RU2225307C2 - Lubrication system of open friction surfaces - Google Patents
Lubrication system of open friction surfaces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2225307C2 RU2225307C2 RU2002112303/06A RU2002112303A RU2225307C2 RU 2225307 C2 RU2225307 C2 RU 2225307C2 RU 2002112303/06 A RU2002112303/06 A RU 2002112303/06A RU 2002112303 A RU2002112303 A RU 2002112303A RU 2225307 C2 RU2225307 C2 RU 2225307C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- friction
- guide
- lubrication system
- friction surfaces
- composite
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lubricants (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к системам смазки открытых поверхностей трения тяжелонагруженных узлов транспортных механизмов и машин.The present invention relates to lubrication systems for open friction surfaces of heavily loaded components of transport mechanisms and machines.
Для железнодорожного транспорта снижение износа гребней бандажей и боковых поверхностей головок рельсов в кривых участках пути является чрезвычайно важной проблемой. Кроме наличия повышенного износа контактирующих поверхностей эта проблема представляет собой реальную угрозу безопасности движения за счет схватывания контактирующих поверхностей и повышения вероятности вкатывания колеса на наружный рельс кривой почти на 30%.For railway transport, reducing the wear of the ridges of the bandages and the lateral surfaces of the rail heads in the curved sections of the track is an extremely important problem. In addition to the presence of increased wear of the contacting surfaces, this problem poses a real threat to traffic safety due to the setting of the contacting surfaces and increasing the likelihood of the wheels rolling into the outer rail of the curve by almost 30%.
По данным американских исследователей [1] “вредное” трение вызывает дополнительный расход топливно-энергетических ресурсов на ведение поезда почти на 20%.According to American researchers [1], “harmful” friction causes an additional consumption of fuel and energy resources for running a train by almost 20%.
Мировой опыт применения лубрикации боковых граней головок рельсов и контактирующей поверхности гребней бандажей, озвученный на международной конференции в Лондоне еще в октябре 1957 г. [2], подтверждает, что такая лубрикация обеспечивает снижение износа гребней бандажей колес в три раза, а в отдельных случаях - даже в шесть раз. При этом за счет неизбежного автоматического ротапринтного смазывания боковой грани головки рельса снижается и ее износ в два раза, а при нанесении смазки более часто - и более.The world experience in applying lubrication of the lateral faces of rail heads and the contact surface of tire ridges, announced at an international conference in London in October 1957 [2], confirms that such lubrication provides a three-fold reduction in wear of wheel tire ridges, and in some cases - even six times. At the same time, due to the inevitable automatic rotaprint lubrication of the side face of the rail head, its wear is reduced by half, and more often when applying grease.
Разработанные в 60-е годы и нашедшие широкое применение на практике брикетированные композиционные смазки [3] работоспособны при температуре до 400°С (возникает на поверхности бандажа при торможении чугунными колодками).Developed in the 60s and widely used in practice, briquetted composite lubricants [3] are operable at temperatures up to 400 ° C (occurs on the surface of the brace when braking with cast-iron blocks).
В настоящее время наибольших успехов в решении проблемы снижения износа боковых граней головок рельсов и гребней колес железнодорожного подвижного состава добились специалисты США и России. Существуют различные пути решения этой проблемы - от напыления жидкой смазки или нанесения слоя консистентной смазки - до напыления нескольких жидких полимеров, которые, соединяясь на боковой грани головки рельса, образуют твердую фазу, не воспринимающую налипание песка и имеющую повышенную несущую способность. По нашему мнению наиболее перспективной является система смазки с расплавом легкоплавкой металлической составляющей с низким коэффициентом трения, что обеспечивает надежную защиту контактирующих поверхностей от износа и низкий коэффициент трения.At present, the greatest success in solving the problem of reducing the wear of the side faces of the rail heads and wheel flanges of railway rolling stock has been achieved by specialists from the USA and Russia. There are various ways to solve this problem - from spraying a liquid lubricant or applying a layer of grease - to spraying several liquid polymers, which, when combined on the side of the rail head, form a solid phase that does not perceive sand sticking and has an increased bearing capacity. In our opinion, the most promising is a lubrication system with a melt of low-melting metal component with a low coefficient of friction, which provides reliable protection of contact surfaces from wear and a low coefficient of friction.
Теоретические исследования смазочного слоя с плавлением направляющей или добавленной в смазку легкоплавкой металлической компоненты [4] показывают перспективность применения подобного технического решения.Theoretical studies of the lubricating layer with melting of the guide or low-melting metal components added to the lubricant [4] show the promise of using such a technical solution.
Существуют различные пути решения данной проблемы. Например, известна система для нанесения смазывающего вещества на поверхность трения [5], содержащая заполненный смазывающим веществом корпус, на одном конце которого смонтирован полый смазывающий стержень, выполненный из гибкого эластичного материала с множеством сквозных продольных каналов для прохода смазывающего вещества к обрабатываемой поверхности трения. При этом другой конец корпуса связан с источником сжатого воздуха, предназначенным для перемещения к поверхности трения смазывающего стержня и смазывающего вещества по продольным каналам последнего.There are various ways to solve this problem. For example, there is a known system for applying a lubricant to a friction surface [5], comprising a housing filled with a lubricant, at one end of which a hollow lubricating rod is mounted, made of flexible flexible material with many through longitudinal channels for the passage of the lubricant to the friction surface being treated. At the same time, the other end of the housing is connected to a source of compressed air intended for moving to the friction surface of the lubricating rod and lubricant along the longitudinal channels of the latter.
Вышеописанная система смазки обеспечивает постоянную подачу жидкого смазывающего вещества на смазываемую поверхность, при этом, сохраняя постоянство расхода смазывающего вещества, она создает возможность управлять расходом смазывающего вещества путем изменения величины давления сжатого воздуха, которое контролируется оператором или отдельным устройством управления. Она имеет высокую эффективность эксплуатации при обслуживании закрытых узлов трения, например широко известных в машиностроении тяжелонагруженных подшипников скольжения.The above lubrication system provides a constant supply of liquid lubricant to the lubricated surface, while maintaining a constant flow rate of the lubricant, it creates the ability to control the flow of the lubricant by changing the pressure value of the compressed air, which is controlled by the operator or a separate control device. It has high operational efficiency when servicing closed friction units, for example, heavy-loaded plain bearings widely known in mechanical engineering.
Однако она практически неприменима в условиях эксплуатации железнодорожного транспорта с открытыми узлами трения (например, контакт гребня бандажа колеса с боковой гранью головки рельса), когда рабочие поверхности покрываются железнодорожной пылью (измолотый песок и металлические продукты износа чугунных тормозных колодок).However, it is practically not applicable in operating conditions of railway transport with open friction units (for example, the contact of the wheel band crest with the side face of the rail head), when the working surfaces are covered with railway dust (ground sand and metal wear products of cast-iron brake pads).
Кроме того, данное устройство из-за отсутствия обратной связи не в состоянии дозировать оптимальное количество смазки, что ведет не только к неоправданному ее перерасходу, но и попаданию смазки на поверхность качения бандажа, а значит - к повышенному боксованию локомотива, т. е. к повышенному износу рельсов и колес и даже разрывам поездов.In addition, due to the lack of feedback, this device is not able to dispense the optimal amount of lubricant, which leads not only to its unjustified overspending, but also to the grease getting on the rolling surface of the bandage, which means to increased blocking of the locomotive, i.e., to increased wear of rails and wheels and even train breaks.
По нашему мнению в основу изобретения должна быть положена система смазки гребня бандажа колеса, а от него автоматически ротапринтно и боковой грани головки рельса, которая за счет своей конструкции обеспечит:In our opinion, the invention should be based on the lubrication system of the wheel band crest, and from it automatically the rotaprint and the side face of the rail head, which due to its design will provide:
- локальное дозированное нанесение смазки (боковая грань гребня колеса), предотвращая ее попадание на рабочую поверхность колеса и рельса;- local dosed lubrication (side face of the wheel flange), preventing it from falling onto the working surface of the wheel and rail;
- надежную работу системы смазки при наличии осадков, грязи и железнодорожной пыли в условиях низких (мороз) и высоких (нагрев поверхности бандажа чугунной тормозной колодкой при торможении) температур;- reliable operation of the lubrication system in the presence of precipitation, dirt and railway dust in conditions of low (frost) and high (heating the surface of the bandage with a cast-iron brake shoe during braking) temperatures;
- автоматическое поддержание заданной толщины смазочного слоя и покрытие сопряженных поверхностей трения металлической компонентной с низким коэффициентом трения;- automatic maintenance of a given thickness of the lubricating layer and coating of the mating friction surfaces with a metal component with a low coefficient of friction;
- высокую адгезию легкоплавкой металлической компоненты к поверхности гребня бандажа и боковой грани головки рельса;- high adhesion of the fusible metal component to the surface of the ridge of the bandage and the side face of the rail head;
- защиту рабочего слоя фторопластовой пленкой, снижающей поверхностные напряжения;- protection of the working layer with a fluoroplastic film that reduces surface stresses;
- предотвращение задиров поверхностей трения;- prevention of scuffing of friction surfaces;
- снижение коэффициента трения в точке контакта гребня бандажа и боковой грани головки рельса на порядок и более;- reduction of the coefficient of friction at the contact point of the ridge of the bandage and the side face of the rail head by an order of magnitude or more;
- снижение вероятности вползания колеса на головку рельса в кривом участке пути на 20…30% в зависимости от скорости движения;- reduction in the probability of creep of the wheel onto the rail head in the curved section of the track by 20 ... 30% depending on the speed of movement;
- использование "вредного" фрикционного нагрева для расплава металлической компоненты, с целью нанесения ее тонкой пленкой на поверхности трения, а также для снижения вязкости смазывающего вещества в кольцевом зазоре плавающий поршень - корпус смазывающего элемента;- the use of "harmful" frictional heating to melt the metal component, in order to apply it with a thin film on the friction surface, as well as to reduce the viscosity of the lubricant in the annular gap, the floating piston is the case of the lubricating element;
- формирование на гребне бандажа и боковой грани головки рельса композиционной антифрикционной пленки, не принимающей на себя железнодорожную пыль.- the formation on the crest of the bandage and the side face of the rail head of a composite antifriction film that does not accept railway dust.
Поставленные задачи решаются системой смазки открытых поверхностей трения, содержащей установленный в направляющей с возможностью совершения поступательного перемещения в сторону смазываемой поверхности трения композиционный смазывающий элемент, прижатый к одной из поверхностей трения, и устройство для прижатия указанного элемента к поверхности трения, который согласно изобретению содержит теплостойкий изнашиваемый композиционный корпус, выполненный по форме направляющей в виде прямоугольника или цилиндра, внутренняя полость которого заполнена смазывающим веществом и закрыта со стороны смазываемой поверхности плавающим антифрикционным поршнем, несущим в себе легкоплавкую металлическую компоненту, плавящуюся в результате нагрева от трения о гребень бандажа с целью нанесения тонкой металлической пленки с низким коэффициентом трения на защищаемую поверхность трения, а также передающую через тело поршня тепло смазочному веществу для снижения его вязкости с целью автоматической оптимизации заданной толщины смазочного слоя на гребне колеса и предотвращения попадания его на рабочую поверхность колеса.The tasks are solved by a lubrication system of open friction surfaces, comprising a composite lubricating element mounted on a guide with the possibility of translational movement towards the lubricated friction surface, pressed against one of the friction surfaces, and a device for pressing said element to the friction surface, which according to the invention contains heat-resistant wear composite housing made in the form of a guide in the form of a rectangle or cylinder, the inner cavity to filled with a lubricant and closed on the lubricated surface by a floating antifriction piston carrying a low-melting metal component, melting as a result of heating from friction against the crest of the band with the aim of applying a thin metal film with a low coefficient of friction to the protected friction surface, and also transmitting through the body the piston heat the lubricant to reduce its viscosity in order to automatically optimize the specified thickness of the lubricant layer on the wheel flange and prevent falling it on the working surface of the wheel.
Кроме того, для предотвращения вытекания смазочного вещества при высокой температуре окружающей среды предусмотрен кольцевой зазор между корпусом композиционного смазывающего элемента и плавающим антифрикционным поршнем, а для повышения адгезии легкоплавкой металлической составляющей к поверхности трения в канале ее тела расположен флюс. Плавающий антифрикционный поршень выполнен из фторопласта, обладающего низким коэффициентом трения, теплостойкостью, высокой износостойкостью и способностью формировать пленку, снижающую поверхностные напряжения на металлической пленке с низким коэффициентом трения, устройство для прижатия композиционного смазывающего элемента со стороны поверхности трения с целью предотвращения заедания имеет направляющую. Для обеспечения безопасности движения, снижения расстройств элементов и повышения срока службы система смазки открытых поверхностей трения монтируется на подрессорной раме тележки.In addition, to prevent leakage of the lubricant at high ambient temperatures, an annular gap is provided between the composite lubricating element housing and the floating anti-friction piston, and to increase the adhesion of the low-melting metal component to the friction surface, a flux is located in the channel of its body. The floating antifriction piston is made of fluoroplastic having a low coefficient of friction, heat resistance, high wear resistance and the ability to form a film that reduces surface stresses on a metal film with a low coefficient of friction, the device for pressing the composite lubricating element from the side of the friction surface has a guide to prevent jamming. To ensure traffic safety, reduce component breakdowns and increase service life, the lubrication system of open friction surfaces is mounted on the suspension frame of the trolley.
Изобретение поясняется графически (фиг.1,2).The invention is illustrated graphically (Fig.1,2).
На фиг.1 изображена секция композиционного смазывающего элемента для нанесения смазывающего вещества на открытую поверхность трения согласно изобретению.Figure 1 shows a section of a composite lubricating element for applying a lubricant to an open friction surface according to the invention.
На фиг.2 приведена система подачи композиционных смазывающих элементов к поверхности трения.Figure 2 shows the supply system of composite lubricating elements to the friction surface.
Композиционный смазывающий элемент для нанесения смазывающего вещества на открытую поверхность трения боковой грани гребня колеса железнодорожного подвижного состава содержит в себе композиционный теплостойкий изнашиваемый корпус 1, внутренняя полость которого заполнена смазывающим веществом 2 и закрыта со стороны смазываемой поверхности плавающим антифрикционным поршнем 3, несущим в себе легкоплавкую металлическую компоненту 4 с флюсом 5. Между плавающим поршнем 3 и корпусом смазывающего элемента имеется кольцевой зазор 6 для предотвращения вытекания смазывающего вещества 2 при высокой температуре окружающей среды и обеспечения автоматической оптимизации заданной толщины смазочного слоя на гребне колеса 7.A composite lubricating element for applying a lubricant to an open friction surface of a side flange of a wheel flange of a railway rolling stock comprises a composite heat-resistant wear case 1, the inner cavity of which is filled with a
Система подачи к поверхности трения композиционных смазывающих элементов (фиг.2) содержит в себе корпус внешней направляющей 8, зафиксированный на раме тележки 9, внутреннюю направляющую 10 для смазывающих элементов, направляющую 11, препятствующую перекосу и заеданию устройства для прижатия смазывающего элемента к гребню колеса, рабочую пружину 12, фиксатор запирающего устройства 13, пружину запирающего устройства 14, корпус запирающего устройства 15 с z-образным пазом и пробку 16 рабочей пружины.The feed system to the friction surface of the composite lubricating elements (Fig. 2) comprises an outer guide body 8 fixed on the frame of the
Вышеописанное устройство работает следующим образом. После установки комплекта из 2 - 3 секций смазывающих элементов 1 в корпус внутренней направляющей 10, а затем в корпус внешней направляющей 8 направляющая 11 под действием рабочей пружины 12 устройства для прижатия смазывающего элемента после фиксации запирающего устройства 15 будет прижимать первую секцию смазывающего элемента к поверхности гребня колеса 7. При вращении колеса в результате нагрева от трения оплавляется легкоплавкая металлическая компонента 4 с флюсом 5 и вместе со смазывающим веществом 2, проходящим по зазору 6, смазывает поверхность гребня 7, оптимизируя совместно с плавающим антифрикционным поршнем 3 толщину композиционного смазочного слоя на гребне колеса, который автоматически ротапринтным способом частично переносится на боковую грань головки рельса.The above device operates as follows. After installing a set of 2 to 3 sections of lubricating elements 1 in the housing of the
Таким образом, поставленная задача достигается тем, что расход смазочного вещества с легкоплавкой металлической компонентной происходит от момента нарушения сплошности смазочного слоя и до окончания его формирования на поверхности боковой грани гребня бандажа колеса в результате антифрикционных свойств плавающего поршня. Это обеспечивает автоматическую оптимизацию заданной (нажатием рабочей пружины 12) толщины композиционного смазочного слоя при минимальном расходе смазывающего вещества и поддержании сплошности защитной пленки с низким коэффициентом трения.Thus, the task is achieved in that the consumption of a lubricant with a low-melting metal component occurs from the moment of discontinuity of the lubricant layer to the end of its formation on the surface of the side face of the wheel band crest as a result of the antifriction properties of the floating piston. This ensures automatic optimization of the specified (by pressing the working spring 12) the thickness of the composite lubricating layer with a minimum consumption of lubricant and maintaining the continuity of the protective film with a low coefficient of friction.
Источники информацииSources of information
1. Reiff Richard P., Clayton Paul. Wheel/rail lubrication update: Press - release of Association of American Railroads (AAR), 1998.1. Reiff Richard P., Clayton Paul. Wheel / rail lubrication update: Press - release of Association of American Railroads (AAR), 1998.
2. Ф.Бирман. Смазка рельсов и колес. Международная конференция по смазке и износу машин // Под редакцией Петрусевича А.И. - М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1962, с.492 - 498.2. F. Bierman. Lubrication of rails and wheels. International Conference on Lubrication and Wear of Machines // Edited by A. Petrusevich - M .: State Scientific and Technical Publishing House of Engineering Literature, 1962, p. 492 - 498.
3. Воронков Б.Д. Подшипники сухого трения. - 2 изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленинград. отделение, 1979, с.45 - 50.3. Voronkov B.D. Dry friction bearings. - 2nd ed., Revised. and add. - L .: Engineering, Leningrad. Department, 1979, pp. 45-50.
4. Ахвердиев К.С., Котельницкая Л.И., Воронин Н.С. Об одном решении задачи о гидродинамической смазке жидкостью, образующейся при плавлении направляющей, при наличии принудительной смазки// Вестник ДГТУ, т.1, № 4(10), 2001.4. Akhverdiev K.S., Kotelnitskaya L.I., Voronin N.S. About one solution to the problem of hydrodynamic lubrication by a fluid formed during melting of a guide, in the presence of forced lubrication // Vestnik DGTU, t.1, No. 4 (10), 2001.
5. А.с. № 486183, СССР, М. кл. F 16 7/12, 1975, БИ № 36.5. A.S. No. 486183, USSR,
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002112303/06A RU2225307C2 (en) | 2002-05-06 | 2002-05-06 | Lubrication system of open friction surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002112303/06A RU2225307C2 (en) | 2002-05-06 | 2002-05-06 | Lubrication system of open friction surfaces |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002112303A RU2002112303A (en) | 2003-12-10 |
RU2225307C2 true RU2225307C2 (en) | 2004-03-10 |
Family
ID=32390384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002112303/06A RU2225307C2 (en) | 2002-05-06 | 2002-05-06 | Lubrication system of open friction surfaces |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2225307C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2525499C2 (en) * | 2011-12-19 | 2014-08-20 | Владимир Владимирович Шаповалов | Method of applying grease material to open friction joint |
CN114771598A (en) * | 2022-05-30 | 2022-07-22 | 济南三新铁路润滑材料有限公司 | Locomotive wheel rim lubricator |
-
2002
- 2002-05-06 RU RU2002112303/06A patent/RU2225307C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2525499C2 (en) * | 2011-12-19 | 2014-08-20 | Владимир Владимирович Шаповалов | Method of applying grease material to open friction joint |
CN114771598A (en) * | 2022-05-30 | 2022-07-22 | 济南三新铁路润滑材料有限公司 | Locomotive wheel rim lubricator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1067422A (en) | Lubricating apparatus for reducing squeal noise of a railroad car wheel when passing through a car retarder | |
US9381771B2 (en) | Railroad wheel with wear resistant flange | |
JP6004426B2 (en) | Device for wetting or lubricating the rail head | |
WO2010096016A1 (en) | Lubricant applicator for a wheel of a railbound vehicle | |
US5518085A (en) | Assembly for applying solid material to wheels | |
RU2225307C2 (en) | Lubrication system of open friction surfaces | |
EP1063144A2 (en) | Friction management brake shoe | |
Arias-Cuevas et al. | Field investigations into the performance of magnetic track brakes of an electrical multiple unit against slippery tracks. Part 1: Adhesion improvement | |
Gorbunov et al. | Reducing the wheel-rail system wear intensity with thermomechanical impact. | |
RU2298502C1 (en) | Apparatus for applying of lubricant coating | |
SU1757945A1 (en) | Method of delivery of grease and sand to rails | |
KR20030026247A (en) | Rolling element bearing having starved lubrication conditions | |
RU2581298C1 (en) | Manual rail lubricator | |
WO2008085076A1 (en) | Lubricant coating applying device | |
RU2197677C2 (en) | Friction surface lubrication system | |
US6598920B1 (en) | Differential action railroad car wheelset | |
RU2459734C1 (en) | Lubricator rod | |
US20020108824A1 (en) | Friction management brake shoe | |
RU2479455C2 (en) | Method of rail lubrication | |
Khan et al. | Optimization of wheel-rail interface friction using top-of-rail friction modifiers: State of the art | |
CN205905996U (en) | Vehicular gauge face solid lubricating rod device that coats | |
RU2466894C2 (en) | Lubricating rod | |
RU2674899C1 (en) | Method of increasing efficiency of frictional systems | |
CA2141720C (en) | Wheel tread conditioning brake shoe | |
CN219727738U (en) | Bimetal composite rim tread wheel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050507 |