poster444

Новая смазка продлит жизнь редукторам

Тяговые зубчатые передачи являются одним из наиболее важных узлов трения электроподвижного состава (э.п.с.). Их работа постоянно сопряжена с тяжелыми условиями. Это оборудование подвергается высоким давлениям (до 1000 МПа) в зоне контакта зубьев и температурам (от — 50 до +80 °С) при достаточно больших скоростях скольжения (до 4,0 м/с). Непосредственный контакт с окружающей средой, попадание влаги и абразива через неплотности кожуха редуктора также являются общей чертой, характерной для всех типов редукторов э.п.с.

Нормативный ресурс работы зубчатой передачи соответствует 1,8 млн. км пробега при вероятности безотказной работы 0,95. По имеющимся данным анализа эксплуатации тяговых редукторов электроподвижного состава, средний ресурс работы зубчатых колес составляет 0,9— 1,2, а шестерен 0,4 — 0,5 млн. км. Основными видами повреждений для зубчатых передач э.п.с. являются, прежде всего, выкрашивание рабочих поверхностей зубьев (питтинг), схватывание (заедание), механический износ. Много неприятностей доставляет пластическая деформация поверхностного слоя рабочих поверхностей зубьев, а также разрушение под воздействием изгибающих напряжений.

При этом наиболее характерными видами отказов, встречающихся при эксплуатации тяговых редукторов, являются предельный износ (до 80 %), усталостные раковины (до 12 %), а также трещины и сколы (до 8 %).

Только разрушение элементов редуктора под воздействием изгибающих напряжений мало связано с типом и параметрами применяемой смазки. Все остальные виды повреждений напрямую зависят от качества применяемой в зубчатой передаче смазки. Она должна рассматриваться как конструкционный материал со свойствами, непосредственно влияющими на работоспособность оборудования в не меньшей степени, чем свойства материалов смазываемых деталей.

В настоящее время в тяговых редукторах э.п.с. применяются два типа смазок: жидкие (трансмиссионные масла марок ТАП-15в и ТСп-10) в редукторах пассажирских электровозов серии ЧС и полужидкие типа ОС марок “Л” и “3” (редукторы других видов э.п.с.). Последние представляют собой автотракторное масло (нигрол), загущенное натриевым мылом гудронного сала. Эти смазки содержат в качестве противоизносной и противозадирной присадки осерненный нигрол в количестве 1,5 % в пересчете на серу.

Ликвидация по экологическим причинам процесса осернения нигрола на Кусковском заводе консистентных смазок МПС, производившем смазку ОС, существенно ухудшило качество последней в части ее противоизносных и противозадирных свойств. Это не могло не повлечь за собой снижения ресурса работы и надежности зубчатых передач электровозов и МВПС, на которых использовалась смазка ОС. Применение жидких трансмиссионных масел в редукторах этих типов практически невозможно из-за их конструктивных особенностей.

Таким образом, вопрос создания всесезонной полужидкой смазки для тяговых редукторов электроподвижного состава сегодня весьма актуален. Разрабатываемый материал должен отвечать следующим основным требованиям. Прежде всего необходимо, чтобы смазка обеспечивала работоспособность тяговых редукторов в интервале эксплуатационных температур от -50 до +90 °С (кратковременно до +120 °С). Она должна надежно смазывать зубчатую передачу в условиях контактных давлений до 1000 МПа, окружных скоростей зубчатых колес до 4,9 м/с, наложения вибраций на зацеплении с частотой от 2 до 750 Гц.

Немаловажно сохранить необходимые служебные свойства, прежде всего, противозадирные и противоизносные, в условиях попадания в зону трения через неплотности редуктора влаги и абразива. Новая смазка должна также предохранять конструкционные материалы деталей редуктора от коррозии и, что сегодня важно, изготавливаться из сырья, производимого отечественной промышленностью.

В соответствии с данными техническими требованиями ВНИИЖТом совместно с Кусковским заводом консистентных смазок (КуЗАКС), Московским нефтемаслозаводом (МНМЗ) и Государственной академией нефти и газа им. И.М. Губкина разработана рецептура и технология изготовления полужидкой смазки ЭРС для тяговых редукторов э.п.с. Основу материала составляет смесь нефтяных и синтетического масел, загущенная литиевым мылом. В состав смазки введена сбалансированная композиция добавок (присадок и наполнителей) с целью придания ей необходимого комплекса служебных свойств (противозадирных, противоизносных, стабильности против окисления, антикоррозионных).

Разработанная технология изготовления смазки внедрена на опытно-промышленном производстве КуЗАКС и МНМЗ. Основные результаты сравнительных испытаний опытно-промышленной партии ЭРС, изготовленной МНМЗ, и применяемой в настоящее время смазки ОС-3, приведены в таблице.

Полученные результаты сравнительных испытаний показали, что ЭРС существенно превосходит по показателям служебных свойств штатную редукторную смазку ОС. Это позволило допустить новый материал к эксплуатационной проверке в тяговых редукторах э.п.с., эксплуатируемого на Московской дороге.

В испытаниях были задействованы электропоезда ЭР2Р приписки моторвагонного депо Перерва, а также грузовые электровозы ВЛ80 и пассажирские ЧС4Т из Вязьмы. Кроме того, модификация смазки ЭРС, изготовленная КуЗАКС, опробовалась в тяговых редукторах электровозов В/110 из депо Рыбное той же Московской дороги.
Контролировались изменения показателей служебных свойств смазки ЭРС и состояние рабочих поверхностей трения зубчатой передачи. Критерием оценки были выбраны показатели содержания механических примесей (в том числе продукта износа — железа) и воды, а также смазочные характеристики (критическая нагрузка заедания — Рк, показатель износа — Ди).

Периодический контроль качества проб работавшей в тяговых редукторах э.п.с. новой смазки ЭРС по вышеперечисленным параметрам показал ее хорошие свойства. Так, после пробега до 200 тыс. км содержание механических примесей в пробах масла находилось в пределах 0,25— 1,4 % масс., в том числе содержание железа, характеризующее процессы приработки и износа зубчатой передачи в пределах 0,25 — 0,95 % массы. Работавший материал практически не содержал воды, реакция проб была от слабощелочной до нейтральной, что указывает на незначительное окисление смазки в процессе эксплуатации. Оценка смазывающей способности не показала существенных различий в свойствах у свежей смазки (Рк—1120 Н, Ди —0,47 мм) и работавшей (Рк в пределах 840 — 1060 Н, Ди в пределах 0,50 — 0,71 мм).
Осмотр рабочих поверхностей зубчатых колес редукторов электропоездов ЭР2Р после пробега 200 тыс. км при прохождении ими ТР-3 показал, что зубья имели гладкую блестящую поверхность, в отдельных случаях отмечено сглаживание первоначально отмеченных поверхностных дефектов (питтинга). Состояние поверхностей трения у малой шестерни — без замечаний. Износа деталей зубчатой передачи при испытаниях не выявлено (менее 0,02 мм).

Периодический контроль за состоянием редукторов электровозов и замеры зубчатых колес после пробега локомотивов до 300 тыс. км показали, что их износ при эксплуатации на смазке ЭРС в 2,0 — 2,5 раза ниже, чем на ОС. Наряду с положительными качествами, выявлены и некоторые отрицательные. Так, в редукторах с опорно-осевой подвеской (электровозы ВЛ80 и ВЛ10) из моторно-осевых подшипников в зону трения просачивалась смазка (осевое или индус
триальное масло). Это приводило к ухудшению служебных характеристик ЭРС и повышенному расходу вследствие разжижения ее низковязким маслом и последующему частичному вытеканию через неплотности кожуха редуктора.

На основании наблюдений за состоянием рабочих поверхностей зубчатых передач и анализов проб нового материала была установлена норма браковки смазки. По показателю “содержание железа в отработанной смазке" — более 1,0% массы — масло надо менять. Выработаны также критерии заправки и дозаправки смазки ЭРС. Для электропоездов заправка составляет 10 кг на один редуктор, дозаправка — 1 кг на каждом ТР-1. В электровозах ЧС, ВЛ10, ВЛ80 заправлять надо 12 кг, а на каждом ТР-1 дозаправлять дополнительно по 1 кг.

Таким образом, проведенные исследования показали, что новая полужидкая редукторная смазка ЭРС существенно улучшает условия работы зубчатых передач э.п.с. и повышает их надежность по сравнению с материалом ОС. При подсчете экономического эффекта учитывалось улучшение условий работы редукторного узла за счет применения смазочного материала более высокого качества. Повышение ресурса зубчатой передачи до нормативно установленного пробега и сокращения расхода смазки в процессе эксплуатации редукторов э.п.с. тоже пошло в зачет положительных качеств смазки ЭРС. Суммарный экономический эффект от применения нового перспективного материала может составить более 16 тыс. руб. на каждую тонну смазки ЭРС.

tyubik

Смазка, говоришь...
Добре, дело хорошее.

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin