Способ смазывания гребней колесных пар локомотивов твердыми антифрикционными элементами
Владельцы патента RU 2680584:
Майба Игорь Альбертович (RU)
Выщепан Алексей Львович (RU)
Лубягов Александр Михайлович (RU)
Изобретение относится к машиностроению, а именно к смазыванию гребней колесных пар локомотивов. Твердый антифрикционный элемент поджимается к смазываемой поверхности гребня колеса. Подача твердого антифрикционного элемента к смазываемой поверхности гребня колеса производится с минимальным усилием F, достаточным для перемещения смазочного элемента по горизонтально расположенной направляющей устройства подачи, при этом смазочный элемент имеет твердость, обеспечивающую максимальный ресурс его выработки, при поддержании коэффициента трения в зоне фрикционного контакта гребня колеса с боковой головкой рельса на уровне смазанного контакта. При этом F=P(1+f), где F - усилие пружины; Р - вес твердого антифрикционного элемента; f - коэффициент трения твердого антифрикционного элемента по направляющей, подающей твердый антифрикционный элемент к смазываемой поверхности. В результате обеспечивается максимальный ресурс выработки твердого антифрикционного элемента при смазывании гребней колесных пар локомотивов. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано как способ смазывания узлов трения различных механизмов с вращательными и возвратно-поступательными движениями звеньев для подведения и нанесения на трущиеся поверхности твердых антифрикционных элементов различной геометрической формы, в частности для смазывания гребней колесных пар локомотивов.
Известен способ нанесения смазочного материала на открытый узел трения, заключающийся в том, что смазочный материал в виде смазочных стержней подают к смазываемой поверхности под углом, с усилием достаточным для обеспечения процесса изнашивания внешней оболочки смазочного материала и нанесения его на поверхность трения под действием собственного веса стержня [1].
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются следующие признаки: наличие смазочного материала в виде смазочных стержней, которые подают к смазываемой поверхности с усилием F, достаточным для нанесения его на поверхность трения (гребень колеса).
Получению требуемого технического результата препятствуют ограниченные возможности системы, не позволяющие обеспечить горизонтальную подачу смазочных элементов на открытый узел трения.
Известен способ смазывания гребней колес подвижного состава [2], заключающийся в том, что поджимают твердый смазочный материал 6 виде тела качения, например, диска, к рабочей поверхности гребня, регулируют интенсивность подведения твердого смазочного материала, отличающийся тем, что интенсивность подведения твердого смазочного материала регулируют путем размещения грузов на торцевой поверхности тела вращения.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются следующие признаки: наличие твердого смазочного материала, который поджимают к рабочей поверхности гребня.
Получению требуемого технического результата препятствуют ограниченные возможности системы, не позволяющие использовать отличные от тела качения формы твердых смазочных элементов.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении эффективности смазывания гребней колес локомотивов на основе совершенствования способа смазывания гребней колесных пар локомотивов при использовании в качестве смазочного материала твердых антифрикционных элементов.
Эффективность использования заявляемого способа смазывания гребней колесных пар локомотивов заключается, в подаче твердого антифрикционного элемента к смазываемой поверхности гребня колеса с минимальным усилием F, достаточным для перемещения смазочного элемента по горизонтально расположенной направляющей устройства подачи и прижатия его к гребню колеса, при этом смазочный элемент имеет твердость, определяющую максимальный ресурс его выработки, при обеспечении значений коэффициента трения в зоне фрикционного контакта гребня колеса с боковой головкой рельса на уровне смазанного контакта,
Технический результат, получаемый при реализации данного изобретения, выражается обеспечении максимального ресурса выработки твердого антифрикционного элемента при смазывании гребней колесных пар локомотивов.
Для достижения вышеуказанного технического результата, твердый антифрикционный элемент поджимается к смазываемой поверхности гребня колеса с минимальным усилием F, достаточным для перемещения смазочного элемента по горизонтально расположенной направляющей устройства подачи и выполняется с твердостью, обеспечивающей максимальный ресурс его выработки, при поддержании значений коэффициента трения в зоне фрикционного контакта гребня колеса с боковой головкой рельса на уровне смазанного контакта, при этом:
F=P(1+f),
где F - усилие пружины;
Р - вес твердого антифрикционного элемента;
f - коэффициент трения твердого антифрикционного элемента по направляющей, подающей твердый антифрикционный элемент к смазываемой поверхности.
От наиболее близкого аналога предлагаемое изобретение отличается применением в качестве смазочного материала, твердого антифрикционного элемента с заданной твердостью, и прижатие его к гребню колеса с усилием, функционально зависящим от массы твердого антифрикционного элемента и коэффициента трения твердого антифрикционного элемента по направляющей, подающей твердый антифрикционный элемент к смазываемой поверхности.
Заявляемый способ смазывания поясняется на примере.
Требуется обеспечить максимальный ресурс работы твердого антифрикционного элемента марки ТАЭЛ прямоугольного сечения с размерами 25×50×400 массой 1,0 кг при использовании его в устройстве смазывания гребня колеса УСГЛ с горизонтально распложенным механизмом подачи пружинного типа. Механизм подачи ТАЭЛ изображен на сборочном чертеже УСГЛ.304312.011СБ (фиг. 1). Представляет собой сборную конструкцию, состоящую из корпуса прямоугольного сечения (поз. 1) с приваренной к нему крепежной плитой (поз. 2). Внутри корпуса расположена приводная пружина кручения (поз. 4), закрепленная на конце направляющего штока (поз. 3), обеспечивающая выталкивание и постоянное прижатие ТАЭЛ к гребню колеса.
Определяем расчетное усилие пружины F. Оно составляет:
F=P×(1+f)=10Н (1+0,25)=12,5 Н
Определяем твердость ТАЭЛ обеспечивающую максимальный ресурс выработки. Для этого проводим физический эксперимент. Методика проведения экспериментов предусматривает проведение стендовых испытаний на торцевой машине трения в условиях, моделирующих реальные режимы работы.
Условия испытаний:
1. Постоянное усилие прижатие ТАЭЛ к модельному образцу на уровне 12,5 Н.
2. Максимально допустимый коэффициента трения, свыше которого фиксируется переход режима трения к сухому несмазанному контакту - 0,18.
3. Твердость ТАЭЛ по Шору - шкала D, н/мм2 ГОСТ 24621 - варьируемый параметр.
Контролируемые показатели:
- истираемость ТАЭЛ при трении о гребень колеса, I, гр/км (ресурс выработки);
- коэффициент трения.
За результат оценки выработки ТАЭЛ принималось усредненная весовая интенсивность изнашивания при трении о ролик моделирующий гребень колеса определяемая как среднее арифметическое из трех испытаний. Результаты испытаний приведены в таблице 1.
Анализ результатов позволяет определить значение твердости ТАЭЛ (60 ед. по Шору) при которой, в заданных условиях, обеспечивается максимальный ресурс работы ТАЭЛ массой 1,0 кг при использовании его в устройстве смазывания гребня колеса УСГЛ с горизонтально распложенным механизмом подачи пружинного типа.
Твердость ТАЭЛ свыше 65 ед. приводит к обедненному смазыванию и переход условий смазывания в режим сухого контакта.
Список источников:
1. Патент РФ №2525499, МПК B61K 3/02, 27.06.2013 г. Способ нанесения смазочного материала на открытый узел трения.
2. Патент РФ №2138416, B61K 3/02 (1995.01) 27.09.1999 г. Способ смазывания гребней колес подвижного состава.
Способ смазывания гребней колесных пар локомотивов, заключающийся в том, что твердый антифрикционный элемент поджимается к смазываемой поверхности гребня колеса, отличающийся тем, что подача твердого антифрикционного элемента к смазываемой поверхности гребня колеса производится с минимальным усилием F, достаточным для перемещения смазочного элемента по горизонтально расположенной направляющей устройства подачи, при этом смазочный элемент имеет твердость, обеспечивающую максимальный ресурс его выработки, при поддержании значений коэффициента трения в зоне фрикционного контакта гребня колеса с боковой головкой рельса на уровне смазанного контакта, при этом:
F=P(1+f),
где F - усилие пружины;
Р - вес твердого антифрикционного элемента;
f - коэффициент трения твердого антифрикционного элемента по направляющей, подающей твердый антифрикционный элемент к смазываемой поверхности.
