道旁固定式軌側(cè)固體潤(rùn)滑技術(shù)研究與應(yīng)用

景澤紅

【摘 要】針對(duì)侯馬北工務(wù)段侯月線鐵路，由于沒有客車通過，目前主要利用施工間歇采取“人工涂覆潤(rùn)滑方式”，受時(shí)空、安全條件制約，效果不佳。采用侯馬北工務(wù)段和鐵科院研制的道旁固定式軌側(cè)固體潤(rùn)滑裝置，利用列車車輪攜帶涂抹方式，實(shí)現(xiàn)了固體潤(rùn)滑劑對(duì)曲線上股鋼軌、道岔曲尖軌的自動(dòng)涂覆。解決了無法利用列車車載涂覆情況下的鋼軌潤(rùn)滑問題，涂覆位置準(zhǔn)確，劑量可調(diào)，環(huán)境污染小。達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，有很大的推廣價(jià)值。

【Abstract】In view of the HouYue line in north section of Houma maintenance section， because there is no train pass， at present ，it mainly uses the artificial coating lubrication in the construction interval， and it is restricted by the space and safety condition， the results is poor. In this paper， using the side stationary rail solid lubrication device ， carrying smearing using train wheels， realizes the automatic coating of solid lubricant on the curve rail and turnout switch rail.The utility model solves the problem of the rail lubrication under the condition that the vehicle can not be used for vehicle coating， and the coating position is accurate， the dosage is adjustable， and the environmental pollution is small. The technology reached the domestic leading level， there is a great promotional value.

【關(guān)鍵詞】道旁 ；固定式軌側(cè) ；固體潤(rùn)滑技術(shù)； 研究

【Keywords】 road side ；fixed rail side； solid lubrication technology ；research

【中圖分類號(hào)】U262124 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）03-0061-02

1 引言

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)調(diào)研，提出了“道旁固定式軌側(cè)固體潤(rùn)滑涂覆系統(tǒng)”的設(shè)想。主要是解決鐵路輪軌之間的摩擦問題，實(shí)施有效的潤(rùn)滑。解決好輪軌潤(rùn)滑技術(shù)是提高列車運(yùn)行安全性的關(guān)鍵。

2 技術(shù)方案

輪軌固體潤(rùn)滑技術(shù)在我局應(yīng)用已近十年，取得了很好效果。全新的涂覆方式是解決的研究重點(diǎn)。

2.1 涂覆方式

該潤(rùn)滑系統(tǒng)，可據(jù)列車通過數(shù)量自動(dòng)選擇適合的潤(rùn)滑材料量，輸送到鋼軌和輪緣之間需要潤(rùn)滑的部位，并由車輪攜帶至下一段鋼軌側(cè)面，經(jīng)過輪軌之間多次攜帶轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)輪軌潤(rùn)滑。固體潤(rùn)滑材料留在潤(rùn)滑表面形成一層固體膜。有效工作溫度達(dá)到1000℃以上。使用這種潤(rùn)滑方式可以減少輪軌磨損70%。與現(xiàn)有潤(rùn)滑方式相比：一是實(shí)現(xiàn)了無客車通過的貨運(yùn)專線的曲線鋼軌潤(rùn)滑；二是這種涂覆方式消耗潤(rùn)滑劑量少，無散落，環(huán)保不會(huì)侵入輪軌踏面造成機(jī)車打滑；三是固體材料性能可消除油楔作用產(chǎn)生的輪軌表面剝離掉塊[1]。

2.2 工作原理

該潤(rùn)滑系統(tǒng)，可據(jù)列車通過數(shù)量自動(dòng)選擇適合的潤(rùn)滑材料量，輸送到鋼軌和輪緣之間需要潤(rùn)滑的部位，并由車輪攜帶至下一段曲線鋼軌側(cè)面，經(jīng)過輪軌之間多次攜帶轉(zhuǎn)移，固體潤(rùn)滑材料留在潤(rùn)滑表面形成一層固體膜，實(shí)現(xiàn)輪軌潤(rùn)滑。

2.3 關(guān)鍵技術(shù)

一是調(diào)整潤(rùn)滑塊的可涂覆性、抗沖擊強(qiáng)度，確保其潤(rùn)滑材料順利被車輪帶走，又不會(huì)散落在線路上；二是設(shè)計(jì)道旁固定式涂覆設(shè)備，實(shí)現(xiàn)智能控制；三是在侯月線選擇試驗(yàn)曲線和對(duì)比線路，安裝調(diào)試設(shè)備。做好標(biāo)記。定時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)鋼軌斷面幾何參數(shù)測(cè)量，并拍攝鋼軌表面照片。

2.4 創(chuàng)新點(diǎn)

涂覆方式整體構(gòu)想，首次實(shí)現(xiàn)固體潤(rùn)滑材料道旁固定式涂覆；潤(rùn)滑設(shè)備智能化。

3 研制

3.1 潤(rùn)滑系統(tǒng)包括

智能、能量供給系統(tǒng)（太陽能電池板、太陽能控制器和蓄電池）機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)、三部分組成。按要求設(shè)置。

3.2 電氣部分原理

當(dāng)列車通過時(shí)，傳感器接收到信號(hào)并以電信號(hào)方式傳送給控制系統(tǒng)的單片機(jī)，單片機(jī)判斷排除干擾信號(hào)的可能性后，按照預(yù)定程序輸出電壓電流信號(hào)，控制機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，列車通過后系統(tǒng)停止工作，處于待機(jī)狀態(tài)。

3.3 機(jī)械部分工作原理

機(jī)械部分工作過程，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過減速機(jī)帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿導(dǎo)柱系統(tǒng)推動(dòng)驅(qū)動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)臂通過潤(rùn)滑塊艙的側(cè)面開口伸入潤(rùn)滑塊倉(cāng)內(nèi)托住潤(rùn)滑塊底部，推動(dòng)潤(rùn)滑塊從艙口伸出。潤(rùn)滑塊從潤(rùn)滑塊艙上部出口伸出。

4 改進(jìn)、試驗(yàn)

4.1 潤(rùn)滑塊艙尺寸的研究

4.1.1 潤(rùn)滑塊厚度的研究

潤(rùn)滑塊的厚度是關(guān)鍵參數(shù)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)試后，確定潤(rùn)滑塊厚度9-10mm。

4.1.2 潤(rùn)滑塊寬度、高度設(shè)計(jì)

合理設(shè)計(jì)潤(rùn)滑塊寬度為200mm、高度為80mm為最終尺寸并將防護(hù)罩上平面改為斜面。

4.2 潤(rùn)滑塊輸送速度的選擇

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果：固體潤(rùn)滑塊的物理特性，有利于將自身向上送到軌距角潤(rùn)滑部位，轉(zhuǎn)移特性是每個(gè)車輪只能帶走固定數(shù)量的潤(rùn)滑材料。因此，合適的輸送速度是使用的關(guān)鍵，應(yīng)控制潤(rùn)滑塊輸送速度與車輪帶走的速度相一致。

4.3 潤(rùn)滑塊物理性能適應(yīng)性研究

該技術(shù)是在原車載涂覆“輪軌固體潤(rùn)滑技術(shù)”基礎(chǔ)上，改進(jìn)內(nèi)容僅限于使用環(huán)境不同所需要的改進(jìn)。

4.3.1 潤(rùn)滑塊高溫適應(yīng)性

該潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑塊使用環(huán)境是露天鋼軌下部，夏季最高溫度達(dá)到70℃，因此必須保證潤(rùn)滑塊軟化溫度高于70℃。

4.3.2 潤(rùn)滑塊的耐沖擊性

通過對(duì)潤(rùn)滑塊的載體石蠟中添加低分子量聚乙烯的方式，添加強(qiáng)度改進(jìn)劑增加潤(rùn)滑塊的韌性，制作成樣品潤(rùn)滑塊PP01。現(xiàn)場(chǎng)試用結(jié)果表明：韌性增強(qiáng)，軟化溫度和耐沖擊性能達(dá)到了使用要求，但也使得潤(rùn)滑材料不易被車輪帶走，潤(rùn)滑材料的轉(zhuǎn)移性能受到抑制。

4.3.3 基礎(chǔ)潤(rùn)滑抗磨添加劑的要求

在潤(rùn)滑條件下，對(duì)于蛇行擺動(dòng)產(chǎn)生的側(cè)向沖擊力來說，由于接觸壓力相對(duì)較小，只要潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑膜承載能力達(dá)到一定水平，就可以滿足潤(rùn)滑要求。實(shí)驗(yàn)表明：基礎(chǔ)潤(rùn)滑劑選擇了復(fù)合材料從根本上解決了裂紋擴(kuò)展造成的剝離掉塊的問題。

5 試驗(yàn)效果、應(yīng)用情況

潤(rùn)滑材料靠列車車輪攜帶至前方曲線鋼軌上，因此曲線鋼軌上股軌側(cè)潤(rùn)滑材料積累有一個(gè)過程，正常晴朗天氣，經(jīng)過四列5千噸列車，潤(rùn)滑材料可以涂滿約500m的曲線鋼軌。

5.1 侯月線試驗(yàn)曲線K41.0833～42.51246/R451/

h95/L1429.16試驗(yàn)結(jié)果

5.1.1 涂覆效果

通過對(duì)試驗(yàn)曲線緩和曲線段及圓曲線前段對(duì)比：初次試驗(yàn)通過4列列車后，曲線直緩點(diǎn)到曲中點(diǎn)之間約500m區(qū)段上股鋼軌側(cè)面已經(jīng)均勻布滿潤(rùn)滑材料。次日觀察，效果達(dá)到要求。

5.1.2 鋼軌減摩效果

鋼軌磨耗影響因素很多，曲線參數(shù)、氣候天氣、測(cè)量位置都是影響測(cè)量結(jié)果的偶然因素。在全線分段實(shí)施鋼軌潤(rùn)滑條件下，車輪、鋼軌表面都附著潤(rùn)滑材料，并且相互攜帶轉(zhuǎn)移，綜合效果才能達(dá)到車載潤(rùn)滑水平，甚至?xí)谩?/p>

5.1.3 設(shè)備工作情況

設(shè)備工作穩(wěn)定，機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行了多次改進(jìn)，至2015年3月后定型，基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。

5.1.4 一臺(tái)設(shè)備所能保護(hù)的線路長(zhǎng)度

潤(rùn)滑材料靠車輪攜帶涂覆在曲線鋼軌上股，當(dāng)攜帶的潤(rùn)滑材料量固定，所能覆蓋的線路長(zhǎng)度實(shí)際上取決于沿途曲線累計(jì)長(zhǎng)度。試驗(yàn)表明，每個(gè)設(shè)備安裝點(diǎn)有效防護(hù)距離超過10km。

5.2 侯月線K42.76963～43.9608曲線試驗(yàn)結(jié)果

在前期試驗(yàn)基礎(chǔ)上，2015年7月開始了第二條曲線的應(yīng)用試驗(yàn)。曲線參數(shù)R450.3/h95/L1191.17。剔除鋼軌打磨所在月份數(shù)據(jù)，試驗(yàn)前三個(gè)月曲線鋼軌側(cè)磨平均值與試驗(yàn)后8-9月側(cè)磨平均值對(duì)比，實(shí)施輪軌潤(rùn)滑可降低鋼軌側(cè)磨30-50%，與第一階段試驗(yàn)結(jié)果相印證。

6 推廣

該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了由工務(wù)段獨(dú)立完成的曲線鋼軌潤(rùn)滑方式，完成了曲線鋼軌潤(rùn)滑由車載向地面固定式過渡。建議進(jìn)一步跟蹤觀測(cè)使用情況，積累數(shù)據(jù)，優(yōu)化控制方式。

【參考文獻(xiàn)】

【1】張念 ，張建峰 ，鄭崇思.輪軌固體潤(rùn)滑技術(shù)的應(yīng)用[J].合成潤(rùn)滑材料，2008（03）：87-88.