WO2021126006A1 - Способ и устройство для защиты колесных пар и рельсового полотна от износа - Google Patents

Способ и устройство для защиты колесных пар и рельсового полотна от износа Download PDF

Info

Publication number
WO2021126006A1
WO2021126006A1 PCT/RU2020/000181 RU2020000181W WO2021126006A1 WO 2021126006 A1 WO2021126006 A1 WO 2021126006A1 RU 2020000181 W RU2020000181 W RU 2020000181W WO 2021126006 A1 WO2021126006 A1 WO 2021126006A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
metal
clad
ionization solution
solution
wear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2020/000181
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Сергей Михайлович МАМЫКИН
Дмитрий Викторович ПРИВАЛОВ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Obshhestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu "kupper Servis"
Original Assignee
Obshhestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu "kupper Servis"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Obshhestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu "kupper Servis" filed Critical Obshhestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu "kupper Servis"
Priority to GB2115373.9A priority Critical patent/GB2596772B/en
Priority to US17/612,252 priority patent/US20220219742A1/en
Priority to EP20903371.1A priority patent/EP4074575B1/en
Publication of WO2021126006A1 publication Critical patent/WO2021126006A1/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B17/00—Wheels characterised by rail-engaging elements
    • B60B17/0006—Construction of wheel bodies, e.g. disc wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K3/00—Wetting or lubricating rails or wheel flanges
    • B61K3/02—Apparatus therefor combined with vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/08—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/125—Process of deposition of the inorganic material
    • C23C18/1279—Process of deposition of the inorganic material performed under reactive atmosphere, e.g. oxidising or reducing atmospheres
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N15/00—Lubrication with substances other than oil or grease; Lubrication characterised by the use of particular lubricants in particular apparatus or conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N7/00—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated
    • F16N7/30—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated the oil being fed or carried along by another fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B39/00—Increasing wheel adhesion
    • B60B39/02—Vehicle fittings for scattering or dispensing material in front of its wheels
    • B60B39/026—Vehicle fittings for scattering or dispensing material in front of its wheels the material being in gas form
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N2210/00—Applications
    • F16N2210/04—Vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N7/00—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated
    • F16N7/30—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated the oil being fed or carried along by another fluid
    • F16N7/32—Mist lubrication

Definitions

  • the invention relates to the field of railway transport and can be used to increase the wear resistance of parts of a friction pair of a wheel-rail junction of a railway transport.
  • a device for applying a coating of plastic metals on the friction surface of joint parts for example, a wheel-rail, placed on the frames of the transport and the wheelset bogie and containing an inlet pneumatic valve connected to the pneumatic line and to the electrical circuit of the transport control panel, a reservoir with metal-clad ionization solution, connected by a pneumatic line with an inlet pneumatic valve, a working pneumatic valve connected through a throttle to an inlet pneumatic valve and an electrical connection to the control unit for the passage of a programmed distance and turn-on time interval, a regulator including a pneumatic cylinder containing a spring-loaded piston.
  • It also includes an annular chamber connected to the outlet of the reservoir pipeline and the inlet of the sprayer pipeline to provide metal-clad ionization solution into the friction zone of the joint parts, an auxiliary chamber connected to the outlet of the reservoir pipeline, and the main chamber connected to the inlet of the sprayer pipeline, a spring-loaded valve with lower and upper rods placed between them, made with the possibility of contact with the lower rod, a vane installed by the support part through a spring-loaded movable sleeve into the right support of the regulator, and the working part into its left support and which, by the force of a spring, maintains constant contact with the vertical plane of the trolley frame, while the sprayer is installed on the trolley frame (RF patent No.2283702, class B05D 1/04, publ. 20.09 .2006).
  • the technical problem is that the known methods do not prevent wear due to mechanical wear and hydrogen evolution in the friction zone, namely the process of wear of metals in the friction contact zone, where the determining factors are the mechanisms of hydrogen embrittlement in the microlayers of frictional interaction during diffusion of hydrogen from the volume of the metal. into the zone of frictional interaction. Limiting the operation of the device for protecting wheelsets and railroad tracks from wear, depending on the ambient temperature, especially in northern conditions.
  • the generalized technical result consists in increasing the efficiency of protecting the working surfaces from mechanical and hydrogen wear and ensuring the operation of the device at various ambient temperatures (-60 + 50 ° C).
  • the protection method of wheelsets and railroad tracks from wear is that to protect the joint parts from wear during mutual friction, an antiwear coating of plastic metals is applied in the form of a film on the friction surface of the joint parts by selective transfer of plastic metal ions to the contact surfaces of the parts from located in the zone friction of the volume of the metal-clad ionization solution.
  • the solution depending on the pressure arising in the friction zone of the joint parts, is supplied according to a periodic or constant injection scheme.
  • the control device for the supply of metal-clad ionization solution gives a signal to turn on or off the electromagnetic valve installed on the heated air pipeline connected to the reservoir with the metal-clad ionization solution.
  • the heated air enters through the branched pipeline into the reservoir with the metal-clad ionization solution and into the nozzles.
  • the metal-clad ionization solution under air pressure is fed from the reservoir with the metal-clad ionization solution into a tube passing through the heated air pipeline with a branch to each nozzle.
  • the device for protecting the wheelsets and the rail from wear includes a wheelset placed on the frames of the transport and the bogie and containing a reservoir with a metal-clad ionization solution, connected by a tube with nozzles mounted on the frame of the bogie to ensure the supply and injection of a metal-clad ionization solution into the friction zone of the joint parts.
  • the device has a heated tank for storing air in it under a pressure of about 8 atm, an electromagnetic valve installed on the heated air pipeline, which has branches and connects the heated tank with its one branch with a tank with a metal-clad ionization solution and two other branches with nozzles to provide supply and injection metal-clad ionization solution into the friction zone of the joint parts.
  • the device has a tube that enables the supply of metal-clad ionization solution from the reservoir with the metal-clad ionization solution to the nozzles through calibrated holes made inside the nozzles and passing through the heated air pipe with branching to each nozzle.
  • the nozzles are arranged to mix in their heated air package metalplacking ionization solution and supplying the air-liquid medium to a side inner face of the head externally in corresponding by spraying rail road curve at the point where the cone diameter shroud wheel is D 2, and internal to the head by spraying the respective rail road curve at the location where the diameter of the shroud cone wheel is D (, wherein D 2> Di.
  • FIG. 1 shows a general diagram of the device
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a device control system
  • FIG. 3 shows the flange of the wheel of the wheelset
  • FIG. 4 displays the position of the wheelset in the curve.
  • a device for protecting wheelsets and a railroad track from wear includes a wheelset placed on the transport and bogie frames and containing a reservoir with a metal-clad ionization solution 1, connected by a tube 2 with nozzles installed on the bogie frame to ensure the supply and injection of a metal-clad ionization solution into the friction zone of the joint parts ...
  • the device has a heated tank for storing air 3 therein under a pressure of about 8 atm (preferably 8 atm), a solenoid valve 4 installed on the heated air line 5, which has branches and connects the heated tank 3 with its one branch with a tank with a metal-plating ionization solution 1 and the other two branches with nozzles to ensure the supply and injection of the metal-clad ionization solution into the friction zone of the joint parts.
  • the device has a tube 2 that provides the possibility of supplying metal-clad ionization solution from the reservoir with metal-clad ionization solution 1 to the nozzles through calibrated holes made inside the nozzles and passing through the heated air line 5 with branching to each nozzle.
  • the nozzles are made with the possibility of mixing heated air with a metal-clad ionization solution in their body and supplying an air-liquid medium to the lateral inner face of the outer rail head in the corresponding curved rail by spraying at the place where the diameter of the wheel shroud cone is equal to D2, and to the inner head in the corresponding curved rail path by spraying at the place where the wheel shroud cone diameter is D while D 2 > D ]
  • the method of protecting wheelsets and railroad tracks from wear consists in applying an antiwear coating made of plastic metals in the form of a film with a thickness of 1.0-1.5 ⁇ m on the friction surface of the joint parts by selective transfer of ions to protect the joint parts from wear during mutual friction of plastic metals on the contact surfaces of parts from a volume of metal-clad ionization solution located in the friction zone, containing in the form of ions up to 10% of the mass fraction of the applied composition of plastic metals, evenly distributed in the rest of the mass of liquid components.
  • the solution depending on the pressure arising in the friction zone of the joint parts, is supplied according to a periodic or constant injection scheme.
  • the control device 6 for the supply of metal-clad ionization solution gives a signal to turn on or off the electromagnetic valve 4 installed on the heated air pipeline 5 connected to the reservoir with the metal-clad ionization solution.
  • the valve 4 is turned on and off by a servo drive (not shown in the illustration), which is controlled by the control device 6 and the unit 7 for determining the position of the vehicle in relation to the beginning and end of the curved section of the railway track. Only in this area is economical lubrication of rails and vehicle wheels to reduce wear of rubbing pairs.
  • the lubrication system of this device can be controlled automatically by commands sent by the GLONASS global navigation system or by means of a computer, the hardware and software complex of which contains programmed sections of a straight track section. The frequency of switching on and off of valve 4 allows for intermittent or continuous injection.
  • the control device 6 receives a signal from the air temperature sensor 8 in the heated air storage tank 3.
  • the heater is turned on by moving the heater switch 10 to the "on" position using a servo drive, and at air temperature , constituting 75 ° C, the switch is turned off.
  • the control device 6 receives a signal from the air pressure sensor 9 in the heated air storage tank 3.
  • the air pressure in the tank 3 is less than 8 atm (7, 5 -7, 8 atm)
  • the locomotive compressor is turned on by moving the compressor switch 11 to on position using servo.
  • the device can provide a level sensor for the metal-clad ionization solution in the tank 1.
  • the heated air enters through the branched pipeline 5 into the tank with the metal-clad ionization solution 1 and into the nozzles.
  • the metal-clad ionization solution under air pressure is supplied from the tank with the metal-clad ionization solution 1 to the tube 2 passing through the heated air pipeline 5, with a branch to each injector.
  • the heated air is mixed with the metal-clad ionization solution, which enters through a calibrated hole made inside the nozzle.
  • the heated air enters each nozzle through a pipeline 5, the branches of which are connected to the nozzle bodies.
  • An air-liquid medium is supplied to the inner side edge of the outer rail head in the corresponding curved rail path by spraying at the place where the wheel shroud cone diameter is equal to D 2 , and to the inner rail head in the corresponding rail curved path by spraying at the place where the wheel shroud cone diameter is equal to D while D 2 > D L
  • the wheelset is one whole, therefore the angular speed of rotation of both wheels is always the same when driving along a curve.
  • One wheel due to centrifugal force is tightly pressed against the side edge of the outer rail, while the diameter of the wheel in this place is maximum, the second wheel at this point in time rolls along the inner rail at the minimum diameter.
  • the antiwear coating is fed into the zones where the wheel contact with the rail occurs, namely, into the base of the wheel flange pressed against the rail and into the middle of the tire of the second wheel.
  • the invention can be used in the field of railway transport.
  • the advantages of this group of inventions are as follows: - protection of working surfaces from "hydrogen wear” - the main factor causing wear;

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта. Способ защиты колесных пар и рельсового полотна от износа заключается в том, что для защиты от износа деталей сочленения при взаимном трении осуществляют нанесение противоизносного покрытия из пластичных металлов в виде пленки на поверхности трения деталей сочленения Устройство управления подачи металлоплакирующего ионизационного раствора подает сигнал для включения или отключения электромагнитного клапана, установленного на трубопроводе нагретого воздуха, соединенном с резервуаром с металлоплакирующим ионизационным раствором. Преимущества заключаются в повышении эффективности защиты рабочих поверхностей от механического и водородного износа.

Description

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ КОЛЕСНЫХ ПАР И РЕЛЬСОВОГО ПОЛОТНА ОТ ИЗНОСА
5 Область техники
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано для повышения износостойкости деталей пары трения сочленения колесо-рельс железнодорожного транспорта.
10 Предшествующий уровень техники
Из "Уровня техники" известен способ повышения износостойкости поверхности катания колесной пары, основанный на нанесении на поверхность катания покрытия из пластичного медьсодержащего металла. Для предотвращения водородного 15 изнашивания поверхности катания при вращении колесной пары поверхность катания сначала смачивают в жидкой технологической среде на основе воды и глицерина с включением солей пластичных металлов, а затем вводят в соприкосновение с поверхностью катания обрабатывающий инструмент из указанного металла под усилием, 20 величина которого вызывает появление свистящего звука, свидетельствующего о переносе металла инструмента на обрабатываемую поверхность, которую по окончании процесса моют 5%-ным раствором глицерина в воде (патент РФ JN 2112663, кл. В60В 17/00, опубл. 10.06.1998).
25 Кроме того, из "Уровня техники" известен способ нанесения покрытия из пластичных металлов на поверхности трения деталей сочленения, например колесо - рельс, основанный на нанесении противоизносного покрытия в динамике движения. Для восстановления износа деталей сочленения при взаимном трении осуществляют одновременное нанесение противоизносного покрытия из пластичных металлов в виде пленки толщиной 1,0- 1,5 мкм на поверхности трения деталей сочленения путем избирательного переноса ионов пластичных металлов на контактируемые поверхности деталей из размещенного в зоне трения объема металлоплакирующего ионизационного раствора, содержащего в виде ионов до 10% массовой доли наносимого состава пластичных металлов, равномерно распределенной в остальной массе жидких компонентов, имеющих поверхностно-активные и восстановительные свойства. При этом раствор в зависимости от возникающего давления в зоне трения деталей сочленения подают по схеме периодического или постоянного впрыска (патент РФ N«2283702, кл. B05D 1/04, опубл. 20.09.2006).
Из "Уровня техники" известно устройство для нанесения покрытия из пластичных металлов на поверхности трения деталей сочленения, например колесо - рельс, размещенное на рамах транспорта и тележки колесной пары и содержащее входной пневмораспределитель, подключенный к пневмомагистрали и к электрической цепи пульта управления транспорта, резервуар с металлоплакирующим ионизационным раствором, соединенный пневмопроводом с входным пневмораспределителем, рабочий пневмораспределитель, соединенный через дроссель с входным пневмораспределителем и электрическим подключением к блоку контроля прохода запрограммированного отрезка пути и интервала времени включения, регулятор, включающий пневмоцилиндр, содержащий подпружиненный поршень. Также включает кольцевую камеру, соединенную с выходом трубопровода резервуара и входом трубопровода распылителя для обеспечения подачи по трубопроводу и впрыска распылителем металлоплакирующего ионизационного раствора в зону трения деталей сочленения, вспомогательную камеру, соединенную с выходом трубопровода резервуара, и основную камеру, соединенную с входом трубопровода распылителя, размещенный между ними подпружиненный клапан с нижним и верхним штоками, выполненный с возможностью контакта с нижним штоком флюгер, установленный опорной частью через подпружиненную подвижную втулку в правую опору регулятора, а рабочей частью в его левую опору и который усилием пружины поддерживает постоянный контакт с вертикальной плоскостью рамы тележки, при этом распылитель установлен на раме тележки (патент РФ No2283702, кл. B05D 1/04, опубл. 20.09.2006).
Техническая проблема заключается в том, что известные способы не предотвращают износ, обусловленный механическим износом и выделением водорода в зоне трения, а именно процесса изнашивания металлов в зоне фрикционного контакта, где определяющими факторами являются механизмы водородного охрупчивания в микрослоях фрикционного взаимодействия при диффузии водорода из объёма металла в зону фрикционного взаимодействия. Ограничение работы устройства для защиты колесных пар и рельсового полотна от износа в зависимости от температуры окружающей среды, особенно в условиях севера.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящей группы изобретений является устранение вышеуказанных недостатков.
Обобщенный технический результат заключается в повышении эффективности защиты рабочих поверхностей от механического и водородного износа и обеспечении работы устройства при различных температурах окружающей среды (-60 + 50 °С).
Технический результат обеспечивается тем, что способ защиты колесных пар и рельсового полотна от износа заключается в том, что для защиты от износа деталей сочленения при взаимном трении осуществляют нанесение противоизносного покрытия из пластичных металлов в виде пленки на поверхности трения деталей сочленения путем избирательного переноса ионов пластичных металлов на контактируемые поверхности деталей из размещенного в зоне трения объема металлоплакирующего ионизационного раствора. При этом раствор в зависимости от возникающего давления в зоне трения деталей сочленения подают по схеме периодического или постоянного впрыска. Устройство управления подачи металлоплакирующего ионизационного раствора подает сигнал для включения или отключения электромагнитного клапана, установленного на трубопроводе нагретого воздуха, соединенном с резервуаром с металлоплакирующим ионизационным раствором. При включении электромагнитного клапана нагретый воздух поступает через разветвленный трубопровод в резервуар с металлоплакирующим ионизационным раствором и в форсунки. Металлоплакирующий ионизационный раствор под давлением воздуха подают из резервуара с металлоплакирующим ионизационным раствором в трубку, проходящую через трубопровод нагретого воздуха, с разветвлением к каждой форсунке. В корпусах форсунок обеспечивают смешивание нагретого воздуха с металлоплакирующим ионизационным раствором, и подают воздушно-жидкостную среду на боковую внутреннюю грань головки наружного в соответствующей кривой пути рельса путем распыления в месте, где диаметр конуса бандажа колеса равен D2, и на головку внутреннего в соответствующей кривой пути рельса путем распыления в месте, где диаметр конуса бандажа колеса равен D|, при этом D > D Технический результат также обеспечивается тем, что устройство для защиты колесных пар и рельсового полотна от износа включает размещенное на рамах транспорта и тележки колесной пары и содержащее резервуар с металлоплакирующим ионизационным раствором, соединенный трубкой с установленными на раме тележки форсунками для обеспечения подачи и впрыска металлоплакирующего ионизационного раствора в зону трения деталей сочленения. Оно имеет обогреваемый резервуар для хранения в нем воздуха под давлением около 8 атм, электромагнитный клапан, установленный на трубопроводе нагретого воздуха, имеющем разветвления и соединяющем обогреваемый резервуар своей одной ветвью с резервуаром с металлоплакирующим ионизационным раствором и двумя остальными ветвями с форсунками для обеспечения подачи и впрыска металлоплакирующего ионизационного раствора в зону трения деталей сочленения. Кроме того, устройство имеет трубку, обеспечивающую возможность подачи металлоплакирующего ионизационного раствора из резервуара с металлоплакирующим ионизационным раствором в форсунки через калиброванные отверстия, выполненные внутри форсунок, и проходящую через трубопровод нагретого воздуха с разветвлением к каждой форсунке. Форсунки выполнены с возможностью смешивания в их корпусе нагретого воздуха с металлоплакирующим ионизационным раствором и подачи воздушно-жидкостной среды на боковую внутреннюю грань головки наружного в соответствующей кривой пути рельса путем распыления в месте, где диаметр конуса бандажа колеса равен D2, и на головку внутреннего в соответствующей кривой пути рельса путем распыления в месте, где диаметр конуса бандажа колеса равен D ( , при этом D2> Di. Краткое описание чертежей
Фиг. 1 отображает общую схему устройства;
Фиг.2 отображает блок-схему, характеризующую конфигурацию системы управления устройством; Фиг. 3 отображает гребень колеса колесной пары;
Фиг. 4 отображает положение колесной пары в кривой.
Лучший вариант осуществления изобретения
Устройство для защиты колесных пар и рельсового полотна от износа включает размещенное на рамах транспорта и тележки колесной пары и содержащее резервуар с металлоплакирующим ионизационным раствором 1 , соединенный трубкой 2 с установленными на раме тележки форсунками для обеспечения подачи и впрыска металлоплакирующего ионизационного раствора в зону трения деталей сочленения. Оно имеет обогреваемый резервуар для хранения в нем воздуха 3 под давлением около 8 атм (предпочтительно 8 атм), электромагнитный клапан 4, установленный на трубопроводе нагретого воздуха 5, имеющем разветвления и соединяющем обогреваемый резервуар 3 своей одной ветвью с резервуаром с металлоплакирующим ионизационным раствором 1 и двумя остальными ветвями с форсунками для обеспечения подачи и впрыска металлоплакирующего ионизационного раствора в зону трения деталей сочленения. Кроме того, устройство имеет трубку 2, обеспечивающую возможность подачи металлоплакирующего ионизационного раствора из резервуара с металлоплакирующим ионизационным раствором 1 в форсунки через калиброванные отверстия, выполненные внутри форсунок, и проходящую через трубопровод нагретого воздуха 5 с разветвлением к каждой форсунке. Форсунки выполнены с возможностью смешивания в их корпусе нагретого воздуха с металлоплакирующим ионизационным раствором и подачи воздушно-жидкостной среды на боковую внутреннюю грань головки наружного в соответствующей кривой пути рельса путем распыления в месте, где диаметр конуса бандажа колеса равен D2, и на головку внутреннего в соответствующей кривой пути рельса путем распыления в месте, где диаметр конуса бандажа колеса равен D при этом D2> D]
Способ защиты колесных пар и рельсового полотна от износа заключается в том, что для защиты от износа деталей сочленения при взаимном трении осуществляют нанесение противоизносного покрытия из пластичных металлов виде пленки толщиной 1,0- 1,5 мкм на поверхности трения деталей сочленения путем избирательного переноса ионов пластичных металлов на контактируемые поверхности деталей из размещенного в зоне трения объема металлоплакирующего ионизационного раствора, содержащего в виде ионов до 10% массовой доли наносимого состава пластичных металлов, равномерно распределенной в остальной массе жидких компонентов.
При этом раствор в зависимости от возникающего давления в зоне трения деталей сочленения подают по схеме периодического или постоянного впрыска. Устройство управления 6 подачи металлоплакирующего ионизационного раствора подает сигнал для включения или выключения электромагнитного клапана 4, установленного на трубопроводе нагретого воздуха 5, соединенном с резервуаром с металлоплакирующим ионизационным раствором.
Клапан 4 включаются и выключаются сервоприводом (на иллюстрации не показано), который управляется устройством управления 6 и блоком 7 определения местоположения транспортного средства по отношению к началу и концу кривого участка железнодорожного пути. Только на этом участке производится экономная смазка рельсов и колес транспортного средства для уменьшения износа трущихся пар. Система подачи смазки данного устройства может управляться автоматически по командам, отправляемым глобальной навигационной системой ГЛОНАСС либо с помощью компьютера, программно-аппаратный комплекс которого содержит запрограммированные отрезки прямолинейного участка рельсового пути. Частота включения и выключения клапана 4 позволяет обеспечить периодических или постоянный впрыск.
Устройство управления 6 получает сигнал от датчика температуры воздуха 8 в обогреваемом резервуаре для хранения воздуха 3. При температуре воздуха в резервуаре 3, равной 35°С, включается обогреватель путем перевода переключателя нагревателя 10 в положение "включено" с использованием сервопривода, а при температуре воздуха, составляющей 75 °С, переключатель выключается. Кроме того, устройство управления 6 получает сигнал от датчика давления воздуха 9 в обогреваемом резервуаре для хранения воздуха 3. При давлении воздуха в резервуаре 3 менее 8 атм (7, 5 -7, 8 атм), включается компрессор локомотива путем перевода переключателя компрессора 11 в положение "включено" с использованием сервопривода. Кроме того, устройство может предусматривать датчик уровня металлоплакирующего ионизационного раствора в резервуаре 1.
При включении электромагнитного клапана 4 нагретый воздух поступает через разветвленный трубопровод 5 в резервуар с металлоплакирующим ионизационным раствором 1 и в форсунки. Металлоплакирующий ионизационный раствор под давлением воздуха подают из резервуара с металлоплакирующим ионизационным раствором 1 в трубку 2, проходящую через трубопровод нагретого воздуха 5, с разветвлением к каждой форсунке. В корпусах форсунок обеспечивают смешивание нагретого воздуха с металлоплакирующим ионизационным раствором, который поступает через калиброванное отверстие, выполненное внутри форсунки. Нагретый воздух поступает в каждую форсунку через трубопровод 5, ветви которого соединены с корпусами форсунок. Воздушно-жидкостную среду подают на боковую внутреннюю грань головки наружного в соответствующей кривой пути рельса путем распыления в месте, где диаметр конуса бандажа колеса равен D2, и на головку внутреннего в соответствующей кривой пути рельса путем распыления в месте, где диаметр конуса бандажа колеса равен D при этом D2> DL
Колесная пара это одно целое поэтому угловая скорость вращения обеих колес всегда одинакова при движении по кривой. Одно колесо (см. фиг. 4) за счет центробежной силы идет плотно прижатым к боковой грани наружного рельса, при этом диаметр колеса в этом месте максимальный, второе колесо в этот момент времени катится по внутреннему рельсу на минимальном диаметре. Противоизносное покрытие в это время подают в зоны, где происходит контакт колеса с рельсом, а именно: в основание гребня колеса, прижатого к рельсу, и в середину бандажа второго колеса.
Промышленная применимость Изобретение может быть использовано в области железнодорожного транспорта. Преимущества настоящей группы изобретений заключаются в следующем: - защита рабочие поверхности от «водородного износа» - основного фактора обуславливающего износ;
- отсутствие в составе технологической среды смазочных материалов исключает налипание абразива, снижает вероятность пробуксовки в момент строгания с места и на подъемах; - всесезонность работы системы -температурный режим применения от -60 до + 50 °С;
- улучшение процесса торможения, увеличение срока службы тормозных колодок; - увеличение срок службы рабочих поверхностей рельсов, колесных пар локомотива, а также следующих за ним вагонов;
- экологическая безопасность -в составе технологической среды отсутствуют нефтепродукты;
- одной заправки достаточно для обеспечения пробега между ТР-1.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ защиты колесных пар и рельсового полотна от износа, заключающийся в том, что для защиты от износа деталей сочленения при взаимном трении осуществляют нанесение противоизносного покрытия из пластичных металлов в виде пленки на поверхности трения деталей сочленения путем избирательного переноса ионов пластичных металлов на контактируемые поверхности деталей из размещенного в зоне трения объема металлоплакирующего ионизационного раствора, при этом раствор в зависимости от возникающего давления в зоне трения деталей сочленения подают по схеме периодического или постоянного впрыска, отличающийся тем, что устройство управления подачи металлоплакирующего ионизационного раствора подает сигнал для включения или отключения электромагнитного клапана, установленного на трубопроводе нагретого воздуха, соединенном с резервуаром с металлоплакирующим ионизационным раствором, при включении электромагнитного клапана нагретый воздух поступает через разветвленный трубопровод в резервуар с металлоплакирующим ионизационным раствором и в форсунки, металлоплакирующий ионизационный раствор под давлением воздуха подают из резервуара с металлоплакирующим ионизационным раствором в трубку, проходящую через трубопровод нагретого воздуха, с разветвлением к каждой форсунке, в корпусах форсунок обеспечивают смешивание нагретого воздуха с металлоплакирующим ионизационным раствором, и подают воздушно-жидкостную среду на боковую внутреннюю грань головки наружного в соответствующей кривой пути рельса путем распыления в месте, где диаметр конуса бандажа колеса равен D , и на головку внутреннего в соответствующей кривой пути рельса путем распыления в месте, где диаметр конуса бандажа колеса равен D при этом D2> D,
2. Устройство для защиты колесных пар и рельсового полотна от износа, включающее размещенное на рамах транспорта и тележки колесной пары и содержащее резервуар с металлоплакирующим ионизационным раствором, соединенный трубкой с установленными на раме тележки форсунками для обеспечения подачи и впрыска металлоплакирующего ионизационного раствора в зону трения деталей сочленения, отличающееся тем, что оно имеет обогреваемый резервуар для хранения в нем воздуха под давлением около 8 атм, электромагнитный клапан, установленный на трубопроводе нагретого воздуха, имеющем разветвления и соединяющем обогреваемый резервуар своей одной ветвью с резервуаром с металлоплакирующим ионизационным раствором и двумя остальными ветвями с форсунками для обеспечения подачи и впрыска металлоплакирующего ионизационного раствора в зону трения деталей сочленения, кроме того, устройство имеет трубку, обеспечивающую возможность подачи металлоплакирующего ионизационного раствора из резервуара с металлоплакирующим ионизационным раствором в форсунки через калиброванные отверстия, выполненные внутри форсунок, и проходящую через трубопровод нагретого воздуха с разветвлением к каждой форсунке, а форсунки выполнены с возможностью смешивания в их корпусе нагретого воздуха с металлоплакирующим ионизационным раствором и подачи воздушно-жидкостной среды на боковую внутреннюю грань головки наружного в соответствующей кривой пути рельса путем распыления в месте, где диаметр конуса бандажа колеса равен D2, и на головку внутреннего в соответствующей кривой пути рельса путем распыления в месте, где диаметр конуса бандажа колеса равен D при ЭТОМ D2> DI.
PCT/RU2020/000181 2019-12-15 2020-04-03 Способ и устройство для защиты колесных пар и рельсового полотна от износа Ceased WO2021126006A1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB2115373.9A GB2596772B (en) 2019-12-15 2020-04-03 Method and device for protecting wheelsets and a railroad bed from wear
US17/612,252 US20220219742A1 (en) 2019-12-15 2020-04-03 Method and device for protecting wheelsets and a railroad bed from wear
EP20903371.1A EP4074575B1 (en) 2019-12-15 2020-04-03 Method and device for protecting wheelsets and a railroad bed from wear

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019141598 2019-12-15
RU2019141598A RU2719512C1 (ru) 2019-12-15 2019-12-15 Способ защиты колесных пар и рельсового полотна от износа и устройство для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021126006A1 true WO2021126006A1 (ru) 2021-06-24

Family

ID=70277874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2020/000181 Ceased WO2021126006A1 (ru) 2019-12-15 2020-04-03 Способ и устройство для защиты колесных пар и рельсового полотна от износа

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220219742A1 (ru)
EP (1) EP4074575B1 (ru)
GB (1) GB2596772B (ru)
RU (1) RU2719512C1 (ru)
WO (1) WO2021126006A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2112663C1 (ru) 1997-02-27 1998-06-10 Балабанов Виктор Иванович Способ повышения износостойкости поверхности катания колесной пары
RU2283702C2 (ru) 2004-11-25 2006-09-20 Общество Ограниченной Ответственности "Корпорация Сплав-ЛТД" Триботехнический способ нанесения покрытия из пластичных металлов на поверхности трения деталей сочленения и устройство для его осуществления
RU2388635C2 (ru) * 2008-05-13 2010-05-10 Владимир Владимирович Шаповалов Смазочный стержень
KR20110069369A (ko) * 2009-12-17 2011-06-23 서울특별시도시철도공사 열차의 차륜 도유 장치 및 이를 이용한 차륜 도유 시스템
RU2547125C1 (ru) * 2013-11-19 2015-04-10 Закрытое акционерное общество "Высокотехнологичные материалы" (ЗАО "ВТМ") Способ снижения износа рельсовых путей и гребней колес подвижного состава железнодорожного транспорта

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4736818A (en) * 1986-07-09 1988-04-12 Wolfe Robert A Rail lubricating device
AU636139B2 (en) * 1989-04-20 1993-04-22 Lubrizol Corporation, The Method for reducing friction between railroad wheel and railway track using metal overbased colloidal disperse systems
JPH10273047A (ja) * 1997-03-31 1998-10-13 Railway Technical Res Inst 鉄道車両の潤滑装置および潤滑方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2112663C1 (ru) 1997-02-27 1998-06-10 Балабанов Виктор Иванович Способ повышения износостойкости поверхности катания колесной пары
RU2283702C2 (ru) 2004-11-25 2006-09-20 Общество Ограниченной Ответственности "Корпорация Сплав-ЛТД" Триботехнический способ нанесения покрытия из пластичных металлов на поверхности трения деталей сочленения и устройство для его осуществления
RU2388635C2 (ru) * 2008-05-13 2010-05-10 Владимир Владимирович Шаповалов Смазочный стержень
KR20110069369A (ko) * 2009-12-17 2011-06-23 서울특별시도시철도공사 열차의 차륜 도유 장치 및 이를 이용한 차륜 도유 시스템
RU2547125C1 (ru) * 2013-11-19 2015-04-10 Закрытое акционерное общество "Высокотехнологичные материалы" (ЗАО "ВТМ") Способ снижения износа рельсовых путей и гребней колес подвижного состава железнодорожного транспорта

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4074575A4

Also Published As

Publication number Publication date
RU2719512C1 (ru) 2020-04-20
GB2596772B (en) 2023-03-08
EP4074575A1 (en) 2022-10-19
EP4074575B1 (en) 2025-09-24
GB2596772A (en) 2022-01-05
US20220219742A1 (en) 2022-07-14
EP4074575A4 (en) 2024-01-10
EP4074575C0 (en) 2025-09-24
GB202115373D0 (en) 2021-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7357427B2 (en) Method and apparatus for applying liquid compositions in rail systems
US5477941A (en) On-board lubrication system for direct application to curved and tangent railroad track
CA2235640C (en) On board lubrication systems for lubricating top of rail for cars and rail gage side/wheel flange for locomotives
US20140151460A1 (en) System and method for maintaining sensor performance
JP2013032140A (ja) レールヘッドを湿潤させるまたは潤滑させるための装置
AU2006200213B2 (en) Gage side or field side top-of-rail plus gage corner lubrication system
WO2021126006A1 (ru) Способ и устройство для защиты колесных пар и рельсового полотна от износа
US6186411B1 (en) Wheel flange lubrication nozzle
JP5506050B2 (ja) 噴射装置及び噴射方法
CN108843955B (zh) 一种轮缘润滑系统
JP4245757B2 (ja) 鉄道車両の走行性能向上方法及び装置
KR20120069143A (ko) 곡선부 곡률반경 감지를 통한 철도차량 도유 시스템 및 방법
US3760904A (en) Device for lubricating wheel flanges of railway vehicles
RU2139803C1 (ru) Устройство для нанесения смазки в зону взаимодействия колеса с рельсом
CN105416339A (zh) 电动式曲线钢轨润滑剂涂覆车
US830241A (en) Wheel-flange and rail lubricator.
RU193068U1 (ru) Стрелочный перевод с пониженным износом рамного рельса и остряков
GB308763A (en) Improvements in rail lubrication for railways
RU2859857C1 (ru) Адаптивный автоматический гребнесмазыватель с климатическим исполнением
SU1754540A1 (ru) Устройство дл смазки гребней колес рельсового транспортного средства
RU2283702C2 (ru) Триботехнический способ нанесения покрытия из пластичных металлов на поверхности трения деталей сочленения и устройство для его осуществления
RU2831816C1 (ru) Передвижной автоматический гребнесмазыватель
RU2149113C1 (ru) Рельсосмазыватель
JPH11173495A (ja) 車載式塗油方法及び装置
MY203656A (en) Sanding and lubricating system

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20903371

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 202115373

Country of ref document: GB

Kind code of ref document: A

Free format text: PCT FILING DATE = 20200403

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2115373.9

Country of ref document: GB

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2020903371

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2115373.9

Country of ref document: GB

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2020903371

Country of ref document: EP