CN2102225U - 机车安装轮轨润滑装置 - Google Patents

Abstract

一种机车安装轮轨润滑装置，其结构包括电子控 制器，电控阀，总开关气阀，气路系统，油脂罐，油脂管 路，喷头。该装置利用机车上0.5～1.0MPa的压缩 空气为动力，机车速度为控制信号，自动控制地周期 推动喷头⑨的柱塞，驱使油脂以定量雾化形态，连续、 均匀地喷出，并能准确地喷到车轮⑩的轮缘上，达到 自动地进行轮轨润滑作业。每个油脂罐⑦一次装入 3.6公斤油脂，油脂不粘附罐壁，可供润滑距离约 8000公里。

Description

本实用新型是一种机车安装轮轨润滑装置，该装置用于以压缩空气为动力，机车速度为控制信号，用于曲线和直线运行的轮轨润滑，是减少轮缘磨损、节约能耗、提高运能、降低脱轨倾向、保证行车安全的重要措施。

减少轮轨磨损向轮缘和钢轨接触部位加适量润滑剂方法较多，目前国内采用的有两类：一类是在地面上安装，润滑剂采用油脂，该装置在网路外侧装有联动的压头，当列车通过时，车轮踏面将压头压下，通过杠杆系统驱动脂缸中的柱塞泵，将油脂通过管路泵出涂复在轮轨内侧角，这种装在线路道旁的装置只能解决曲线线路润滑问题，每台装置的润滑距离为1～1.2公里，管理、养护不便，且装置附近的线路易于污染，弄脏。二是在车上安装的轮轨润滑器，又分为五种：

1.滚轮式涂油器：安装在机车上，    日本FUJi公司制造（见NOV－12.1985）我国秦川机床厂、上海中华润滑器厂、铁道部科学研究院中试基地都有类似仿制，该装置是以一个带沟槽的橡胶轮与车轮轮缘啮合，当车轮转动时带动胶轮旋转，胶轮带动柱塞泵，柱塞泵与油罐连接将油泵至胶轮沟槽处，利用胶轮转动的离心力通过胶轮园周等距离分布的六个小孔将油甩到轮缘上。

该装置虽然能随机车的运行而润滑，但只能用油类作润滑剂，胶轮高速转动并承受压力，很易损坏，油通过六个小孔甩出大部分小孔瞬时并未对准轮缘，润滑油的利用率较低，理论上只有1／6能利用，没起作用的油甩至车底甚至钢轨踏面产生污染和打滑，冬季工作性能也较差。

2.负压轮缘喷油器：安装在机车上使用，法国制造随进口的电力机车带入国内，株州机械厂电机学校有仿制，应用该装置配有空气管路与机车压缩空气相接，空气管路通断由电控阀控制。机车运行时，速度表产生电压信号通过电子控制器，按定距将电控阀开通，压缩空气通过套管式喷嘴喷出，压缩空气喷出时靠气流形成负压将油喷至轮缘，这种装置缺点是（1）只能用油类作润滑剂；（2）由于是气流负压，喷射力小，易产生堵塞，尤其是环境温度较低时更甚；（3）装置加油时必须将油路充满不能留空气，否则喷油不正常；（4）油的粘度小有甩油污染问题。

3.轮缘钢轨润滑系统：（Wheel  Flange  and  RailLubricafion  system）美国opco公司生产（附资料）装在机车上应用，管路系统与法国轮缘喷油器相似，采用油脂润滑，喷头为气泵式，电子控制器按定距将气路电控阀开通，压缩空气施压在柱塞的大头上产生大的压力推动柱塞，将定量的油脂通过嘴子挤压在轮缘上，这种装置在国内还没有应用，其优点：（1）采用油脂润滑；（2）推动力较大可将油脂挤喷出去。缺点：（1）喷嘴结构较复杂；（2）用气泵挤喷，油脂到轮缘上不够均匀，成小颗粒或小团块状。

4.工务小车式润滑装置：是装在工务车应用的轮轨润滑系统，在美国有应用，在小车上单独装配动力，压缩空气、管路系统，润滑剂和控制装置，工务小车定期上线路对轮轨润滑，其缺点是：（1）在繁忙的线路上不能应用；（2）要达到充分润滑需多部工务小车造价较高。

5.机车轮缘喷油器：北京铁路局新技术开发咨询服务公司的实用新型专利：CN87206805V，装在机车上使用，利用机车横动量通过曲线时的偏移量，用机械传动使喷油嘴伸缩，曲线上给油直线上停止，冬季可用蒸汽预热，保证喷油顺利不间断，其缺点是：只能用油类作润滑剂，且只能实现曲线轮轨润滑。

本实用新型的目的是提供一种新型的机车安装轮轨润滑装置，可克服上述现有技术中的缺点，该装置不仅用于曲线运行轮轨润滑，而且也解决了直线地段运行的轮轨润滑。本装置的润滑剂为油脂类，特点是将油脂以雾化状态均匀地、连续地喷射到轮缘上，其减磨性和长效性较油类高出数十倍，采用油脂润滑粘附性好，极压性高，不易流失和甩出污染。

本实用新型的目的可通过如下措施达到：    在喷头的柱塞上设有油脂定量槽沟，采用压缩空气直喷式，可将定量的油脂连续均匀雾化的喷至轮缘，柱塞底部为平形或弧形结构，弧形结构为最佳，压缩空气形成的气流，有自动排脏功能，使柱塞不易被小颗粒异物卡住，喷头柱塞设计由简单的一次直线运动，同时完成三个功能：开动气路；使油脂槽对准气路；气流使油脂雾化通过喷嘴喷出。

喷头的喷嘴有三种结构形成：（1）刚性式；（2）弹性式——在机车运行中轮轴的横向移动和纵向跳动，万一超限与喷嘴碰撞，弹性喷嘴有自动退让和复位功能。（3）挠性式——安装方便。当安装喷头时，位置不十分准确，可用手搬动挠性喷嘴使其对准轮缘。此外，万一产生轮缘和喷嘴碰撞时挠性喷嘴也有退让性能不致碰坏。

喷头的油脂由油脂罐供给。油脂罐由罐体、加脂口、接脂口、单向阀、气嘴、反向斜孔、滤网等组成。油脂粘度较大容易和油脂罐内壁粘附，产生不能连续供脂现象，本设计采用了小巧的匀脂器结构，利用压缩空气充入时，匀脂器周围的反向小孔产生的气流喷到脂罐顶部，再沿罐体内壁下吹使罐内四壁油脂均匀下移。单向阀为浮动锥阀，能限定泄漏，不仅使罐中保持一定的压力完成喷头定量槽充脂，而且防止油脂随排气气流带出，单向阀使罐内压力略低于工作压缩空气的压力，每次充气由于压差的存在均会产生匀脂作用的气流。

这套轮轨润滑装置在机车上安装的布局为分散式，即每个喷头附近都配有一个小油脂罐，可减小脂路长度和压力的损失，利用机车上0.5～1.0MPa的压缩空气可直接有力地驱动工作，不需再另增压。分散式的布局不仅减少油脂输送管路还不易堵塞，所需动力减小，    安装也比较简单。

本实用新型在机车上安装可以完全自动控制地进行 轮轨润滑作业，实现铁路全线轮轨油脂润滑，在轮缘上喷射的油脂是连续、均匀的雾化状态，当喷嘴和轮缘距离25～40mm时，喷射油脂宽度为8～10mm符合定位润滑要求。每个脂罐一次装入3.6kg油脂，可供润滑距离约8000公里，且匀脂性能良好，由于脂罐中的油脂均匀下移，在喷脂中无堵塞、无不喷现象。

利用该装置进行轮轨润滑可降低轮缘磨损，钢轨侧磨3－10倍，节约牵引能量5－8％，且降低了脱轨倾向，提高了运能和安全性，降低操声、减少轮轨维修和更换。

该装置配用JH型石墨油脂，在－50℃低温时仍能正常工作。

本实用新型的具体结构由以下附图绘出：

图1A：机车安装轮轨润滑装置原理示意图

图1B：是喷头和脂罐在机车上的安装结构图

图2A：喷头准备位

图2B：喷头工作位

图2C：喷嘴的三种形式

（1）刚性式    （2）弹性式    （3）挠性式

图3：脉冲充压匀脂型脂罐

下面结合附图作进一步详述：

参见图1A：①接机车电源（DC.75V或110V），电子控制器③，根据机车速度表②的信号积分，达到给定的距离值时，③将电控阀④开通，从总开关阀⑤来的压缩空气进入到气路系统⑥，一部分压缩空气进入油脂罐⑦，进行油脂加压；一部分压缩空气进入喷头⑨，将喷头内定量的油脂雾化，喷出到车轮⑩的轮缘上。经2秒延时，电子控制器③将电控阀④关断，压缩空气被截断，气路系统⑥中的残余压缩空气排放，油脂罐⑦中的残留压缩空气继续保压，使油脂管路⑧中的油脂向喷头供应，等待下一个工作周期。

图1B：是喷头和脂罐在机车上的安装结构图，喷头的安装支架②，焊在机车构架

上，通过喷头上的大螺母①将喷头⑨固定在支架②上，调整喷头喷咀的位置，使其对准车轮⑩的轮缘（如图1B右下角图示意），喷咀至轮缘表面的距离为40－80mm。脂罐⑦，用安装螺丝装在机车构架上，脂罐的下部出脂口通过耐油胶管⑧与喷头接脂咀③相联；喷头的接气咀④以及脂罐上部的充气口均通过耐压胶管⑤与受电控伐控制的主气路⑥相接。

参见图2A：为喷头结构，图示处于正常的准备位。喷头由固定螺母①装在安装架②上。油脂嘴③与油脂罐相通，油脂在压力作用下，充满定量槽⑤，气嘴④与系统气路相接，当气路开通后压缩空气进入气嘴④推动柱塞⑥向上运动，使油脂定量槽⑤的位置上移，对准喷头内气路⑦，同时，由于柱塞⑥的上移，喷头内气路⑦开通，压缩空气直接吹到油脂定量槽⑤内的油脂上，将该部分油脂经由喷嘴⑧喷出，由于采用直喷式，动力较大，将油脂雾化。2秒工作完成，系统气路排放时，弹簧

将柱塞⑥复位，喷头内脂路⑩在油脂罐压力作用下，仍充满压力油脂，使油脂定量槽又充满油脂，等待下一个工作周期。柱塞底⑨设计为弧形面，利用压缩空气气流作用，有自动排脏功能。

参见图2B：喷头处于喷脂工作位，油脂定量槽①对准喷嘴气路。

参见图2C：喷头喷嘴的三种形式

（1）刚性式：普通刚性喷嘴①

（2）弹性式：由耐油胶管①和园形弹簧②组成，适用于机车轮轴游动较大的情况，若遇轮缘碰撞喷嘴时，这种喷嘴有退让和自动复位功能，保证安全。

（3）挠性式：采用耐油胶管①和金属蛇皮管②结构，迁用于喷头不好安装，尺寸对不准的场合，这种喷嘴可随机调位对准轮缘。

参见图3：为脉冲充压匀脂型脂罐，吊架①挂吊在机车侧架上，②为手动密封加脂口，③是具有滤网的接脂口，通过耐油耐压胶管与喷头油脂嘴相联。该油脂罐的主要特点是采用了匀脂器④和浮动锥阀⑤，当压缩空气通过脂罐气嘴⑥进入脂罐时，压缩空气将浮动锥阀⑤压下，通过⑤上的侧槽很快流入匀脂器④，气流通过④上的反向斜孔⑦吹出，吹向脂罐顶壁返下，形成的气流将向油脂罐内壁粘附的油脂吹下，起到匀脂作用，当系统气路排放时，油脂罐内残余压缩空气，将浮动锥阀推起，密封了气嘴⑥，使油脂罐内保压，而此压力值低于工作气压，下一个工作周期到来时，仍然形成气流。

该装置安装在ND5内燃机车上进行轮轨润滑实验。把该装置接机车电源，根据机车速度在运行时发出的信号积分，达到给定的距离值时，电子控制器将电控阀开通，从总开关来的压缩空气进入气路系统，一部分压缩空气进入油脂罐，进行油脂加压，一部分压缩空气进入喷头，将喷头内定量的油脂雾化、均匀、连续地喷到车轮的轮缘上，经过2秒钟延时，电子控制器将电控阀关断，同时压缩空气被截断，气路系统中的残余压缩空气排放；油脂罐中的残留压缩空气继续保压，使油脂管路中的油脂向喷头供应等待下个工作周期，周而复始地完成自动控制轮轨润滑，实验结果情况良好，最早用的一台机车已运行8万公里，测得磨损对比：原用现场自制土油盒进行轮轨润滑其磨损量为0.89mm／万公里，用该装置后为0.09mm／万公里，降低9倍。

Claims (5)

1、一种机车安装轮轨润滑装置其结构包括：电子控制器3，电控阀4，总开关气阀5，气路系统6，油脂罐7，油脂管路8，喷头9，本实用新型的特征是在喷头的柱塞上设有油脂定量槽，喷头为直喷雾化式，喷头上安装喷咀，喷头、油脂罐为分散式布局。

2、根据权利要求1所述的机车安装轮轨润滑装置其特征在于喷头的柱塞底部为平形或弧形结构。

3、根据权利要求1所述的机车安装轮轨润滑装置其特征在于喷嘴为刚性式、弹性式、挠性式三种结构。

4、根据权利要求1所述的机车安装轮轨润滑装置其特征在于油脂罐加有匀脂器。

5、根据权利要求4所述的机车安装轮轨润滑装置其特征在于所述匀脂器设有单向阀和反向小孔。

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