RU2542857C2 - Способ защиты от бокового износа головки рельса и смазочная композиция для его осуществления - Google Patents
Способ защиты от бокового износа головки рельса и смазочная композиция для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2542857C2 RU2542857C2 RU2013126946/11A RU2013126946A RU2542857C2 RU 2542857 C2 RU2542857 C2 RU 2542857C2 RU 2013126946/11 A RU2013126946/11 A RU 2013126946/11A RU 2013126946 A RU2013126946 A RU 2013126946A RU 2542857 C2 RU2542857 C2 RU 2542857C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lubricant
- powders
- alloys
- rail head
- powder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lubricants (AREA)
Abstract
Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Способ защиты от бокового износа головки рельса заключается в том, что на боковую поверхность головки рельса на криволинейных участках пути и зонах стрелочных переводов наносят смазочную композицию на основе органического связующего, включающую в себя твердосмазочный материал в виде диспергированного порошка серпентинита и комбинацию слоистых и металлоплакирующих компонентов в виде порошков графита, дисульфида молибдена и порошков мягких металлов и/или сплавов - алюминия, олова, цинка, меди, бронзы. Для реализации способа используют смазочную композицию на основе органического связующего, включающую в себя твердосмазочный материал в виде диспергированного порошка серпентинита, при этом в смазочную композицию дополнительно вводят комбинацию порошков графита, дисульфида молибдена, мягких металлов и/или сплавов, при следующем содержании компонентов, мас.%: серпентинит - 5-20; графит - 2-10; дисульфид молибдена - 2-10; порошки мягких металлов и/или сплавов - 2-10; органическое связующее - остальное. В результате увеличивается срок службы рельсов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, к способу и средству обеспечения защиты от бокового износа железнодорожных рельсов и элементов стрелочных переводов. Особенно для защиты рельсов, уложенных в сложных эксплуатационных условиях при сочетании затяжных подъемов и спусков с кривыми малого радиуса, высокой грузонапряженности, тяжеловесного движения и т.п. Изобретение предназначено для увеличения срока службы рельсов и элементов стрелочных переводов за счет увеличения износостойкости боковых поверхностей головок рельсов, рамных рельсов и остряков и может найти применение на магистральных железнодорожных линиях, в том числе высокоскоростных, в тоннелях, метрополитенах и на железнодорожных путях промышленных предприятий.
Известны смазочные композиции, содержащие следующие добавки:
- графит - в качестве твердосмазочного материала (Малая советская энциклопедия. М., Госнаучиздат. "Большая советская энциклопедия”, 1959, т.3, с.114) или в качестве присадки к смазочным маслам или к пластичным смазкам, например к смазке на основе нефтяного масла (Авторское свидетельство СССР №1583437 C10M 125/02, 1990);
- медный порошок (Пластичная смазка. Авторское свидетельство СССР №658165, C10M 125/04, 1976);
- смесь порошков алюминия, сурьмы и магния (Металлоплакирующий смазочный материал для узлов трения. Авторское свидетельство СССР №1011678, C10M 125/04, 1981);
- порошок меди, бронзовой пудры, олеиновой кислоты с жировым солидолом (Способ повышения износостойкости боковой грани рельса и гребня колесной пары. RU №2130399, C1 B61K 3/00, 1999);
- серпентинит (Ингредиент смазочных материалов. RU №2131451, C1 C10M 125/26, 26.04.1996);
- графит и дисульфид молибдена (Рельсовая смазка. RU №2271382, C1 C10M 169/02, 28.06.2004).
Следует отметить не только труднодоступность вышеприведенных аналогов, но и их трудоемкость изготовления и повышенные требования к чистоте порошков.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ защиты от износа головки рельса и гребней бандажей колесных пар путем нанесения на них смазки, которая включает в себя серпентинит в качестве твердосмазочного материала (Патент №2111141, C1 B61K 3/00, 14.02.1994). Он взят за прототип. Данная смазка предполагает значительный расход дорогостоящего серпентинита. Также основными недостатками подобных смазок являются недостаточные противоизносные свойства, а при особо низких температурах затруднительна их подача в зону контакта рельс-колесо.
Кроме того, при использовании известных смазок требуется проводить смазывание рельсов в кривых малого радиуса постоянно либо передвижными рельсосмазывателями, либо стационарными лубрикаторами при прохождении колес подвижного состава.
Несмотря на проводимую современную лубрикацию, она недостаточно эффективна, поскольку в сложных эксплуатационных условиях (на участках пути, где имеются затяжные подъемы более 10‰, кривые с радиусами менее 400 м, запесочивание пути) смена рельсов Р65 производится после наработки тоннажа 70-100 млн тонн брутто, в то время как рельсы Р65 должны служить при нормативной наработке тоннажа не менее 700 млн тонн брутто, а в ближайшей перспективе - более 1000 млн тонн брутто.
Техническим результатом заявляемого изобретения является разработка способа защиты от бокового износа головки рельса с разработкой смазочной композиции с усовершенствованным составом, содержащим одновременно слоистые и металлоплакирующие ингредиенты, легирующие, в процессе трения, трущиеся поверхности, обеспечивающие снижение износа рельсов и продление срока их службы. При этом, после периода периодической смазки рельсов, должен обеспечиваться продолжительный период эксплуатации пути без нанесения смазочной композиции.
Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что предлагается способ защиты от бокового износа головки рельса, при котором на боковую поверхность головки рельса на криволинейных участках пути и зонах стрелочных переводов наносят смазочную композицию на основе органического связующего, включающую в себя твердосмазочный материал в виде диспергированного порошка серпентинита и комбинацию слоистых и металлоплакирующих компонентов в виде порошков графита, дисульфида молибдена и порошков мягких металлов и/или сплавов - алюминия, олова, цинка, меди, бронзы.
При проведении смазочных работ периодическое смазывание боковой поверхности рельсов проводят в течение 1-3 месяцев, далее прерывают еженедельное периодическое смазывание на срок от 1 до 3 месяцев.
Для реализации способа используют смазочную композицию для уменьшения бокового износа головки рельса на основе органического связующего, включающую в себя твердосмазочный материал в виде диспергированного порошка серпентинита, при этом в смазочную композицию дополнительно вводят комбинацию порошков графита, дисульфида молибдена, мягких металлов и/или сплавов, при следующем содержании компонентов, мас.%:
серпентинит - 5-20;
графит - 2-10;
дисульфид молибдена - 2-10;
порошки мягких металлов и/или сплавов - 2-10;
органическое связующее - остальное.
В качестве порошков мягких металлов и/или сплавов используют порошки алюминия, олова, цинка, меди, бронзы.
Органическое связующее является основой смазочной композиции, в которой равномерно распределены другие компоненты и которая позволяет произвести нанесение смазки на трущиеся поверхности. В качестве органического связующего может быть использована любая смазка, применяемая для снижения бокового износа рельсов, например эпоксидная смола, рельсовая смазка ЖР, ПУМА-МЛ и т.д.
Физико-механические свойства используемых в смазочной композиции слоистых твердых компонентов обусловлены следующим.
Серпентинит является твердосмазочным материалом, который значительно усиливает антифрикционные и противозадирные свойства, в смазочной композиции его содержание составляет 5-20%.
Графит представляет собой модификацию углерода со слоистой структурой и обладает очень хорошими смазывающими свойствами на воздухе, в смазочной композиции его содержание составляет 2-10%.
Дисульфид молибдена усиливает противозадирные свойства и очень стоек к радиации, в смазочной композиции его содержание составляет 2-10%.
Введение в состав пластичной композиции порошков мягких металлов (алюминий, медь, олово, цинк) и/или сплавов (бронза) способствует улучшению триботехнических свойств из-за металлоплакирования трущихся поверхностей и реализации «эффекта безызносности». Применение металлоплакирующих компонентов смазки позволяет увеличить период между смазочными работами. Цинк и олово обладают хорошими способностями удерживать смазку. В смазочной композиции содержание порошков мягких металлов и/или сплавов составляет 2-10%.
После нанесения смазочной композиции согласно изобретению на боковую поверхность головки рельса в места контакта рельс-колесо, при прохождении подвижного состава по рельсам за счет энергии трения образуются защитные, высокопрочные, антифрикционные, противозадирные, противоизносные твердосмазочные покрытия, реализующие в сопряжениях «эффект безызносности». Данные защитные покрытия прекращают водородное охрупчивание поверхности рельса в зонах интенсивного трения и защищают поверхностный и подповерхностный слои металла от химического разрушения, а также обеспечивают самосмазывание сопряжений в режиме сухого трения, при этом высокая эффективность по уменьшению бокового износа рельсов достигается благодаря особому сочетанию в своем составе одновременно слоистых и металлоплакирующих ингредиентов, легирующих в процессе трения поверхность контакта рельса с колесом.
Лабораторные износные испытания показали практически трехкратную эффективность самосмазывающей композиции по уменьшению износа образца модели рельса. Лабораторные испытания были проведены по схеме «неподвижный цилиндр - вращающийся ролик» при среднем давлении в месте контакта 50 МПа, скорости вращения 1 м/с, диаметре цилиндра 13 мм, диаметре ролика 40 мм. Цилиндр был выполнен из рельсовой стали (полый с охлаждением внутри водой), ролик - из колесной стали. Измерение глубины и ширины лунки на цилиндре проводили с точностью до 0,05 мм, ролик взвешивался с точностью до 0,0005 г. Относительный износ цилиндра рассчитывался по формуле h/s, где h - глубина износа; s - путь трения. Полученное среднее значение относительного суммарного износа после пяти испытаний для образца без покрытия составило 3,6·10-7, а для образца с покрытием смазочной композицией согласно изобретению - 1,3·10-7. Наиболее заметное влияние смазочной композицией на трибосопряжение наблюдается в течение первых 7 минут работы, что подтверждает перегиб на полученном при испытаниях графике зависимости износа от времени.
При эксплуатационных испытаниях на горно-перевальном участке железнодорожного пути, имеющего следующие характеристики: радиус кривой 410 м, подъем 8‰, грузонапряженность 120 млн т брутто в год, проводили нанесение смазочной композиции, согласно изобретению с периодичностью 3 раза в неделю в течение 1,5 месяцев, далее 5 месяцев не проводили нанесения смазочной композиции, и вновь продолжили ее нанесение в течение 2 месяцев. Боковой износ головки рельса измеряли в круговой кривой по разнице среднего значения ширины головки рельса до начала испытаний и в процессе испытаний. После наработки тоннажа 90 млн т брутто применение смазочной композиции согласно изобретению в круговой кривой позволило снизить интенсивность бокового износа рельсов до четырех раз по сравнению с контрольным участком.
В процессе испытаний было подтверждено, что образующиеся поверхностные слои обеспечивают продолжительный период работы с уменьшенной интенсивностью износа, в период которого не требуется постоянного нанесения смазочной композиции, при этом продлевается срок службы рельсов.
В зависимости от условий эксплуатации предлагается в первые три месяца производить по 2-4 нанесения на поверхность головки рельса смазочной композиции еженедельно, далее перерыв в 1-3 месяцев (без нанесения смазочной композиции) и вновь повторение по 2-4 нанесения еженедельно в течение 2-3 месяцев, с последующими перерывами и повторными смазками, при контроле бокового износа.
Данный способ и смазочную композицию согласно изобретению можно применить и для продления срока службы остряков и рамных рельсов стрелочных переводов.
В зависимости от плана и профиля пути и сложности условий эксплуатации можно варьировать процентным содержанием компонентов в приведенных граничных значениях массовой доли и графиком проведения смазывания, для оптимизации стоимости затрат, при обеспечении снижения бокового износа головки рельса.
Claims (4)
1. Способ защиты от бокового износа головки рельса, заключающийся в том, что на боковую поверхность головки рельса на криволинейных участках пути и зонах стрелочных переводов наносят смазочную композицию на основе органического связующего, включающую в себя твердосмазочный материал в виде диспергированного порошка серпентинита, отличающийся тем, что в смазочную композицию дополнительно вводят комбинацию слоистых и металлоплакирующих компонентов в виде порошков графита, дисульфида молибдена и порошков мягких металлов и/или сплавов - алюминия, олова, цинка, меди, бронзы.
2. Способ защиты от бокового износа головки рельса по п.1, отличающийся тем, что периодическое смазывание боковой поверхности рельсов проводят в течение 1-3 месяцев, далее прерывают еженедельное периодическое смазывание на срок от 1 до 3 месяцев.
3. Смазочная композиция для уменьшения бокового износа головки рельса на основе органического связующего, включающая в себя твердосмазочный материал в виде диспергированного порошка серпентинита, отличающаяся тем, что в смазочную композицию дополнительно вводят комбинацию порошков графита, дисульфида молибдена, мягких металлов и/или сплавов, при следующем содержании компонентов, мас.%:
серпентинит - 5-20;
графит - 2-10;
дисульфид молибдена - 2-10;
порошки мягких металлов и/или сплавов - 2-10;
органическое связующее - остальное.
серпентинит - 5-20;
графит - 2-10;
дисульфид молибдена - 2-10;
порошки мягких металлов и/или сплавов - 2-10;
органическое связующее - остальное.
4. Смазочная композиция по п.3, отличающаяся тем, что в качестве порошков мягких металлов и/или сплавов используют порошки алюминия, олова, цинка, меди, бронзы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013126946/11A RU2542857C2 (ru) | 2013-06-14 | 2013-06-14 | Способ защиты от бокового износа головки рельса и смазочная композиция для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013126946/11A RU2542857C2 (ru) | 2013-06-14 | 2013-06-14 | Способ защиты от бокового износа головки рельса и смазочная композиция для его осуществления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013126946A RU2013126946A (ru) | 2014-12-20 |
RU2542857C2 true RU2542857C2 (ru) | 2015-02-27 |
Family
ID=53278199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013126946/11A RU2542857C2 (ru) | 2013-06-14 | 2013-06-14 | Способ защиты от бокового износа головки рельса и смазочная композиция для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2542857C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2111141C1 (ru) * | 1994-02-14 | 1998-05-20 | Геннадий Михайлович Яковлев | Способ защиты от износа головки рельса и гребней бандажей колесных пар |
RU2370390C2 (ru) * | 2007-09-19 | 2009-10-20 | Геннадий Егорович Селютин | Смазочный стержень-композиция для уменьшения износа в паре трения реборда колеса - рельс |
RU2010123533A (ru) * | 2010-06-09 | 2011-12-20 | Владимир Владимирович Шаповалов (RU) | Наноструктурированный смазочный стержень |
DE202012008706U1 (de) * | 2012-09-12 | 2012-10-16 | OWS Oberpfälzische Waggon-Service GmbH | Eisenbahnfahrzeug |
-
2013
- 2013-06-14 RU RU2013126946/11A patent/RU2542857C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2111141C1 (ru) * | 1994-02-14 | 1998-05-20 | Геннадий Михайлович Яковлев | Способ защиты от износа головки рельса и гребней бандажей колесных пар |
RU2370390C2 (ru) * | 2007-09-19 | 2009-10-20 | Геннадий Егорович Селютин | Смазочный стержень-композиция для уменьшения износа в паре трения реборда колеса - рельс |
RU2010123533A (ru) * | 2010-06-09 | 2011-12-20 | Владимир Владимирович Шаповалов (RU) | Наноструктурированный смазочный стержень |
DE202012008706U1 (de) * | 2012-09-12 | 2012-10-16 | OWS Oberpfälzische Waggon-Service GmbH | Eisenbahnfahrzeug |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013126946A (ru) | 2014-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Schroeder et al. | Failure mode in sliding wear of PEEK based composites | |
Nasser et al. | Double hybrid lubricant additives consisting of a phosphonium ionic liquid and graphene nanoplatelets/hexagonal boron nitride nanoparticles | |
Fasihi et al. | Effect of graphite and MoS2 based solid lubricants for application at wheel-rail interface on the wear mechanism and surface morphology of hypereutectoid rails | |
Singh et al. | Tribological behaviour of hybrid AMMC sliding against steel and cast iron under MWCNT-oil lubrication | |
Cai et al. | Effect of oil temperature on tribological behavior of a lubricated steel− steel contact | |
RU2333119C1 (ru) | Способ снижения износа рельсовых путей и гребней колес локомотивов | |
Duan et al. | Ionic liquids as oil additives for lubricating oxygen-diffusion case-hardened titanium | |
Kargapoltsev et al. | Development of new lubricants for reducing the wear of the elements of the path and running parts of rolling stock | |
RU2370390C2 (ru) | Смазочный стержень-композиция для уменьшения износа в паре трения реборда колеса - рельс | |
Viana et al. | Sliding Wear of Rail and Wheel Steels: Effect of Hardness Ratio, Normal Load and Lubrication. | |
RU2542857C2 (ru) | Способ защиты от бокового износа головки рельса и смазочная композиция для его осуществления | |
Olofsson | Adhesion and friction modification | |
Maiba et al. | Special purpose composite materials for wheel-rail contact | |
Abere | Improved performance of bio-lubricant by nanoparticles additives | |
CN104531306B (zh) | 减磨剂及其制备方法 | |
Waara | Lubricant influence on flange wear in sharp railroad curves | |
RU2338777C1 (ru) | Смазка для тяжелонагруженных узлов трения | |
RU2537388C1 (ru) | Рельсовая смазка | |
RU2547125C1 (ru) | Способ снижения износа рельсовых путей и гребней колес подвижного состава железнодорожного транспорта | |
RU2278893C2 (ru) | Способ смазки системы "колесо - рельс" | |
Zhang et al. | Tribological investigation of graphene or/and MoDTC as additives in PAO base oil | |
RU2755089C1 (ru) | Шумоподавляющая смазочная композиция для контактирующих стальных поверхностей | |
RU2543121C2 (ru) | Спеченный композиционный материал | |
Milovanova et al. | The development of a method to reduce wear in the wheel-rail system | |
Shameem et al. | Assessment of the tribological performance of ionic liquid additive in engine oil for automotive application |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200615 |