Смазывание стрелочных переводов

В. М. БОГДАНОВ, С. М. ЗАХАРОВ (ВНИИЖТ)

Современные проблемы системы колесо — рельс

На научно-практической конференции «Современные проблемы взаимодействия подвижного состава и пути. Колесо — рельс 2003»,

которая проходила 20 – 21 ноября 2003 г. на Экспериментальном кольце ВНИИЖТа в подмосковной Щербинке, состоялось подробное

обсуждение существующих в настоящее время проблем в области системы колесо — рельс. В данной статье рассмотрены проблемы колеса и рельса на разных этапах развития железнодорожного транспорта России и других стран, дискуссионные вопросы, а также целевые задачи и стратегическая программа обеспечения устойчивого взаимодействия системы колесо — рельс [1, 2].

Продолжившийся в 1970 – 1980-е годы рост объемов перевозок и грузонапряженности сети железных дорог предопределил многофакторное изменение условий взаимодействия подвижного состава и пути. Одновременно с внедрением рельсов тяжелых типов с большой погонной массой произошли перевод грузовых вагонов с подшипников скольжения на роликовые буксы с увеличением сопротивления повороту колесной пары относительно боковины, рассогласование скоростей движения и возвышения наружного рельса в кривых, существенное изменение режимов движения поездов, падение технологической дисциплины в содержании пути и ремонта подвижного состава. В результате действия всех этих разноплановых факторов система колесо — рельс вышла из условий допустимых износов, в результате чего резко возросла интенсивность изнашивания гребней колес подвижного состава и боковой поверхности головки рельса. К 1989 – 1990 гг. она достигла для гребней бандажей локомотивов в среднем по сети железных дорог 5 мм/10 тыс. км, а в отдельных депо до 10 мм/ тыс. км. В несколько раз выросла интенсивность изнашивания боковых поверхностей головок рельсов. Это вызвало значительный рост эксплуатационных расходов в локомотивном и вагонном хозяйствах, связанных с неплановыми обточками колесных пар, дополнительным приобретением новых бандажей и колес. Убытки только локомотивного хозяйства в те годы оцениваются в 6,0 млрд. руб./год в ценах 2002 г. В 2 – 3 раза выросла сменяемость рельсов по боковому износу головки (с 12 тыс. шт. в 1988 г. до 47 тыс. шт в 1995 г.). Одновременно заметно снизилась сменяемость рельсов по контактно-усталостным дефектам, поскольку повышенная интенсивность изнашивания выполняла роль естественного шлифования, удаляя с поверхности зарождающиеся микротрещины Смазывание стрелочных переводов Интенсивность износа гребней колесных пар и бокового износа рельсов зависит от нагруженности зоны контакта, скоростей относительного проскальзывания колеса, определяемых углами набегания колесных пар на рельсы, температуры в зоне контакта, наличия и свойств третьего тела в зоне контакта. Из всех этих параметров наиболее прямым и управляемым способом является введение в зону контакта третьего тела с заданными характеристиками. Именно поэтому в качестве первоочередной и наиболее быстро реализуемой меры была выбрана лубрикация боковой поверхности головки рельсов. В кратчайшие сроки были созданы передвижные рельсосмазыватели ВНИИЖТ, работающие на консистентной смазке РП, и ВНИТИ на твердосмазочном покрытии РС.

По результатам предварительных исследований МПС России определило три направления работ по снижению интенсивности износа гребней колес и бокового износа рельсов (указание МПС № 151у от 25.11.1994 г.):

технологии, технические средства и смазочные материалы для лубрикации зоны контакта гребня колеса с рельсом;

восстановление наплавкой изношенных гребней колес;

организационно-технические мероприятия по повышению качества ремонта и текущего содержания ходовых частей подвижного состава и пути.

За прошедшие годы в рамках этой программы разработаны технические средства, смазочные материалы и технологии лубрикации зоны контакта гребня колеса с рельсом. Наиболее эффективными оказались передвижные рельсосмазыватели. Для защиты гребней направляющих осей локомотивов используются бортовые гребнесмазыватели НПП «Фромир»

(Ростов-на-Дону) АГС-8, работающие на консистентной смазке. Лубрикация стрелочных переводов осуществляется стационарными путевыми лубрикаторами, для которых разработана всесезонная смазка СПЛ. На Северо-Кавказской железной дороге используется система гребнесмазывания, разработанная РГУПСом.

Смазывание стрелочных переводов На конференции «Колесо — рельс 2003» был обсужден и дополнен проект стратегической программы [2], разработанный ВНИИЖТом. В этой программе предусмотрено шесть связанных между собой направлений работы, учитывающих системный характер проблемы:

трибомеханика контакта колеса и рельса;

конструкция экипажной части подвижного состава;

конструкция пути;

нормы содержания ходовых частей подвижного состава и пути;

продольная динамика при движении поезда;

мониторинг в системе колесо — рельс.

Создание новых типов подвижного состава и насыщение им сети железных дорог требует длительного времени. В связи с этим на первом этапе предлагается сконцентрировать усилия на мероприятиях, дающих максимальный эффект в кратчайшие сроки:

разработка технических средств, технологий и материалов для подачи «третьего тела» в зону контакта (лубрикация для зоны контакта гребня колеса с боковой поверхностью головки рельса и использование активаторов трения для увеличения сцепления локомотивов в режиме тяги);

Современные достижения теорий взаимодействия пути и подвижного состава, трибологии и инженерии поверхностей позволяют сделать качественно новый шаг в решении задачи оптимизации взаимодействия колеса с рельсом и повышения на этой основе срока их службы.

С этой целью ВНИИЖТ совместно с Институтом проблем механики РАН создает трибодинамическую модель взаимодействия колеса с рельсом [7], позволяющую решать задачи прогноза ресурса по износу и контактной усталости, оценке различных способов упрочнения поверхностей трения и управления изнашиванием элементов пары, оценке системы мониторинга и принятия управленческих решений по обеспечению заданного срока службы колес подвижного состава и рельсов.

Смазывание стрелочных переводов Совершенно иная задача стоит перед смазочными материалами для железнодорожных стрелок. Они должны обеспечивать легкость перевода стрелочной подушки и диска, а также замыкания железнодорожных стрелок. На сегодняшний день Deutsche Bahn AG использует в качестве смазочных материалов для железнодорожных стрелок только биологически быстро разлагаемые пластичные смазки.

В результате трения боковой поверхности гребня бандажа (железнодорожное колесо) и внутренней стороны головки рельса возникает износ, величина которого зависит от качества поверхности, материала и осевого давления.

Существует несколько возможностей для смазки точки трения «гребень бандажа/боковая поверхность головки рельса»:

•система смазки на самом транспортном средстве;

•смазка при помощи специальных транспортных средств;

•стационарные системы смазки на железнодорожном пути, в первую очередь на поворотах небольшого радиуса.

Наиболее часто встречаются мобильные системы смазки гребней бандажа, устанавливаемые на подвижном составе и распыляющие смазку на впереди идущую колесную пару.

Девяносто пять процентов подвижного состава Deutsche Bahn AG оснащено системами смазки гребней бандажа. В зависимости от конструкции наносится от 0,03 до 0,05 г пластичной смазки на один километр пути.

Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса системы смазки системы смазки Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса При применении Без применения смазки доля условного смазки доля условного износа металла износа металла примерна равна износу примерно в 5-6 раз Картина износа Слева с применением смазочного вещества смазки LOCOLUB ECO показывает Справа без применения смазочного вещества Красный –условный износ металла (раскатывание, Синий- естественный износ, который требуется для полного восстановления Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса Низкая эффективность применения локального смазывания обуславливается созданием вихревых потоков при высоких скоростях движения Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса и износа криволинейных участков железнодорожного полотна Смазочная шина устанвлена на главном входе на станционную развязку Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса и износа криволинейных участков железнодорожного полотна Киев Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса и износа криволинейных участков железнодорожного полотна Италия Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса и износа криволинейных участков железнодорожного полотна Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса и износа криволинейных участков железнодорожного полотна Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса и износа криволинейных участков железнодорожного полотна Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса и износа криволинейных участков железнодорожного полотна Киев Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса и износа криволинейных участков железнодорожного полотна Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса и износа криволинейных участков железнодорожного полотна Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса и износа криволинейных участков железнодорожного полотна Из-за неудовлетворительной спосбности прилепания смазки к металлу при одинарной шине наблюдается вынос смазки за её пределы Смазывание стрелочных переводов Износ острия стрелочного перевода Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса и износа криволинейных участков железнодорожного полотна Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса и износа криволинейных участков железнодорожного полотна Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса и износа криволинейных участков железнодорожного полотна Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса и износа криволинейных участков железнодорожного полотна Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса и износа криволинейных участков железнодорожного полотна Италия Условия монтажа смазочной шины на рельсу Смазывание стрелочных переводов Монтаж смазочной шины Смазывание стрелочных переводов Монтаж смазочной шины Размещение второстепенного распределителя смазки тип SSV 14 на шине Смазывание стрелочных переводов Монтаж смазочной шины Неправильная установка шины к Неправильная установка шины к В отличие от российских и амереканских рельсов расстояние между нижним основанием и головкой рельса у европейских рельсов меньше. Поэтому нашим итальянским коллегам приходилось дорабатывать шину.

Смазывание стрелочных переводов Монтаж смазочной шины Элементы крепления шины к рельсы Смазывание стрелочных переводов Монтаж счётного устройства Установка сенсорного датчика Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса и износа криволинейных участков железнодорожного полотна Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса и износа криволинейных участков железнодорожного полотна Размещение смазочной станции Смазывание стрелочных переводов Пути решения проблемы износа колеса и износа криволинейных участков железнодорожного полотна Смазывание стрелочных переводов Изменение состояния ворса смазочной шины после зимней эксплуатации Механическое сотояние ворса не меняется, но после зимней эксплуатации требует прмывки и чистки Смазывание стрелочных переводов Диаграммы износа трех стрелок установленных на стрелочном переводе №54 в период с июня 2004 по апрель 2006г. при грузопотоках до их замен.

(ЦСС – централизованная система смазки) 6,48 млн.т. с ЦСС с 7,3 млн.т без ЦСС с 8,31 млн.т без ЦСС с Смазывание стрелочных переводов Диаграмма относительного износа стрелочных Относительный износ мм/млн.тонн.

ВЫВОДЫ

Износ боковых поверхностей рельсов не наблюдается;

Разнос смазки по длине рельсового пути при отрицательных температурах составляет 800-1200м.

Разнос смазки по длине рельсового пути при положительных температурах составляет до 3500 м.

Расход смазки составляет 0,8-1,0 л в сутки.

В зимний период щетка на смазочной шине забивается снегом и приминается.

Замечаний по работе установки, а именно (насос, блок управления, распределители) – нет.

Примерсправочнойтаблицы Условия эксплуатационной деятельности: специализированная линия для тяжеловесного движения: осевые нагрузки — 30 – 34 т; грузонапряженность — 30 – 49 млн. т/год; радиус кривых — менее 875 м Высокого AAR Улучшенные Предельн Периодическое В кривых: рабочая грань Частые