我国铁路轮轨润滑技术的发展_张念
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机车轮轨润滑控制单元设计文献综述班级:XXX 姓名:xxx学号:XXX指导老师:XXX写作时间:XXX摘要先进的新型电力机车现使用的HB-II型轮轨润滑装置,是通过速度传感器获取机车走行距离,从而实现定时或定距离地在轮缘上喷涂油脂,以实现减少轮轨磨损的目的。
但该装置无法实现在弯道增加轮缘喷油控制,造成轮缘喷油针对性不强,盲目性大,轨道与轮对在弯道实际磨损严重,存在轮缘磨耗改观小、油脂消耗大等问题。
针对HB-II型轮轨润滑装置的缺点,研制出HLP-II型自动轮轨润滑装置,采TAX2用箱的扩展插件功能,在弯道实现加量预喷脂技术,改变了原有随车装置固有的直线、曲线等量润滑的模式,实现了直线少润滑,弯道外侧集中润滑,使轮轨润滑技术更加科学化、合理化,充分发挥了定量油脂的作用。
通过装车试验,对两套装置进行比较,发现轮缘的磨耗有了很大的改观,大量减少了轮对镟修工作,有效地解决了机车轮缘在曲线地段磨耗严重的问题,对保证走行部技术参数,提高行车安全性有积极作用;同时减少了润滑脂的使用,具有很好的经济效益,实现了经济适用型铁路发展的需要;该装置稳定可靠,无需人工维护。
关键词: 电力机车轮轨自动润滑装置AbstractThe SS3a Electric Locomotives use HB一II Wheel一Rail Lubricating Devices currently, which get line distance by speed sensors and inject grease in the rim regularly or according to given distance to reduce wear and tear of wheel and rail. But HB一II Wheel-Rail Lubricating Devices can not inject more grease at curves, which lead to injecting grease in the rim blindly, wheel and rail wear and tear seriously, especially rims, consume grease in large quantities, etc. According to the shortcomings of HB一II Wheel-Rail Lubricating Devices, the author researches and develops HLP一II Automatic Wheel-Rail Lubricating Device. The devices can inject more grease at curves and less on straight line instead of the mode of injecting the same amount of grease on both straight line and curves adapted originally using TAX2 box extensive function and the technique of injecting more grease beforehand at curves. The new devices lubricate wheel and rail more scientifically and more legitimately and use grease more effectively. Loading test indicates that wear and tear of wheel and rail and the repairing work are greatly reduced; the problem of wheel and rail wearing and tearing seriously at curves is effectively solved. The devices play an active role to ensure running gear technology parameters and improve road safety. Simultaneously, the devices reduce grease consumption which improves economic efficiency of railway The devices are stable and reliable and need no human maintenance. Keywords:ElectricLocomotive;Wheel and Rail;Automatic;LubricatingDevice目录一、导言 (3)二、正文 (3)三、总结 (6)四、参考文献: (7)一、导言通过对十一个文献的认真阅读及钻研与思考,让我对课题的研究有了思路,并确定了研究方向。
轮缘润滑块使用效果分析及处理方式摘要:针对天津地铁2号线轮缘润滑块存在单块磨耗周期长、润滑块成块堆积脱落以及严重拉丝等问题,导致车轮轮缘得不到有效润滑的现象,结合其他地铁润滑块的使用情况,采取润滑块的替换对比试验,分析结果显示替换后的轮缘润滑块能实现车轮轮缘的有效润滑。
关键词:地铁;轮缘润滑块;掉块;拉丝;对比试验1 引言天津地铁的联网化运营随着2、3号线的相继开通已基本步入成熟阶段。
随着车辆正线运行总公里数的增加,地铁车辆各大磨耗部件逐渐呈现出恶化趋势,其中车轮轮缘的异常磨耗表现得尤为突出。
为了缓解地铁车轮的使用状态,天津地铁2号线整车按25%的比例安装了干式轮缘润滑装置,用以降低轮缘的磨耗,延长轮对镟修周期,提高车轮的使用寿命【1】【2】。
地铁车辆每个轮缘润滑装置的安装吊座都是通过4个螺栓固定在对应的连接板上,安装位置可以根据车轮的磨耗量进行调整。
在空车状态下,轮缘润滑器中心距车轴中心线25mm、轮缘润滑装置中心线与构架纵向平面之间夹角45°~55°、润滑块导管与车轮横向距离为52~57mm、轮缘润滑器导框内侧面与踏面距离10~15mm【3】。
不仅如此,列车即使在直线上行驶时,地铁车辆车轮的轮缘也不时和钢轨侧面接触,而形成运行阻力;如果通过车轮轮缘将一层薄薄的润滑物涂抹在钢轨侧面,包括曲线和直线的钢轨,则上述的运行阻力得以缓解,从而节约地铁车辆的能耗。
2 轮缘润滑块使用现状天津地铁2号线车辆轮缘润装置采用济南三新生产的石墨润滑块,由于目前存在单块石墨润滑块磨耗周期长、润滑块成块堆积脱落以及严重的拉丝现象等问题导致车轮轮缘得不到有效润滑,如图1所示。
为契合公司2014年工作方案,提升列车维护品质,减少车轮修轮频率,提高车轮和轨道的寿命,降低总体维修成本,计划开展2号线车辆轮缘润滑器石墨润滑块对比分析工作。
针对解决此问题,在满足车辆安全及制动相关性能的前提下,结合其它地铁石墨润滑块的使用情况,准备对2号线石墨润滑块进行替代对比试验。
轨道轮缘滑润技术发布时间:2007年11月14日 13时48分自从有了铁路轨道网后,轨道的磨损导致巨大的耗费就成了大问题。
实践经验表明,轨道并非可无限制使用,磨损到一定程度后就必须更换,否则就会导致机车出轨,严重时会酿成灾难性事故。
在蒸汽机车刚开始运行的时代,轨道的磨损就已经很严重了,随着电气机车和内燃机车投入应用,轨道的磨损愈加严重,这是因为相比较蒸汽机车的蒸汽机排放的蒸汽含油,喷出后会有精细油膜沉落到轨道上——虽然这些油膜还不足以解决过度的磨损问题,但磨损状况已有所改观。
随后发现,铁路弯道入口处的外侧轨道的磨损尤其严重,于是很快有人想到在这些地方安装自动润滑装置,铁路局于是公开招标,邀请了不少公司参与设计、试用,最早的轨道润滑装置就得以应用了,这种润滑装置通常安装在弯道入口处的轨道旁,机车经过时会触发润滑装置使其喷出润滑剂到轨道侧缘上,在众多车轮轮缘的碾压作用下,润滑剂的传递距离可达200m,弯道很长的路段可以装设多个这样的润滑装置,随后这种润滑装置就取代了手工涂油方式。
紧接着,开发一种可移动的轨道润滑装置就成了顺理成章的事,于是数量众多、各式各样的所谓“轨道润滑车”就在铁路线上穿梭,它们的一个共同点是都装有一个机械式的润滑装置和一个涂敷装置用于将润滑剂涂敷到轨道上。
这些轨道润滑车的运行速度低,因此其工作被限定在铁路交通的低峰时段,对繁忙的线路或是车辆迂回运行的普通路段,这种润滑车的使用就受到了极大限制。
上面提到过,车轮轮缘可以对轨道润滑装置喷出的润滑剂起传递作用,这种作用显示出车轮轮缘也可以作为实施润滑的工具来对轨道进行润滑,因此很自然地,在普通机车上装设一套润滑装置并让车轮轮缘作为实施润滑的工具——机车于是具备了移动式自动润滑装置的功能并取代轨道润滑车的想法就浮出了水面。
而事实上一条铁路线上的弯道数量通常都远远高于这条线上运行的机车数量,因此在机车上安装润滑装置比在轨道旁装固定的润滑装置要少得多,经济优势明显。
研究探讨1 概述当列车运行到小曲线路段时,外轨侧导向轮轮缘将与钢轨轨距角/轨距面接触,由于接触压力大并伴随有冲击,同时接触斑内的滑动速度分量较大,因此将导致严重的轮轨磨损,同时还会增加列车运行阻力,带来噪声污染等问题[1-4]。
根据美国铁路协会的估算,由于没有润滑或润滑失效造成的轮轨磨损每年给美国铁路行业带来的损失多达20亿美元[5]。
目前普遍采用轮轨润滑方式减小轮轨间的有害摩擦并降低磨损。
轮轨润滑是指在轮缘表面或钢轨轨距角/轨距面上涂覆润滑剂,从而降低轮轨摩擦系数,减小轮轨磨损。
此外,轮轨润滑还可以显著节约列车牵引能耗,降低轮轨噪声和车轮爬轨倾向,提高列车运行安全性[5-10]。
轮轨润滑剂可分为润滑油、润滑脂和固体润滑剂三种[4],需要与相应润滑装置配套使用。
选择轮轨润滑剂时,往往只凭借技术人员的经验或只考虑润滑剂的价格因素[11]。
虽然润滑剂的生产厂家提供了润滑剂的部分性能指标,但这些指标的测试条件与实际轮轨接触摩擦工况差别较大,很难用来评价润滑剂的润滑有效性[5]。
实际应用中,应针对不同线路、车辆及运行工况条件选择综合性能最优的轮轨润滑剂,但目前缺乏系统全面的润滑剂性能评价方法和指标。
近年来,国内外研究人员通过搭建轮轨摩擦润滑试验台进行模拟试验或直接对轮轨润滑效果进行线路实测的方法,建立了一些评价轮轨润滑剂性能的方法和指标,有些甚至已经成为铁路公司内部筛选轮轨润滑剂的规范[12]。
轮轨润滑剂的性能评价方法和指标张金煜:中车青岛四方机车车辆股份有限公司,高级工程师,山东 青岛,266111虞大联:中车青岛四方机车车辆股份有限公司,教授级高级工程师,山东 青岛,266111刘韶庆:中车青岛四方机车车辆股份有限公司,高级工程师,山东 青岛,266111摘 要:轮轨润滑是减小轮轨磨损、降低轮轨噪声、节约列车牵引能耗及提高列车运行安全性的一种有效措施。
对近年来国内外学者在轮轨润滑剂性能评价方面的工作进行梳理,归纳一些常用的评价方法和指标,为系统全面、准确地评价轮轨润滑剂性能提供借鉴。
代轨道交通运输领域中,轮轨摩擦与润滑关系到机车牵引能量消耗、行车安全、轮轨材料消耗及维修成本等,因此受到各国铁路部门重视。
随着列车运行速度的进一步提高,轮轨润滑问题变得越来越突出。
合理有效的轮轨润滑可减少轮轨磨损,对节能和提高机车牵引效率也有重要意义,同时可提高列车运行的安全性。
车轮与钢轨间的摩擦非常复杂,既有踏面的滚动摩擦,又有轮缘与轨道侧面的滑动摩擦,就轮轨润滑而言,关键技术是准确地将润滑剂输送到指定部位是技术的关键。
目前轮轨润滑技术大致分为车载轮缘润滑系统、车载钢轨润滑系统、地面钢轨润滑系统和车载轮缘固体润滑技术。
按润滑剂分为润滑油、润滑脂、油性润滑剂、固体润滑剂。
由于车辆的振动,车载钢轨润滑系统涂油位置的准确性很难控制,因此大部分同类润滑器受车速限制,有些地方使用专用涂油车。
车载轮缘润滑系统发展较迅速,各种形式和原理的车载轮缘润滑系统层出不穷。
美国曾进行了大范围的“地面+车载”轮轨润滑试验,两者结合使用可节省燃料消耗25%~35%。
在半径350 m的曲线上实施润滑,可减少列车运行阻力50%。
近年来,随着国民经济的快速发展,我国铁路运输事业得到长足进步,日新月异的装备现代化和相对滞后的基础设施维修、养护水平不相协调,突出的问题就是两者的结合点——轮轨关系。
1 曲线钢轨润滑20世纪90年代以来,我国铁路内燃和电力机车基本普及,货车载重量增加,钢轨承受的侧向力增加,磨损问题日趋严重。
特别是山区小半径区段,侧磨波磨问题十分突出,个别严重地段的新轨铺设4个月就因侧磨到限而更换,通过列车总重不到20 Mt/km,通常钢轨侧磨速率达到0.15 mm/Mt即为严重磨损。
在有关部门的调查结果中,超过上述数值的占18%,接近上述数值的我国铁路轮轨润滑技术的发展张念:中国铁道科学研究院金属及化学研究所,副研究员,北京,100081摘 要:曲线钢轨润滑采用手动涂油和电动喷油的油脂润滑方式;采用溶剂型和固-液-固润滑、固体直接涂覆和智能涂覆的固体润滑方式。
简析铁路机车轮缘的润滑摘要:详细分析铁路机车现有的两种润滑方式的优缺点,分别是油脂润滑和干式润滑,并且指出两种润滑方式需要进行改变的地方。
关键字:铁路机车;轮缘润滑;油脂润滑;干式润滑随着轨道交通的发展,铁路运输更加适合大件物品的运输,对铁路机车本身的要求越来越高,尤其是在吨位和速度方面。
随着速度和负载的增加,车轮边缘的磨损也比之前大大提升,对比各项参数,我们也不难发现虽然科技在不断的进步,铁路钢轨和机车轮缘的硬度和耐磨度都有了大幅度提高,而钢轨的磨损却没有减少,反而在不断地增加。
轮缘的维护和更换不仅产生了大量的经费需求,换下来的轮缘将不会在进行使用,这也将为环境带来大量的浪费。
车轮的更换没有固定的年限,通常是机车在进厂进修的时候发现问题进行更换,虽然说单个机车的更换轮毂的周期很长,但是随着轨道交通的发展,车轮基数大,换下来的轮毂数量也是一个巨大的数目。
因此,机车轮胎的润滑是当务之急。
机车轮辋的润滑方式通常指有两种,一种是油脂润滑,一种是干式润滑。
相比于油脂润滑,干式润滑更胜一筹。
它不仅可以提供更好的润滑效果。
例如:对环境的保护和节约能源等方面。
干式润滑在控制方面,采用了气动传动控制的方式,这样,便于整个润滑系统的运行,使之变得更加顺滑。
铁路机车轮缘的润滑包括常用的油脂润滑和干式润滑两种。
油脂润滑剂,是指通过在铁路机车轮缘和钢轨之间的接触面上涂抹润滑油脂,从而减小摩擦力,减少相互碰撞。
而干式润滑和油润滑基本原理上是相同的,不相同的一点就是干式润滑剂把油润滑的润滑油脂改为了固体润滑剂棒。
一、机车轮缘的油脂润滑铁路机车轮缘润滑是在机车轮毂与钢轨接触点进行润滑,以减少接触面摩擦,减少机车轮毂与钢轨之间的磨损和损耗的一种方法。
油脂润滑是一种以油脂为润滑剂的润滑方式。
就是在机车轮辋与钢轨内侧的接触面附近放置喷油嘴和喷油嘴,然后设置适当的频率,这样,铁路机车运行的时候喷油嘴就会按照设置好的频率向轮毂内侧喷射润滑油。
铁路机车轮缘的干式润滑【摘要】本文首先对铁路机车轮缘的干式润滑进行了一个基本的介绍,接着着重分析了干式润滑的技术原理,并举例分析了采取该技术的优点,最后指出了现阶段中干式润滑仍存在的主要问题。
【关键词】机车轮缘;干式润滑一、前言随着我国经济的飞速发展,铁路运输在国民经济中扮演着越来越重要的角色,人们要求火车具有更快的行驶速度与更强的载重能力。
但随着火车的不断提速,其轮缘的磨损程度也不断增加,这导致了轮缘与铁轨的维修费用不断攀升,大大降低了火车的经济效益。
因此,对机车轮缘采用润滑性能更好的干式润滑方式,具有十分重要的意义。
二、机车轮缘的干式润滑机车轮缘的干式润滑是将原有的润滑油更换为固态的润滑棒。
再使用相应的顶紧装置,使其顶在机车轮缘内侧,靠轮缘与润滑棒的摩擦使润滑棒润滑材料均匀分布于轮缘内侧,从而润滑轮缘与铁轨内侧的接触面,达到减少磨损的效果。
目前,主要是通过卷弹簧来作为干式润滑的顶紧装置,将润滑棒放入固定装置内,并使其方向正对轮缘内侧,卷弹簧通过钢丝对润滑棒底部产生拉力,使其另一端顶紧在机车轮缘内侧,从而达到润滑效果。
这种润滑方式的好坏主要依赖于卷弹簧的疲劳强度、使用寿命和产生拉力的钢丝的使用寿命、磨损情况。
三、干式润滑的原理传统的湿式润滑主要通过结构复杂、维修繁琐的润滑剂喷射装置来获得交换的减磨效果,但在高达4000MPa的应力下其轮缘处的油膜早已发生破损,从而无法实现润滑的目的。
除此之外,润滑剂喷射装置极有可能将润滑剂喷射至轨面上,从而对火车的牵引力产生不良影响,存在着造成行车事故的风险。
而干式润滑与湿式润滑的主要不同为润滑体的变化。
固体润滑剂主要采用以石墨为基础加入其他一些矿物质的混合物为基础的润滑棒。
固体润滑剂借助弹簧机具等装置与轮缘摩擦表面滑动接触,并保持一定压力。
当机车轮对转动时,固体润滑剂就源源不断地涂抹在火车机车轮缘表面,储存在微观不平的凹处,在剪切力的作用下容易形成一层均匀的、黏附力强的、负荷承载能力高的以聚合物为主题的多元复合固体润滑膜。
代轨道交通运输领域中,轮轨摩擦与润滑关系到机车牵引能量消耗、行车安全、轮轨材料消耗及维修成本等,因此受到各国铁路部门重视。
随着列车运行速度的进一步提高,轮轨润滑问题变得越来越突出。
合理有效的轮轨润滑可减少轮轨磨损,对节能和提高机车牵引效率也有重要意义,同时可提高列车运行的安全性。
车轮与钢轨间的摩擦非常复杂,既有踏面的滚动摩擦,又有轮缘与轨道侧面的滑动摩擦,就轮轨润滑而言,关键技术是准确地将润滑剂输送到指定部位是技术的关键。
目前轮轨润滑技术大致分为车载轮缘润滑系统、车载钢轨润滑系统、地面钢轨润滑系统和车载轮缘固体润滑技术。
按润滑剂分为润滑油、润滑脂、油性润滑剂、固体润滑剂。
由于车辆的振动,车载钢轨润滑系统涂油位置的准确性很难控制,因此大部分同类润滑器受车速限制,有些地方使用专用涂油车。
车载轮缘润滑系统发展较迅速,各种形式和原理的车载轮缘润滑系统层出不穷。
美国曾进行了大范围的“地面+车载”轮轨润滑试验,两者结合使用可节省燃料消耗25%~35%。
在半径350 m的曲线上实施润滑,可减少列车运行阻力50%。
近年来,随着国民经济的快速发展,我国铁路运输事业得到长足进步,日新月异的装备现代化和相对滞后的基础设施维修、养护水平不相协调,突出的问题就是两者的结合点——轮轨关系。
1 曲线钢轨润滑20世纪90年代以来,我国铁路内燃和电力机车基本普及,货车载重量增加,钢轨承受的侧向力增加,磨损问题日趋严重。
特别是山区小半径区段,侧磨波磨问题十分突出,个别严重地段的新轨铺设4个月就因侧磨到限而更换,通过列车总重不到20 Mt/km,通常钢轨侧磨速率达到0.15 mm/Mt即为严重磨损。
在有关部门的调查结果中,超过上述数值的占18%,接近上述数值的我国铁路轮轨润滑技术的发展张念:中国铁道科学研究院金属及化学研究所,副研究员,北京,100081摘 要:曲线钢轨润滑采用手动涂油和电动喷油的油脂润滑方式;采用溶剂型和固-液-固润滑、固体直接涂覆和智能涂覆的固体润滑方式。
机车轮缘润滑采用油脂润滑和固体润滑方式。
阐述“三新”轮缘润滑、“套管”润滑、二元固体润滑、美国机车轮缘固体润滑等固体润滑方式,对研究阶段的润滑方式和润滑材料对比试验进行分析。
根据我国铁路轮轨运用管理现状,对轮轨润滑技术进行经济效益分析,提出在曲线钢轨润滑和轮缘润滑领域符合我国铁路特点的轮轨润滑技术发展方向。
关键词:铁路轮轨润滑技术;曲线钢轨润滑;机车轮缘润滑;油脂润滑;固体润滑现占13%。
我国西部主要线路进行了电气化改造,由于地理特点,隧道、小半径曲线较多。
隧道内部净空是按蒸汽和内燃机车设计。
为了布设电力线,增加隧道净空,采用了减少下部道砟厚度的简单方法,造成道床弹性不足,也加速了钢轨的疲劳和磨损。
1.1 油脂润滑我国铁路工务部门一直投入大量的人力、物力进行轮轨润滑工作。
工务段主要采用在短途客车上安装涂油装置和每天指派专职涂油工随车作业。
通过涂油装置的油管将润滑油脂喷涂在钢轨侧面。
由于车辆振动和涂油过量,线路受到不同程度的污染,更严重的问题是钢轨磨损掉块(见图1)。
1.1.1 手动涂油方式郑州铁路局使用手动涂油装置——涂油小车(见图2),隔天涂覆钢轨一次。
手动涂油装置包括预压力储油罐、手动喷射泵、油管和喷油嘴等部分。
首先油脂装入储油罐,用打气筒给储油罐加压,油脂在压力作用下进入手动喷射泵。
每天预定的列车进入管辖站后,涂油工将设备安装好并上车。
当列车进入需要润滑的曲线区段,涂油工往复压动喷射泵杠杆将油脂喷出。
列车到达下一站,涂油工拆除涂油装置并搭乘反向列车返回工区。
手动涂油方式的优点是喷射压力大,不易出现管路堵塞,列车风对喷射流体影响小。
缺点是压力不恒定,人为操作差别大,工人劳动强度大,喷涂过程受车辆振动影响位置不准。
为避免油脂误入轮轨踏面,安装时喷嘴位置预设偏下,因此轨距角位置不能得到足够的润滑剂。
润滑油脂选用石墨锂基脂,虽然选择高黏度矿油,仍然表现承载能力不足。
在陇海线洛阳段基本能够有效保护钢轨,但在太焦线的小半径区段,钢轨侧磨速率在0.25~0.5 mm/Mt。
采用喷涂润滑方式不可避免地产生飞溅和甩带,多次出现因踏面污染造成机车牵引失效而中断运输的事件。
1.1.2 电动喷油方式北京铁路局采用电动涂油装置实施曲线钢轨润滑(见图3),每天涂油一次,部分区段每天涂油两次。
电动涂油装置包括储油箱、齿轮泵、电源及开关控制系统,喷射动力靠电机驱动齿轮泵提供。
其优点是操作省力、喷射压力恒定。
缺点是具备涂油系统共有缺点,并对润滑油脂的流体动力学性能要求很高。
油脂流动性变化将直接影响喷涂位置和效果,因此冬季必须在油脂中添加柴油稀释,以保证润滑油脂有效喷出。
润滑油脂选用石墨锂基脂,为保证良好的流动性选用低黏度矿油,添加了部分“极压抗磨添加剂”,但承载能力仍然不足。
半径300~500 m的曲线区段,钢轨侧磨速率在0.10~0.25 mm/Mt。
1.2 固体润滑1.2.1 溶剂型固体润滑方式武汉和成都铁路局采用类似涂料的固体润滑技术,利用溶剂将树脂类物质和润滑剂溶解分散,然后用密闭容器存储并携带上车。
润滑装置通过齿轮泵和自带的电图1 钢轨磨损掉块图2 手动涂油装置源将流体物质喷涂在钢轨表面,喷涂后溶剂挥发,润滑剂在钢轨表面形成润滑膜,涂覆量500 g/km。
其优点是不用列车供电,不受列车停站间隔限制。
缺点是具备喷涂方式共有缺点;有效润滑材料仅占重量的10%,其余90%是溶剂,因此润滑剂承载能力不足;钢轨表面的油渍、水气、灰尘和金属氧化物对成膜产生影响。
这种润滑方式对小半径曲线线路没有明显的润滑效果。
根据现场检测,涂覆一次润滑剂,25列重车通过后钢轨表面基本上没有存留润滑剂。
1.2.2 固-液-固润滑方式济南、南昌、西安、上海铁路局部分线路采用济南三新铁路润滑材料有限公司研究开发的“固-液-固”润滑方式(见图4),即固体润滑剂首先在地面预热融化后,装入保温桶保持液体状态携带上车,使用时放入喷涂装置中。
喷涂装置利用列车电能,在加热保温条件下通过齿轮泵将润滑剂喷涂到钢轨表面,液体遇冷凝固。
喷涂装置的喷嘴需加热,应保温在90℃以上。
喷嘴固定在未经减振的轴箱簧座上,减少了喷嘴的横纵向摆动,提高了喷射的准确性,涂覆量500 g/km。
其优点是不受列车停站间隔限制,无毒害,消除了钢轨剥离掉块。
缺点是具备喷涂方式共有缺点,需要大功率电力供应保证系统恒温在90℃以上,需要预热熔化,操作繁琐耗时,日常消耗成本高,润滑剂承载能力一般。
在半径500 m 以上的曲线、车速较快的区段减磨效果明显,如津浦、胶济、沈大、昌九线等。
在宝成、太焦线等小半径曲线集中的线路,特别是重车下坡区段,可减少钢轨磨损30%,优于涂油效果。
根据现场检测,涂覆一次润滑剂,50列重车通过后钢轨表面基本上没有存留润滑剂。
1.2.3 固体直接涂覆方式中国铁道科学研究院金属及化学研究所研制开发的“固体润滑技术”是一种直接涂覆技术,已在太原铁路局管辖的运煤通道推广应用。
其中,石太、南同蒲、北同蒲、京原线采用车载润滑装置(见图5),根据运量每周涂覆2~7次。
侯月、大秦线没有客车故采用人工涂覆。
车载润滑装置的润滑棒输出端与钢轨轨距角位置接触,随车体运动(曲线区段),在指定位置涂覆。
不需润滑的直线区段,润滑棒与钢轨不接触。
车载润滑装置的控制系统可根据线路、车速的变化改变润滑棒涂覆量,涂覆量120 g/km。
熟练的操作人员安装单侧机械手需30 s,拆卸需15 s。
涂覆一次润滑剂,50列重车通过后钢轨表面仍有肉眼可见的润滑膜。
固体直接涂覆方式在全国运量最大、线路条件最苛刻的太原铁路局应用数年,具有以下主要优点。
(1)润滑减磨效果与现有其他润滑方式相比,减少钢轨磨损2/3,延长曲线钢轨寿命3倍,95%以上的曲线钢轨侧磨速率为0.08 mm/Mt以下。
(2)采用直接涂覆,位置准确,不会误入钢轨踏面。
(3)用量少,成本低,与国内其他同类技术相比,日常消耗成本低70%。
图4 “三新”固-液-固润滑方式(4)固体物质很少遗漏散落,选用可生物降解材料,对线路没有污染,利于环保。
(5)避免了钢轨涂油剥离现象。
其缺点是车下设备需要停车补填润滑棒,受到搭载客车的停车时间限制。
润滑棒供给选用最快档,装满润滑棒可涂覆曲线净长24 km,也就是说客车两个相邻停车站需要润滑的曲线不能超过24 km。
1.2.4 智能涂覆方式神华集团朔黄铁路公司原平分公司在朔黄线采用一种搭载机车的智能曲线钢轨润滑装置,无人随车值守,地面站通过GPS远程监控。
车载主控制单元可接收TAX2平台数据,通过车速、里程和运行方向等参数控制曲线识别与喷涂。
润滑剂采用固-液-固方式。
2 机车轮缘润滑随着铁路机车运行速度的提高,原有的液体或半流体润滑方式逐渐显示出局限性。
突出问题是在列车气流作用下,喷涂的流体润滑剂飞散,污染机车车体和轮轨踏面,从而降低润滑效果,增加了管理难度。
另外,有些石墨类润滑剂被吸入牵引电机,减低了绝缘性能。
20世纪末,国外开始应用轮缘固体润滑技术,近年来国内相关技术得到飞速发展。
2.1 机车轮缘工况与润滑要求目前,在平原主要干线运行的机车,其轮缘侧磨速率通常在2.0~2.6 mm/105 km,一个新轮对经过三个中修期后轮径基本到限,无法坚持到大修。
因此,各机务段大多在第二个中修期换轮,由此造成浪费。
对于山区线路运行的机车采用轮缘涂油,其轮缘侧磨速率通常在4.0~8.0 mm/105 km,20万km需要镟轮一次,整个车轮经过三次镟修而报废,浪费惊人。
只有轮缘侧磨降低到2.0 mm/105 km以下,车轮寿命才能与大修同步。
目前,另一个突出问题是机车备用车轮不足,在车轮镟修整形过程中为保证轮径一致,加工量取决于机车磨损最严重的车轮。
因此,润滑效果不取决于机车车轮的平均磨耗,而取决于保护最薄弱的机车车轮,也就是人们常说的“木桶效应”。
无论机车设置几个润滑点,必须保证机车所有车轮润滑保护的均一性。
从机车使用工况来看,如果润滑棒耐冲击性差,润滑材料不是涂在轮缘上,而是变成碎块散落在线路上;如果润滑材料韧性过大,车轮表面粗糙,以切削方式快速消耗润滑棒,润滑材料很难附着在轮缘表面。
因此,润滑材料内部微观层间的结合力应小于润滑材料与车轮间的附着力,“涂得上”是润滑技术的关键。
考虑机车走行部的空间因素和维护方便,不可能在每个车轮上安装润滑装置,因此润滑装置必须保护相邻的3~5个车轮。
润滑材料应经过多次转移传递到车轮,使每个车轮受到保护,润滑材料的转移能力决定最终的润滑效果。
轮轨接触力最高可达到4 000 MPa,润滑材料本身的承载能力和保持时间是润滑效果的重要因素。
另外,由于机车全天候运行,要求润滑材料具有优良的抗水性,并且对轮轨没有腐蚀性。