RU2152429C1

RU2152429C1 - Rail coating

Info

Publication number: RU2152429C1
Application number: RU98117537/04A
Authority: RU
Inventors: М.И. Баженов; В.Г. Литвиненко; В.Г. Шелудченко; Н.А. Шаравара; В.И. Редькин; И.С. Прохоров; н А.В. Егиазар; А.В. Егиазарян
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Приаргунское производственное горно-химическое объединение"
Priority date: 1998-09-21
Filing date: 1998-09-21
Publication date: 2000-07-10

Abstract

FIELD: preparation of antiwear compositions used in railway transport. SUBSTANCE: coating comprises, %: synthetic molybdenum disulfide, 0.5-2.0; graphite, 0.2. -1.0; polyisobutylene, 1.5-3.0; lubricant grease, 10-20 and diesel or transformer oil, the balance. When transformer oil is used, weight ratio of lubricant grease varies from 10 to 15%, and when diesel oil is used, weight ratio of lubricant grease varies from 16 to 20%. EFFECT: lower wear of wheel pairs of rolling stock and rails over curvilinear area of the tray. 2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области создания противоизносных композиций, используемых на железнодорожном транспорте для снижения износа гребней колес подвижного состава. The invention relates to the field of creating anti-wear compositions used in railway transport to reduce wear of the flanges of the rolling stock.

Известная противоизносная композиция по ТУ 38 УССР 201129-77 (В.В.Синицын "Пластические смазки в СССР", 2 издание, М., Химия, 1984, с.126), содержащая смесь индустриальных масел И-12А и И-20А (1:4), гидратированные кальциевые мыла СЖК фракций широкой нетермообработанной (10%) и C₅-C₆ (6%), графит РС-4 (30%) воду (до 2%). Недостатком данной композиции при ее применении для лубрикации пар трения "колесо-рельс" является ее низкая противоизносная эффективность и неудовлетворительные эксплуатационные качества. Последнее связано с расслоением смеси за счет значительного содержания графита и забивкой им дозирующих устройств.Known anti-wear composition according to TU 38 of the Ukrainian SSR 201129-77 (V.V.Sinitsyn "Plastic lubricants in the USSR", 2nd edition, M., Chemistry, 1984, p.126) containing a mixture of industrial oils I-12A and I-20A ( 1: 4), hydrated calcium soaps of FFA of broad non-heat-treated fractions (10%) and C ₅ -C ₆ (6%), graphite RS-4 (30%) water (up to 2%). The disadvantage of this composition when it is used for lubrication of friction pairs "wheel-rail" is its low anti-wear efficiency and poor performance. The latter is due to the separation of the mixture due to the significant content of graphite and its clogging of metering devices.

Известна также смазка "Рельсовая ЖР" по ТУ 32ЦТ553-83 (В.В.Синицын "Пластичные смазки в СССР, 2 издание, М.,Химия, 1984 г, с.126), содержащая смесь осевого 3 и индустриального И-5А масел (73:5), Na-Ca- мыла жирового гудрона (6%), касторовое масло (5%), саломас (4%), графит ГС-4 или П (6-7%), серу (1%), озокерит (2-3%), воду (до 0,5%), свободную щелочь (до 1% NaOH). Also known is the lubricant Rail Rail in accordance with TU 32TsT553-83 (V.V.Sinitsyn "Greases in the USSR, 2nd edition, M., Chemistry, 1984, p.126), containing a mixture of axial 3 and industrial I-5A oils (73: 5), Na-Ca-soaps of fat tar (6%), castor oil (5%), salomas (4%), graphite GS-4 or P (6-7%), sulfur (1%), ozokerite (2-3%), water (up to 0.5%), free alkali (up to 1% NaOH).

Данное рельсовое покрытие не обладает высокой противоизносной эффективностью, что обусловлено, прежде всего, отсутствием в его составе дисульфида молибдена, и, в частности, синтетического. Природный дисульфид молибдена, получаемый очисткой флотоконцентратов обогатительных фабрик, имеет средний размер частиц на уровне 15-18 мкм, причем содержание фракций до 1 мкм составляет не более 3%, до 5 мкм - не более 20%. Дисульфид молибдена, синтезируемый из химических соединений, содержит до 30-35% частиц размером менее 1 мкм и 50-60% фракций менее 5 мкм. Средний размер частиц синтетического дисульфида молибдена не превышает 10 мкм. This rail coating does not have a high anti-wear efficiency, which is due, first of all, to the absence of molybdenum disulfide, and, in particular, synthetic, in its composition. The natural molybdenum disulfide obtained by purification of flotation concentrates of concentration plants has an average particle size of 15-18 μm, and the content of fractions up to 1 μm is no more than 3%, up to 5 microns - no more than 20%. Molybdenum disulfide synthesized from chemical compounds contains up to 30-35% of particles less than 1 micron in size and 50-60% of fractions less than 5 microns. The average particle size of the synthetic molybdenum disulfide does not exceed 10 microns.

По способности внедряться в металл и образовывать поверхностную пленку синтетический дисульфид молибдена превосходит все известные противоизносные присадки. Пленка имеет высокое сопротивление продавливанию. Предел текучести 35000 кг/мм²,что выше предела текучести некоторых сталей. Повышенные температуры не ухудшают смазывающих свойств MoS₂.Synthetic molybdenum disulfide surpasses all known anti-wear additives in its ability to penetrate into metal and form a surface film. The film has a high burst resistance. The yield strength of 35,000 kg / mm ² , which is higher than the yield strength of some steels. Elevated temperatures do not impair the lubricity of MoS ₂ .

Для устранения недостатков известных рельсовых покрытий и обеспечения высокой противоизносной эффективности при использовании в условиях температур окружающего воздуха от -40^oC до +25^oC предложено рельсовое покрытие, включающее в свой состав графит и минеральное масло, отличающееся тем, что композиция дополнительно содержит синтетический дисульфид молибдена 0,5-2,0% мас.; в совокупности со следующими компонентами, % мас.:
графит - 0,2-1,0
полиизобутилен - 1,5-3,0
солидол - 10,0 -20,0
дизельное или трансформаторное масло - до 100
Причем при применении трансформаторного масла, массовая доля солидола составляет 10 -15%, а при использовании дизельного 16 -20%.To eliminate the disadvantages of the known rail coatings and ensure high anti-wear efficiency when used in ambient temperatures from -40 ^o C to +25 ^o C, a rail coating is proposed that includes graphite and mineral oil, characterized in that the composition additionally contains synthetic disulfide molybdenum 0.5-2.0% wt .; in conjunction with the following components,% wt .:
graphite - 0.2-1.0
polyisobutylene - 1.5-3.0
solidol - 10.0 -20.0
diesel or transformer oil - up to 100
Moreover, when using transformer oil, the mass fraction of solid oil is 10 -15%, and when using diesel 16 -20%.

Применение состава с трансформаторным маслом предназначено преимущественно для температур окружающего воздуха от -10^oC до -40^oC, композицию с дизельным маслом предпочтительно использовать в области температур от +25^oC до -10^oC.The use of the composition with transformer oil is intended primarily for ambient temperatures from -10 ^o C to -40 ^o C, the composition with diesel oil is preferably used in the temperature range from +25 ^o C to -10 ^o C.

Разработанная композиция за счет использования известных минеральных масел, содержащих собственные эффективные антикоррозионные и стабилизирующие добавки, и солидола по новому назначению в совокупности с такой антифрикционной добавкой, как синтетический MoS₂ и др., обеспечивает очень высокие противоизносные свойства и защиту гребней колес подвижного состава. Она предназначена, прежде всего, для применения в пневмодозирующих системах, установленных на электровозах-рельсосмазывателях.The developed composition due to the use of well-known mineral oils containing its own effective anti-corrosion and stabilizing additives, and solidol for a new purpose, together with such an anti-friction additive as synthetic MoS ₂ and others, provides very high anti-wear properties and protection of wheel flanges. It is intended primarily for use in pneumatic dosing systems mounted on electric locomotives-rail lubricators.

Эффективность предлагаемой композиции в сравнении с известной представлена следующим примером. The effectiveness of the proposed composition in comparison with the known is presented by the following example.

В таблице 1 приведены основные показатели противоизносных свойств сравниваемых рельсовых покрытий в оптимальном соотношении компонентов, входящих в их состав. Table 1 shows the main indicators of anti-wear properties of the compared rail coatings in the optimal ratio of the components included in their composition.

Известная смазка "Рельсовая ЖР" содержала 74,0% смеси осевого 3 и индустриального И-5А масел (73:5); 6% графита П; 1% серы; 3% озокерита; 0,5% воды; 0,5% свободной щелочи NaOH; 6% Na-Ca мыла жирового гудрона; 5% касторового масла, 4% саломаса. Known lubricant Rail Rail contained 74.0% of a mixture of axial 3 and industrial I-5A oils (73: 5); 6% graphite P; 1% sulfur; 3% ozokerite; 0.5% water; 0.5% free alkali NaOH; 6% Na-Ca tar oil soap; 5% castor oil, 4% salomas.

Предлагаемая композиция включала, мас. %:
синтетический дисульфид молибдена - 1,5
графит электротехнический (C-1) - 0,5
полиизобутилен - 2,0
солидол (УС-2) - 17,0
дизельное масло (М10Г2) - 79,0
При использовании трансформаторного масла его содержание составляло 84,0%; солидола - 12,0%, концентрация остальных компонентов поддерживалась аналогично вышеуказанным.The proposed composition included, by weight. %:
synthetic molybdenum disulfide - 1.5
electrotechnical graphite (C-1) - 0.5
polyisobutylene - 2.0
solidol (US-2) - 17.0
diesel oil (M10G2) - 79.0
When using transformer oil, its content was 84.0%; solidol - 12.0%, the concentration of the remaining components was maintained similar to the above.

Показатели определялись на четырехшариковом трибометре (ЧШМТ) по ГОСТ 9490-75. Как видно из представленных данных, новая композиция по сравнению с известной обеспечила снижение диаметра пятна износа с 0,65 мм до 0,32-0,41 мм. Данный показатель служит основным критерием противоизносных рельсовых покрытий (в дальнейшем это подтвердили и промышленные испытания). У предлагаемой композиции выше несущая способность: достигаемая критическая нагрузка составила 82-86 кг против 74 кг для известного состава. The indicators were determined on a four-ball tribometer (ChShMT) according to GOST 9490-75. As can be seen from the data presented, the new composition compared with the known one provided a decrease in the diameter of the wear spot from 0.65 mm to 0.32-0.41 mm. This indicator serves as the main criterion for anti-wear rail coatings (further industrial tests also confirmed this). The proposed composition has higher load-bearing capacity: the achieved critical load was 82-86 kg versus 74 kg for a known composition.

В таблице 2 приведены данные по обоснованию оптимальных значений содержания в предлагаемом покрытии антифрикционных присадок. Для опытов использовали состав, содержащий 79% мас. дизельного масла, 2% полиизобутилена, 16% солидола при суммарной концентрации синтетического дисульфида молибдена и графита 3,0%. Увеличивая либо уменьшая содержание данных ингредиентов, соответственно изменяли содержание солидола. Так при суммарной концентрации дисульфида молибдена и графита 1,0% содержание солидола составляло 18. Table 2 shows the data on the rationale for the optimal values of the content in the proposed coating of antifriction additives. For experiments used a composition containing 79% wt. diesel oil, 2% polyisobutylene, 16% solidol with a total concentration of synthetic molybdenum disulfide and graphite 3.0%. Increasing or decreasing the content of these ingredients, respectively, the content of solidol was changed. So at a total concentration of molybdenum disulphide and graphite of 1.0%, the solid content was 18.

Анализ представленных результатов показывает, что минимальный диаметр пятна износа 0,30-0,40 мм достигается при концентрациях синтетического дисульфида молибдена и графита соответственно 0,5-2,0% и 0,2-1,0%. The analysis of the presented results shows that the minimum diameter of the wear spot of 0.30-0.40 mm is achieved at concentrations of synthetic molybdenum disulphide and graphite, respectively 0.5-2.0% and 0.2-1.0%.

Аналогичные зависимости были получены и при использовании трансформаторного масла. В оптимальной области содержаний дисульфида молибдена и графита минимальный диаметр пятна износа составил 0,39 мм. Similar dependences were obtained using transformer oil. In the optimal range of molybdenum and graphite disulfide contents, the minimum diameter of the wear spot was 0.39 mm.

Таким образом, лабораторные исследования позволили установить граничные значения массовой доли присадок в предлагаемой композиции. Область оптимальных содержаний минеральных масел, полиизобутилена и солидола определялась путем промышленных испытаний с использованием пневмодозирующей системы подачи смазки на боковую грань наружного рельса. Данная система была установлена на электровозах-рельсосмазывателях ВД-60. Испытания проводились на Забайкальской железной дороге в зимний и летний периоды 1997-1998 гг. Критерием оптимизации процесса было выбрано стабильное нанесение рельсового покрытия на криволинейных участках пути с минимальным расходом смеси. В зимнее время эксплуатировалась смесь на основе трансформаторного масла, в летнее - на основе дизельного. В ходе испытаний было определено, что при использовании дизельного масла, графита 0,2-1,0%, синтетического MoS₂ 0,5-2,0%, оптимальной областью содержаний солидола является 16-20%, при применении трансформаторного масла граничные содержания солидола составляют 10-15%. Полиизобутилен 1,5-3,0%, повышает адгезионную способность смеси. В указанных пределах оптимальных содержаний компонентов расход рельсового покрытия составил 300-350 г/км пути.Thus, laboratory studies have established the boundary values of the mass fraction of additives in the proposed composition. The optimal content of mineral oils, polyisobutylene and solid oil was determined by industrial tests using a pneumatic dosing system for supplying lubricant to the side face of the outer rail. This system was installed on electric locomotives-rail lubricators VD-60. The tests were carried out on the Trans-Baikal Railway in the winter and summer periods of 1997-1998. The criterion for the optimization of the process was selected stable deposition of rail coating on curved sections of the track with a minimum flow rate of the mixture. In winter, a mixture based on transformer oil was operated, in the summer, based on diesel. During the tests, it was determined that when using diesel oil, graphite 0.2-1.0%, synthetic MoS ₂ 0.5-2.0%, the optimal range of solid oil contents is 16-20%, when using transformer oil, the boundary contents solidol is 10-15%. Polyisobutylene 1.5-3.0%, increases the adhesive ability of the mixture. Within the indicated limits of the optimal component contents, the consumption of rail coating amounted to 300-350 g / km of track.

Применение указанной композиции по сравнению с известными обеспечило снижение износа гребней колес локомотивов с 0,45-0,50 мм/км пробега до 0,25-0,30 мм/км. The use of this composition in comparison with the known ones provided a decrease in the wear of the wheel flanges of locomotives from 0.45-0.50 mm / km to 0.25-0.30 mm / km.

Claims

1. A rail coating containing graphite and mineral oil, characterized in that it further comprises synthetic molybdenum disulfide, polyisobutylene and solid oil and contains diesel or transformer oil as mineral oil in the following ratio, wt.%:
Synthetic molybdenum disulfide - 0.5 - 2.0
Graphite - 0.2 - 1.0
Polyisobutylene - 1.5 - 3.0
Solid oil - 10.0 - 20.0
Diesel or transformer oil - Up to 100
2. The rail coating according to claim 1, characterized in that when using transformer oil, it contains solid oil in an amount of 10-15%, and when using diesel, 16-20% by weight.