Новое решение проблемы износа пары трения "реборда колеса - рельс"

Степень износа реборд колес и боковых поверхностей рельс является определяющей для безопасной эксплуатации рельсовых транспортных средств и подъемно-транспортных механизмов, а затраты на контроль, профилактические работы и своевременную замену составляют существенную часть общих эксплуатационных расходов.

Используемые сегодня способы снижения износа: увеличение твердости (термическое упрочнение или нанесение износостойких покрытий), нанесение различных смазок имеют ряд ограничений, не позволяя решить проблему радикально. Связано это с тем, что пара трения "реборда - рельс" предъявляет сложные, порой взаимоисключающие требования:

• Нагрузки, возникающие в точке контакта, варьируются от нуля (отсутствие контакта) до максимально возможных значений (задир). Следовательно для каждой зоны нагружения оптимально подходит свой тип смазки- жидкая. консистентная, твердая;
• Жесткое требование к отсутствию смазывающих веществ на головке рельса (дорожке качения);
• Широкий диапазон внешних факторов: температура окружающей среды, влажность, запыленность, ограничение зоны контакта;

Кроме того конструкция системы смазки должна быть простой, надежной, экологически чистой, дешевой при сохранении эффективнсти во всем диапазоне нагрузок и действующих внешних факторов.

Наиболее перспективным направлением решения данной проблемы является  использование смазки. Именно так развиваются системы снижения износа на железных дорогах. Среди используемых сегодня, можно выделить три группы:

• Форсунки для нанесения на реборды колес жидких смазок;
• Путевые лубрикаторы – нанесение консистентных смазок на боковую поверхность рельс;
• Твердые смазочные карандаши

Но все эти способы не удовлетворяют современным требованиям, обладая существенными недостатками.

К недостаткам первого вида смазки можно отнести:

• Сложная многокомпонентная система – бак, насос, форсунки, шланги. Следовательно, велика вероятность выхода из строя отдельных компонентов;
• Высокие требования к квалификации обслуживающего персонала и качеству проводимых работ по ремонту / обслуживанию системы;
• Высокая вероятность попадания смазки на дорожку качения;
• Высокая зависимость вязкости смазывающего вещества от температуры окружающей среды;
• Низкая (относительно других видов смазок) нагрузочная способность;
• Высокая стоимость.

Путевые лубрикаторы имеют следующие минусы:

• Сложная многокомпонентная система – бак, насос, питатели, шланги. Следовательно, велика вероятность выхода из строя отдельных компонентов;
• Высокие требования к квалификации обслуживающего персонала, к качеству проводимых работ по ремонту или обслуживанию системы;
• Попадание смазки на дорожку качения;
• Высокая зависимость вязкости смазывающего вещества от температуры окружающей среды;
• Ограниченность действия от места установки;
• Высокая стоимость.

Твердые смазочные карандаши также имеет недостатки:

• Низкую адгезию;
• Попадание смазки на дорожку качения вследствие раскрашивания;
• Отсутствие достаточной толщины  нанесенного слоя;
• Постоянный расход карандаша вне зависимости от наличия контакта реборда - рельс;
• Высокая стоимость карандашей.

Радикальное решение старой проблемы предложило ООО "Факел" г. Екатеринбург. Принципиально новый способ подачи смазки при помощи механического устройства специальной конструкции (гребнесмазывателя) и запатентованное решение по комбинации в смазочном карандаше веществ в любых фазах, количествах и сочетаниях позволяют совместить плюсы и исключить минусы всех трех видов смазки.

Установка для смазки реборд колес

Применение данных карандашей для смазки реборд колес гарантированно обеспечивает требуемую толщину и свойства смазывающего слоя. Данный эффект достигается за счет того, что в смазывающем карандаше, не соприкасаясь между собой, могут находиться любые необходимые для этого вещества (жидкая, твердая, консистентная смазка, ревиталлизанты, металлокерамические / металлоплакирующие присадки, мелкодисперсные порошки), которые подаются в зону трения согласно поставленной задачи и внешних условий.

Для смазки пары трения «колесо - рельс» данное решение позволяет:

• Получить гарантированную величину слоя вещества благодаря хорошей адгезии;
• Исключить попадание смазки на дорожку катания колеса;
• Получить гарантированное наличие в смазочном слое любого сочетания любых компонентов в любом физическом виде;
• Практически исключить влияние внешних факторов (температура, влажность, запыленность ...);
• Получить саморегулируемость системы смазки: при отсутствии контакта реборда колеса-рельс происходит проскальзывание карандаша относительно нанесенного слоя благодаря находящейся в составе нанесенного слоя жидкой фазе. При выработке слоя после контакта реборда колеса-рельс происходит его быстрое восстановление до определенной величины (насыщение);
• Минимизировать затраты по изготовлению и монтажу установки, так как подача карандаша осуществляется по простейшей механической схеме;
• Получить высокую эффективность применения благодаря охвату всего диапазона нагрузок;
• Увеличить надежность и безопасность эксплуатации подъемно-транспортного оборудования;
• Минимизировать затраты на расходные материалы – смазывающие карандаши;
• Снизить затраты по обслуживанию системы;
• Обеспечить экологическую чистоту.

Решение запатентовано и прошло испытания в цехе холодной прокатки ООО «ВИЗ–Сталь» г. Екатеринбурга. В ЦХП 61 электромостовой кран, из них 32 работают в тяжелом режиме. В 2005 году была принята программа по оборудованию гребнесмазывателями 32 кранов ЦХП. В результате выполнения программы в среднем по цеху интенсивность износа реборд колес снизилась за год в 62 раза с 1,3 мм до 0,021 мм на одну реборду в месяц. Расход колес, вышедших из строя по причине износа реборд, уменьшился с 200 штук (2004 год) до 4 штук (2006 год). Экономический эффект от внедрения гребнесмазывателей за 2005 год составил 4 млн. рублей. Кроме того уменьшился износ подкрановых  рельс. Обслуживание гребнесмазывателей с заменой смазывающих карандашей на 32 кранах ЦХП с учетом условий эксплуатации осуществляют 2 человека.
Гребнесмазыватели устанавливают только на холостые колеса крана, а эффект присутствует на холостых, приводных колесах и даже на колесах соседних кранов, работающих в одной зоне с оборудованным краном. Кроме вышеизложенного отмечается исчезновение скрипа, поломки реборд, т.е. увеличение безопасности эксплуатации грузоподъемных механизмов. Следует отметить соответственное снижение износа боковых поверхностей рельс. Данное решение применятся также на других уральских предприятиях.
Применение данного решения для пары трения «колесо - рельс» является лишь одним из множества возможных вариантов использования данного изобретения.

Заключение "Уральского экспертного центра" (лицензия  ДЭ-00-004698) подтверждает высокую эффективность применения смазочных устройств производства ООО "Факел", а также их соответствие требованиям безопасности по установке щитков, предотвращающих попадание под колеса крана посторонних предметов (ст. 2.16.2 ПБ 10-382-00) и рекомендует их к широкому применению.

PromNavigator.ru

Материал предоставлен ООО "Факел"
620028, г.Екатеринбург, ул.Татищева, д.60, офис 225; Тел. директор Барышев А.С. (343)263-21-29, научный руководитель Назаров А.В. тел/факс (343)263-29-63, менеджер проекта Харитонова Н.С. +7-912-248-654-8