бабулер44

Графитовая смазка для гребня бандажа как средство увеличения срока службы колесных пар

К.В. ИСАКОВ, инженер компании «Шунк Карбон Текнолоджи»

О проблеме износа или подреза гребня бандожа колесных пар известно довно, но успешно бороться с ней на территории «про-стронства 1520» начали только в 80-х годах. Требования ПТЭ к толщине гребня колесных пар достаточно строги, тем более когда дело касается локомотивов, моторвагонного подвижного состава и пассажирских вогонов.

Немного о первопричине. В процессе эксплуатации подвижного состава профиль колеса в месте основания гребня постепенно перестает быть конусообразным. Особенно сильный эффект изнашивания проявляется при движении в кривых, когда происходит усиление довления на одну сторону колесной пары.

Под действием большой прижимной силы материал рельса и, в основном, колеса, постепенно выдавливается и выкрашивоется. Чаще всего результатом такого взаимодействия становится уменьшение толщины гребня бандажа, его подрез, на колесе появляется полоса стирания.

Износ гребня является основной неисправностью колесных пар. Статистика таких случоев достигает 40 — 50 % от числа всех неисправностей. Актуальность решения донного вопроса достаточно высоко. Дополнительным и немаловажным негативным фактором является шум при движении подвижного состава в кривых.

На износ бандажей влияет множество факторов:

- физические свойства соприкасающихся металлов (твердость, однородность и др.), что чаще всего определяется химическим составом колеса и рельса;

- климатические условия эксплуотации (температура, влажность);

- состояние пути, положение рельсов в кривых, загрязнение головок рельсов мелкими частицами (например, песок);

- качество изготовления колесных пар и рельсов.

Со всеми этими факторами можно бороться (в меньшей степени — с климатическими условиями), но от физического износа, как токового, уйти совсем невозможно. Наиболее эффективным методом сокращения износа гребня бандажа является смазка соприкасающихся поверхностей. Дополнительными эффектами от применения смазки будут экономия тяговой энергии подвижного состава и снижение шума при его движении. Методов смазки существует достаточно большое количество. Ниже приведем описание основных методов с указанием их преимуществ и недостатков.

СМАЗКА ОСНОВАНИЯ ГРЕБНЯ БАНДАЖА

- Система жидкостной смазки гребня. В качестве смозывающего материала применяют масло с добавлением различных присадок либо специальные пластичные смозки. Такая система обычно состоит из бака, насоса, трубопроводов или шлангов для подачи смазки на реборду, форсунок и подсистемы управления. Чаще всего используется также подключение к питательной магистрали для подочи сжатого воздуха, который способствует распылению смазывоющего материала на гребни бондожей колес. Благодаря этому износ гребня бондажа уменьшается в 1,5 — 2 раза. Это основное преимущество такой системы.

Среди недостатков наличествуют следующие:

- необходимость установки и обслуживания многих элементов системы;

- при влажной погоде ухудшается «прилипаемость» смазки на масляной основе, в связи с чем смазывающий слой недолго держится на стальной поверхности;

- труднодоступность элементов системы при обслуживании;

- необходимость точной регулировки форсунок во избежание попадания смозывающего материала на поверхность качения;

- изменение вязкости смазки при больших колебаниях температуры — зимой вязкость повышоется, вызывая проблемы с распылением, а летом понижается, что может повлечь нежелательную текучесть смазки;

- в зимний период частые случаи излома составных частей системы льдом или снегом.

- Применение твердых л у б р и к а т о р о в .Твердый смазывающий материал должен упираться в основание гребня бондажа во время качения. Здесь есть несколько разновидностей ма-териола. Это могут быть композитные материалы, цельные либо со смазывающим наполнителем. Среди преимуществ стоит выделить простоту установки и обслуживания. Недостатки - достаточно высокие фрикционные силы и повышенная чувствительность к климатическим изменениям.

- Применение графитовых лубрикаторов (рис. 1). Выделим грофитовую смазку в отдельную группу. Она немного уступает по снижению износо гребня масляной смазке, но, тем не менее, позволяет продлить жизнь колесным парам минимум на 30%. По сравнению с твердыми лубрикаторами графит является более мягким мотериалом благодаря особой кристаллической решетке, поэтому фрикционные силы намного меньше.

По сравнению с системами жидких смозок графитовая смазка проста в эксплуатации и установке. Немаловажная составляющая — более низкая цена. При повышенной влажности графитовая смазка доже лучше масляной, так кок графит, смешавшись с водой, образует на поверхности особый слой, способствующий дополнительному уменьшению силы трения. И последний фактор — экологичность, которая становится все более значимой в наши дни. Одним из основных производителей грофитовой смазки гребня бандажо является компания «Schunk Group».


Ф Применение стационарных гребнесмазы-в а т ел е й. Обычно устанавливоются в середине кривых. Система состоит из напольного устройства, располагающегося внутри колеи, шкафа управления и подачи смозки. Смазка подается через форсунки на колеса проезжающего над устройством подвижного состава. Мало применяется на магистральных железных дорогах ввиду множество недостатков, таких как:

- чувствительность к погодным условиям;

- попадание смазки на поверхность катания;

- ограниченное расстояние пути, куда попадает смазка;

- необходимость обслуживания системы с выездом на удаленные участки;

- выброс смазки с движущегося колеса центробежными силами.

СМАЗЫВАНИЕ РЕЛЬСОВ

Другой подход к решению проблемы — смазывать рельсы, а не гребни колес.

- Применение рельсосмазывaтельных машин. Все просто — специализированный подвижной состав выезжает на путь и смазывает боковую сторону головки рельса, в основном наружного рельса в кривых. По эффективности — это самый лучший вариант, так как такие машины наносят смазку именно в те места, где это необходимо и в нужном количестве. Но ввиду того, что смазка со временем с рельса пропадает, необходим периодический выезд рель-сосмазывателей на пути, что не всегда возможно. Отсюда и главный недостаток — большие затраты на содержание и выезд рельсосмазы-вательных машин.

- Применение подвесных систем рельсосма-зы в а н и я. В такой системе необходима специальная конструкция, подвешиваемая в передней части подвижного состава. Преимущества практически те же, что и у машин-рельсосмазывателей. Большой недостаток — установка и обслуживание дополнительной сложной системы на подвижном составе. Более того, оптимальная скорость для смазки рельсов составляет 50 — 70 км/ч, что не позволяет эффективно использовать такую систему на регулярной основе.

На сегодняшний день имеет место использование всех перечисленных систем. Исторически так сложилось, что наибольшее распространение получило применение систем масляной смазки гребней колес, устанавливаемой непосредственно на подвижной состав. Взвесив все плюсы и минусы различных методов по аспектам — эффективность, стоимость, простота в обслуживании, экологичность, применение графитовой смазки все-таки выглядит более выгодным вариантом.

В Европе сегодня применение смазки на масляной основе встречается «в штыки» из-за первостепенности вопроса экологии. Именно поэтому графитовая смазка «Schunk» получила широкое распространение.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ГРАФИТОВОЙ СМАЗКИ «SCHUNK»

Принцип смазки гребня бандажа от «Schunk» настолько же прост, насколько и изобретателен. Держатель со стержнем-карандашом твердой смазки на основе углерода крепится непосредственно к тележке. Карандаш прижимается к гребню бандажа пружиной, благодаря чему обеспечивается непрерывная смазка в нужных количествах.

Система графитовой смазки представляет собой простую конструкцию. Держатель графитовых стержней выполнен из легкосплавного материала. Крепится держатель к тележке с помощью специальной пластины. Система графитовой смазки «Schunk» универсальна и может крепиться практически к любому виду моторвагонного состава или локомотива.

Именно поэтому пластина к держателю приваривается под конкретный вид подвижного состава, либо разрабатывается специальное крепление, в том числе с защитой от воздействий льда и снега. Внутри держателя расположены графитовые стержни. Для обеспечения своевременного обслуживания имеются специальные окна в корпусе держателя, позволяющие вовремя отследить износ стержня.

Система графитовой смазки возможна в двух исполнениях — стандартной длины и укороченной. Укороченная версия применяется в тех случаях, когда для установки системы на тележке недостаточно пространства для корпуса стандартной длины (рис. 2).

Применение графитовой смазки «Schunk» не подразумевает установку карандашей на каждую колесную пару. Дело в том, что графитовый материал со смазанного колеса попадает на рельс и дальше на другие колеса (рис. 3). Рекомендация по установке обычно носит следующий характер: установка на первую по ходу движения колесную пару, затем на четвертую либо пятую в зависимости от условий эксплуатации и необходимой интенсивности смазки.

Группа компаний «Schunk» является одним из первопроходцев по изготовлению графитовой смазки гребня бандажа. Более подробная информация о компании представлена на официальном сайте: https://www.schunk-carbontechnology.com/ru/.

Обратиться по вопросу приобретения графитовой смазки «Schunk» на территории РФ и стран СНГ можно по электронному адресу: info@schunk-carbon.ru

либо по телефону +7 (499) 372-51-57.

Библиография

1. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации (утв. Приказом Минтранса РФ от 21.12.2010 № 286).

2. Обобщение передового опыта тяжеловесного движения: вопросы взаимодействия колеса и рельса: пер. с англ. У. Харрис, С. Захаров, Д. Ландгрен, X. Турне, В. Эберсон. - М.: Интекст, 2002. - 416 с.

3. Актуальное решение проблемы «колесо - рельс» [Электронный ресурс] // Евразия Вести. Новые технологии. - 2005. - XI

4. Модернизация средств смазки гребней локомотивов: Балагин Д.В., Минаков В.А., «Молодой ученый» № 25, декабрь 2016, с. 17 — 20;

5. Система смазки гребня бандажа Schunk — основная информация для клиентов. 2019 г. Презентация, 14 с. Schunk Bahn-und Industrietechnik GmbH.

На правах рекламы