CC BY
0
Секция
«ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАШИН И РОБОТОТЕХНИКА»
УДК 625.731.813
РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ АВТОНОМНОГО СТАЦИОНАРНОГО
ЛУБРИКАТОРА
1 2 К.А. Грошев , А.В. Стручков
1КГБОУ «Красноярский кадетский корпус имени А.И. Лебедя» Российская Федерация, 660005, г. Красноярск, ул. Малиновского, 20 "Г" стр.22 2Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: str-alex-v@mail.ru
В работе дается обоснование применения метода лубрикации для снижения износа боковых рабочих поверхностей на криволинейных участках рельсовых путей, анализ существующих методов лубрикации и технических средств для их осуществления. Предлагается новая конструкция стационарного автономного лубрикатора, работающего на энергии деформации рельса.
Ключевые слова: трибологическая пара ««колесо-тормозная колодка», износ, лубрикация, деформация, стационарный лубрикатор.
DEVELOPMENT OF INDEPENDENT STATIONARY LUBRICATOR DESIGN
K.A. Groshev1, A.V. Struchkov2
1KGBOU "Krasnoyarsk Cadet Corps named after A.I. Lebed" 20 "G", 22, st. Malinovsky, Krasnoyarsk, 660005, Russian Federation 2Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: str-alex-v@mail.ru
The paper justifies the use of the lubrication method to reduce the wear of side working surfaces on curved sections of rail tracks, an analysis of existing lubrication methods and technical means for their implementation. Proposed is a new design of stationary independent lubricator operating on energy of rail deformation.
Keywords: tribological pair "wheel-brake shoe," wear, lubrication, deformation, stationary lubricator.
Одной из важнейших проблем на РЖД является повышенный износ трибологической пары «колесо - рельс». Силовое взаимодействие системы "колесо-рельс" определяется многими факторами, важнейшие из которых динамические, зависящие от конструкции, технического состояния подвижного состава и пути и условий их взаимодействия, а также трибологические: давление на контактах, проскальзывание, состояние поверхности, температурный режим [1,2,3].
На российских железных дорогах проблеме снижения износа колес и рельсов уделяется большое внимание. В 1994 г. проблема износа колес и рельсов рассматривалась на Научно
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 1
Технических Семинарах МПС. Поставлена задача увеличить срок службы бандажа локомотива до 600 тыс. км пробега и обеспечить боковой износ рельсов за период между плановыми заменами не более 10 мм [4].
В качестве одного из основных мероприятий, направленных на уменьшение износа колес и рельсов, применяется лубрикация гребней колес и боковой поверхности наружного рельса.
К настоящему времени накоплен большой опыт, созданы новые эффективные смазки, оборудование и технологии нанесения их на гребни колес и рельсы. Впервые лубрикация (гребнесмазывание) как способ уменьшения износа гребней колес было применено на немецких Федеральных железных дорогах (ОВ) еще в начале 60-х годов.
Анализ исследований влияния трибологического состояния рельсов на взаимодействие колес подвижного состава и рельсового пути [2,4,5] показывает, что лубрикация рельсов эффективно снижает износ гребней колес и рельсов, позволяет снизить расход энергии на тягу поездов и увеличить срок службы колес и рельсов.
Продолжает совершенствоваться технология лубрикации рельсов и гребней колес локомотивов с разработкой и испытаниями новых видов лубрикаторов и смазочного материала.
Ведутся активные исследования по профилированию контактирующих поверхностей колес и рельсов с целью улучшения их условий взаимодействия и повышения безопасности движения.
В настоящее время существуют три основных типа устройств для лубрикации рельсов и колес:
- передвижные лубрикаторы;
- локомотивные гребнесмазыватели;
- напольные стационарные лубрикаторы (с механическим, гидравлическим или электрическим приводом).
Основными недостатками существующих лубрикаторов можно отметить сложность конструкции, значительные энергетические затраты.
Нами сделана попытка сконструировать автономный стационарный лубрикатор, работающий от энергии деформации рельса во время прохождения железнодорожного состава (Рис.1). От давления колесной пары в несколько десятков тонн при движении поезда происходит упругий волнообразный изгиб рельса. Волна изгибной деформации движется вместе с поездом. Величина прогиба может достигать 10-12 мм.
Секция «Проектирование машин и робототехника»
Принцип работы лубрикатора заключается в следующем. При движении поезда подошва рельса давит на толкатель поршня гидроцилиндра, при этом перепускной клапан поршня запирается, и смазка выдавливается по трубопроводу через шину на боковую поверхность головки рельса. При этом в штоковой полости гидроцилиндра создается вакуум, и через впускной трубопровод из емкости всасывается смазка, заполняя штоковую полость, гидравлический ниппель открыт. При обратном движении рельса поршень начинает возвращаться под действием возвратной пружины в первоначальное положение, при этом срабатывают (запираются) гидравлические ниппели в впускном и выпускном трубопроводах, открываются перепускные клапаны в поршне и смазка поступает из штоковой полости гидроцилиндра в поршневую полость. Далее цикл повторяется.
Данное конструктивное решение позволит упростить систему смазывания проблемных участков рельсовых путей, снизить потребление электоэнергии.
Библиографические ссылки
1. Климов, А. А. Исследование работы трибологической пары «бандаж колеса локомотива - тормозная локомотивная колодка в условиях эксплуатации» / А.А. Климов,
A.В.Стручков : СибГУ им. М.Ф. Решетнева. - Красноярск, 2021. - 296 с.
2. Глушко М,И. Система «колесо-рельс»: Взаимодействие в кривой. // Путь и путевое хозяйство. 2012. №8. С. 9-13.
3. Климов А.А. Домнин С.В. Стручков А.В. Кирпиченко В.П. Ильинский В.П. Бондарик
B.Б. Способ улучшения трибологических характеристик пары «Колесо-тормозная колодка» локомотивов. // Материалы VIII международной конференции: Технические науки: от теории к практике: Санкт- Петербург, 2016. С 47-53.
4. Климов А.А., Стручков А.В. Результаты исследования влияния твердости и структуры тормозных локомотивных колодок на экстремальное торможение локомотива. // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2019, Т. 21. №1. С. 71-76.
5. Буйносов А.П., Стаценко К.А., Фетисова Н.Г. Анализ процессов эксплуатационного износа гребней бандажей колесных пар электровозов. // Электрическая тяга: Сб. научн. Тр. УрГУПС. - Екатеринбург, вып.65(151). 2008. С.10-19.
© Грошев, К. А., Стручков А.В., 2022
