突出。如果对于既有线来说轮轨润滑是关系到运营成本和养护成本的重要因素的话，那么对于快速铁路来说，轮轨润滑已经是事关行车安全和高速运行实现的重要课题；是实现铁路高速运行必须解决的问题，受到各国重载快速铁路设计者的重视。

背景技术：

国内外轮轨润滑技术都包括两个方面内容。其一是曲线钢轨润滑，另一个是机车轮缘润滑。随着铁路运行速度的提高，原有的液体或半流体润滑方式在轮轨润滑领域逐渐显示出局限性。突出问题是在列车气流作用下，喷涂的油脂飞散，污染机车车体、轮轨踏面，从而降低润滑效果。由于轮轨接触应力高达4000MPa以上，液体润滑油的油楔作用加速了金属摩擦面的微裂纹扩展和剥离掉块。另外，夏季部分区段轮轨摩擦点瞬间温度达到400-800℃，传统润滑油脂瞬间被烧毁或蒸发，难以发挥持久的润滑作用。国外上世纪末已经开始应用轮缘固体润滑技术，国内有关单位的轮轨固体润滑工作也进入了应用阶段，但由于固体物质不流动性，无法满足管路输送要求，因而仅限于车载润滑方式，未见在地面固定式钢轨润滑领域应用。

国外地面固定式钢轨润滑方式均采用油脂润滑，国内地铁采用的地面钢轨润滑系统也是油脂润滑方式。

发明内容：

本发明结合国内铁路实际，提出一种用于地面固定式钢轨润滑系统的润滑材料。我国铁路南北温差大，西部风沙，东部潮湿，润滑块长期处于野外自然环境中，必须抵御夏季70℃以上高温、冬季-40℃以下的低温，仍然保持良好的物理特性和润滑特性。润滑块以石蜡为载体，添加聚乙烯蜡提高其软化温度，添加乙烯丙烯共聚物提高其韧性抵抗车轮的冲击。选择高低温润滑添加剂配合使用，保证其具有优良的润滑抗磨性能。

轮轨润滑的位置是轮缘与钢轨侧面，润滑块需要从钢轨下部沿着钢轨侧面向上伸展并与轮缘接触，从而涂覆到车轮轮缘上被车轮带走达到润滑目的。润滑块厚度大了将受到列车车轮垂向冲击而发生碎裂，并且受到车轮轮缘向下的碾压而产生垂向冲击并将冲击传递给机械装置造成机械故障，润滑块过薄本身强度不足将无法满足使用要求，因此润滑块的厚度是关键性参数。列车运动过程中有横向摆动，轮缘与钢轨之间的间隙不能通过理论计算获得，必须通过现场实地测试才能得到，本发明的数值是经过轨道旁多次实测统计后得到的。

本发明润滑技术是这样实现的：首先润滑材料固定在钢轨下部的润滑装置上，列车通过时，润滑材料与经过的车轮接触涂抹在轮缘表面，经过轮缘携带到下一条曲线上，在曲线段离心力作用使轮缘与钢轨侧面密贴传递到钢轨侧面，经过轮轨间多次碾压，在摩擦点附近的高温、高压条件下发生摩擦化学反应，形成了一层混合润滑膜。硫化钨、六方氮化硼、氟化钙、二硫化钼等高温润滑材料在摩擦面表层起到隔离膜的润滑作用，最高适应温度可达到1200℃以上。这种复合润滑隔离层的存在，达到减少磨损的目的。固体润滑膜不容易被带走，不会象油脂那样流失，不会像油脂一样黏附灰尘砂砾，因此有更长的防护润滑寿命。本发明主要技术内容如下：

1、本发明涉及一种轮轨润滑块，其特征在于：润滑块外形为长方体由下列物质按重量百分数配成：润滑添加剂5％至40％和固体石蜡10％至70％和聚乙烯蜡2％至50％和乙烯丙烯共聚物1％至10％。

2、根据权利要求1中所述的一种轮轨润滑块，其特征在于润滑块外形为长方体是指长宽高三条边中至少有一条边长度是5至11毫米。

3、根据权利要求1中所述的一种轮轨润滑块，其特征在于润滑添加剂是选自指石墨、硒化钼、硒化钨、二硫化钼、硫化钨、六方氮化硼、氟化钙、氟化钡、正方氧化铅、六方氧化铬、斜方氧化钛、等轴氧化锆、硫化烯烃棉籽油(T405油性剂)、笨三唑十八铵盐(T406油性剂)二烷基二硫代氨基甲酸铅、二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代氨基甲酸锌、二烷基二硫代磷酸锌、磷酸三甲酚酯、硫化异丁烯、亚磷酸正丁酯、硫磷酸含氮衍生物(T305极压抗磨剂)。

4、根据权利要求1中所述的一种轮轨润滑块，其特征在于聚乙烯蜡是指分子量在十万以下的低分子量聚乙烯，又称高分子蜡和PE蜡。

5、根据权利要求1中所述的一种轮轨润滑块，其特征在于乙烯丙烯共聚物是指乙烯与丙烯共聚产物，是一种不同分子量的高分子混合物，又称乙丙胶和乙丙橡胶。

在一个可以加热搅拌的容器中，将固体石蜡和聚乙烯蜡和乙烯丙烯共聚物加热熔化并搅拌均匀。在120℃以下加入润滑添加剂，搅拌均匀。然后浇铸成型。

附图说明：

图1为一种轮轨润滑块应用实景示意图。

图2为一种轮轨润滑块在钢轨侧面形成的润滑膜示意图。

润滑块经过四列货车约800个车轮碾压后展现的与轮缘接触位置状态见图1，图中润滑块厚度为20mm，润滑块与车轮接触后形成的楔形底边宽度为11mm。图2为润滑块实际使用两天后，前方曲线钢轨钢轨侧面形成的润滑膜示意图。

具体实施方式：

实用例一：

固体石蜡50份和聚乙烯蜡20份和乙烯丙烯共聚物5份加热至160℃-165℃，连续搅拌60分钟至物料均匀。冷却至115℃，加入二硫化钼10份、氟化钙3份、硫化烯烃棉籽油6份、硫磷酸含氮衍生物6份，搅拌均匀，注入内腔尺寸为220mm×150mm×10.5mm的模具，成型。

上述样品现场涂覆效果见附图2。

综上所述，本发明涉及的一种轮轨润滑块，承载能力强、耐高温，涂覆效果良好，消除了传统油脂因产生油楔作用而加速轮轨疲劳裂纹扩展的缺陷，是一种理想的地面钢轨润滑材料。

Claims (5)

1.本发明涉及一种轮轨润滑块，其特征在于：润滑块外形为长方体由下列物质按重量百分数配成：润滑添加剂5％至40％和固体石蜡10％至70％和聚乙烯蜡2％至50％和乙烯丙烯共聚物1％至10％。

2.根据权利要求1中所述的一种轮轨润滑块，其特征在于润滑块外形为长方体是指长宽高三条边中至少有有一条边长度是5至11毫米。

3.根据权利要求1中所述的一种轮轨润滑块，其特征在于润滑添加剂选自指石墨、硒化钼、硒化钨、二硫化钼、硫化钨、六方氮化硼、氟化钙、氟化钡、正方氧化铅、六方氧化铬、斜方氧化钛、等轴氧化锆、硫化烯烃棉籽油(T405油性剂)、笨三唑十八铵盐(T406油性剂)二烷基二硫代氨基甲酸铅、二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代氨基甲酸锌、二烷基二硫代磷酸锌、磷酸三甲酚酯、硫化异丁烯、亚磷酸正丁酯、硫磷酸含氮衍生物(T305极压抗磨剂)。

4.根据权利要求1中所述的一种轮轨润滑块，其特征在于聚乙烯蜡是指分子量在十万以下的低分子量聚乙烯，又称高分子蜡和PE蜡。

5.根据权利要求1中所述的一种轮轨润滑块，其特征在于乙烯丙烯共聚物是指乙烯与丙烯共聚产物，是一种不同分子量的高分子混合物，又称乙丙胶和乙丙橡胶。