Диплом (1229203), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Распределение боковых сил по всем КП для всех вариантов трибологического состояния системы «колесо-рельс» представлены на рисунке 2.12.
Из сравнения графиков 2.12, а и 2.12, б видно, что смазывание наружнего рельса вызывает несущественное повышение боковых сил на первые КП тележек примерно на 4–8 %.
Из сравнения графиков 2.12, а и 2.12, в видно, что смазывание наружнего рельса и поверхности катания правого колеса приводит к значительному снижению боковых сил тележки. При малой скорости движения, когда сила тяги велика, это снижение может увеличится для 1-ой, 2-ой, 3-ой, 4-ой и 5-ой КП в 2–4,5 раза. При скорости движения тепловоза 70 км/ч максимальное значение боковой силы для 1-ой КП уменьшилось на 33 %.
При смазывании боковой поверхности головки наружнего рельса продольная сила трения на гребне колеса и показатели износа изменились примерно в 3 раза. При смазывании поверхности катания наружнего рельса произошло уменьшение удельной работы сил трения согласно на рисунке 2.13, а. Так при скорости движения тепловоза 70 км/ч удельная работа сил трения снизилась на 72 %, а при скорости 30 км/ч снижение произошло на 67 %.
Необходимо отметить, что уменьшение удельной работы сил трения происходит также при смазывание поверхности катания внутреннего рельса согласно рисунка 2.13, б.
| а) |
|
| б) |
|
| в) |
|
Рисунок 2.12 – Распределение боковых сил по КП: а – вариант 1; б – вариант 2; в – вариант 3
| а) |
|
| б) |
|
Рисунок 2.13 – Результаты расчета удельной работы сил трения системы «колесо–рельс» для 1-ой и 2-ой КП: а – варианты 1 и 2; б – варианты 1 и 3
Таким образом, нанесение смазочного покрытия на внутренние поверхности головок наружнего и внутреннего рельсов вызывает значительное снижение бокового воздействия тележки на железнодорожный путь, уменьшает значения углов набегания гребня колесной пары на головку рельсов, а также существенно снижает фактор износа по критерию удельной работе сил на гребнях направляющих КП.
3 Конструкторские и технологические мероприятия по повышению эффективности локомотивных гребнесмазывателей
3.1 Устройство и работа автоматического гребнесмазывателя «АГС-8»
В настоящее время на ДВОСТ ж.д. системами локомотивных (бортовых) гребнесмазывателей оборудовано 702 локомотива, из них 343 электровоза и 359 тепловозов. В качестве бортового гребнесмазывателя установлен АГС-8 использующий смазочный материал типа «Пума-МГ».
Автоматический гребнесмазыватель типа АГС-8 предназначен для дозированного нанесения смазочного материала на гребни колесной пары локомотива в зависимости от пройденного пути и скорости движения с целью снижения интенсивности износа гребней колесных пар и боковых граней рельсов, а также уменьшения энергопотребления за счет уменьшения сил сопротивления движению.
Управление исполнительными элементами гребнесмазывателя осуществляет электронный блок, предназначенный для организации циклов смазывания и автоматического дозирования подачи смазочного материала на гребни колесной пары в зависимости от пройденного пути и скорости движения.
Для выдачи блоку управления гребнесмазывателем информации о движении локомотив должен иметь один из следующих видов оборудования:
- механический скоростемер вращение, которого считывает датчик;
- электронный скоростемер – комплекс (система) типа КПД, САУТ или КЛУБ-У, использующие датчик Л178/1;
- измеритель скорости серии ИС.
В состав гребнесмазывателя АГС-8 входят следующие основные части:
- форсунки, которые крепятся с помощью специальных кронштейнов к раме в районе колесных пар;
- бак для смазочного материала;
- блок электропневмовентиля;
- блок управления;
- датчик пути (устанавливается только на локомотивах с механическими скоростемерами и закрепляется на специальном кронштейне у вала скоростемера);
- магнит (устанавливается на валу механического скоростемера);
- комплект соединительных и установочных элементов (трубы, рукава, соединительные и запорные узлы трубопроводов, кронштейны, скобы, крепежные узлы и детали).
Основными исполнительными элементами гребнесмазывателя являются форсунки плунжерного типа, производящие периодически дозированный впрыск смазочного материала на гребни колесных пар локомотива.
К каждой форсунке подводится маслопровод, подающий смазочный материал из бака для заполнения дозирующей канавки плунжера, и воздуховод, подающий через вентиль электромагнитный включающий в момент впрыска сжатый воздух от питательной магистрали или магистрали управления локомотива.
В верхнюю полость бака подается сжатый воздух от питательной магистрали локомотива, который продавливает смазку по трубопроводам и рукавам к форсункам. Вентиль посредством монтажных трубок подсоединен к воздушной магистрали локомотива.
Работой гребнесмазывателя управляет электронный блок управления (ЭБУ). Электропитание ЭБУ осуществляется от бортовой сети локомотива.
На вход ЭБУ подается информация о движении вагона (от датчика пути механического скоростемера или от электронного скоростемера) и сигнал «Запрет смазки» в режиме торможения и/или включения песочницы. К выходу ЭБУ подключаются вентили ЭПВ.
Расположение основных узлов автоматического гребнесмазывателя АГС-8 представлена на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – Расположение основных узлов гребнесмазывателя АГС-8
Работа гребнесмазывателя происходит следующим образом. При достижении локомотивом «пороговой» скорости (величина «пороговой» скорости определяется положением тумблера «Скорость» на электронном блоке управления) ЭБУ начинает периодически включать вентили электромагнитные ЭПВ, управляющие работой форсунок. При подаче на вход ЭБУ сигнала «Тормоз» и/или «Песок» включение вентилей прекращается. При срабатывании ЭПВ подается сжатый воздух на форсунки и происходит впрыск смазочного материала на гребни колес. Между подачами воздуха происходит заполнение дозирующих канавок плунжеров смазочным материалом, находящимся под давлением в баке.
Периодичность срабатывания ЭПВ (в метрах между впрысками смазочного материала) программируется в ЭБУ по требованию заказчика и указывается в паспорте на ЭБУ.
Форсунка плунжерного типа предназначена для дозированного впрыска смазочного материала на гребни колесных пар и работоспособна без перенастройки при использовании как смазок, так и масел. Устройство форсунки представлено на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 – Устройства и работа форсунки: 1 – корпус; 2 – плунжер; 3 – сопла; 4 – пробки; 5 – пружины; 6, 7 – штуцер; 8,9 – прокладка; 10 – шайба; 11 – контргайки; 12,13,14 – стопорные шайбы
Локомотивные бортовые гребнесмазывателей типа автоматического гребнесмазывателя (АГС-8) также не лишены недостатков. Причиной низкой эффективности автоматического гребнесмазывателя связано с тем, что в качестве смазочного материала применяется жидкая смазка, для которой после нанесения на поверхность трения, требуется время на высыхание. Таким образом, при движении рабочее состояние смазки не успевает полноценно сформироваться, к тому же создающиеся центробежные силы на колесе разносят часть смазки, как итог, интенсивное загрязнение (замасливание) элементов пути и подвижного состава, в том числе тяговых поверхностей колес локомотивов и рельсов.
3.2 Устройство и работа стержневого гребнерельсосмазывателя
На ряде дорог реализуется технология стержневого гребнерельсосмазывания (ГРС), при которой смазочный материал «РАПС» аккумулятивно-ротапринтным (контактным) способом наносится на гребень колеса с последующим активным переносом на боковую поверхность головки рельсов. При этом лубрикация системы «колесо-рельс» может проводиться любым типом подвижного состава (локомотивы, мотор-вагонный подвижной состав, вагоны).
Для локомотивов, эксплуатируемых на плечах с малым количеством кривых и с небольшим уклоном профиля рельсового пути, применяется бесприводная конструкция ГРС кассетного типа. Примером использования являются гребнесмазыватели ГРС-20.07, представляющие собой сборную конструкцию, которая собирается под углом относительно горизонтальной плоскости на раме подвижного состава, обеспечивая бесприводную подачу смазочного стержня на гребень колеса. Внешний вид ГРС-20.07 кассетного типа представлен на рисунке 3.3.
Рисунок 3.3 – Внешний вид ГРС-20.07 кассетного типа
ГРС-20.07 состоит из бункера (кассеты) емкостью 9 стержней, который под действием собственного веса поступают в подающую направляющую к гребню колеса.
Принцип работы ГРС-20.07 основ на применении эффекта сервопривода. За счет явления самозаклинивания осуществляется прижатие стержня к гребню колеса колесной пары, его износ и, следовательно, смазывание гребня колеса смазочным материалом РАПС в условиях пространственных колебаний тележки и колесной пары при движении локомотива. В системе применен фундаментальный принцип самоорганизации фрикционных систем, осуществляющий саморегулирование объема подаваемого на гребень колеса колесной пары смазочного материала, самоконтроль его присутствия, а также последовательность входа в подающую направляющую стержней РАПС.
Смазочные стержни РАПС представляют собой специальные смазочные элементы, состоящие из твердой внешней оболочки, обеспечивающей необходимый уровень дозирования и фрикционное натирание наноматериалов. Внутри оболочки находится вязкопластичный смазочный материал, состоящий из многофазной среды с микрокапсулами, заполненными присадками функционального назначения [6].
Отличительные характеристики смазочных стержней РАПС [6]:
- высокая устойчивость к климатическим условиям (работа при 100 % влажности воздуха, температуре окружающей среды от минус 60 до плюс 120 °С);
- устойчивая работа смазочного слоя при нагрузках до 3 ГПа и 100 % скольжении, разовое нанесение на боковую поверхность рельса обеспечивает пропуск до 18000 колесных пар при сохранении защитных антифрикционных свойств.
К основным недостаткам ГРС относятся:
а) если установлен ГРС на неподрессоренной массе (буксовый узел), то при эксплуатации тепловоза возникают динамические нагрузки, которые будут передаваться непосредственно от буксы на корпус гребнесмазывателя, что приведет к снижению надежности ГРС,
б) если установлен ГРС на подрессоренной массе (на раме тележки), то при эксплуатации тепловоза динамические нагрузки существенно снижаются, однако, невозможно точно зафиксировать направляющий канал относительно смазывающей поверхности гребня, а также не исключена вероятность прохождения стержня над гребнем колеса.
Указанные недостатки стали основой для разработки и оптимизации привода подачи смазочного материала гребнесмазывателя ГРС.
3.3 Устройство и принцип работы автоматического стержневого гребнерельсосмазывателя типа «АГРС»
Ученными Ростовского государственного университета путей сообщения (РГУПС) и представителями Северо-Кавказской железной дорогой был разработан и изготовлен автоматический гребнесмазывателей (АГРС) [7].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
