Устройство для смазывания рельсов железнодорожного пути
Содержит, по меньшей мере, одну форсунку для многоточечного нанесения смазки на рельс. Расстояние между точками смазки соизмеримо с продольным размером пятна смазки, образованного воздействием колеса подвижного состава на точку смазки. Для образования неразрывной полосы смазки на рельсе сразу от места ее нанесения, устройство снабжено рядом форсунок, равномерно распределенных вдоль рельса на длине, соизмеримой со средней длиной окружности колеса в железнодорожном составе.
Предлагаемое устройство относится к вспомогательному оборудованию и предназначено для нанесения смазки на боковую поверхность головки рельса в криволинейных участках пути.
Известны многочисленные устройства для смазывания рельсов, уменьшающие износ и их преждевременную замену, что значительно снижает стоимость эксплуатации пути (рельсы на криволинейных участках применяются из специальных износостойких сталей). Многообразие конструкций обусловлено стремлением создать устройство, обеспечивающее эффективное нанесение смазки на рельс и, вследствие этого - снижение бокового износа рельса и гребней колес подвижного состава. Эффективность нанесения смазки заключается в способности устройства наносить смазку в определенную точку боковой поверхности диаметрального сечения головки рельса, при этом распределив ее вдоль рельса на определенной длине и, тем самым, обеспечить условия для наилучшего захвата и распространения смазки гребнями колес подвижного состава на максимальное расстояние, при условии образования ее неразрывной полосы. Однако, в описаниях некоторых известных устройств не рассматривается необходимость нанесения смазки вдоль рельса.
В известном устройстве по авт. св. СССР №1735102, МПК В 61 К 3/00 предусмотрено нанесение смазки вдоль рельса. Технически это решено следующим образом. На боковой грани головки рельса выполнен продольный паз с размещенным в нем губчатым материалом, удерживающим смазку. Очевидное достоинство известного устройства усматривается в простоте конструкции, однако его техническое воплощение сомнительно, поскольку требует применения специального рельса.
В другом известном устройстве по авт. св. СССР №1789396, МПК В 61 К 3/00, хотя и предусмотрено нанесение смазки форсунками, установленными вдоль рельса, но расстояние между точками нанесения смазки никак не оговаривается.
Во многих известных устройствах, смазка наносится одновременно в несколько точек, распределенных вдоль рельса на расстоянии, не превышающем одного метра. Таковы широко применяемые на территории РФ путевой рельсосмазыватель PC-05-01, описанный в руководстве по эксплуатации 2722.00.000.01 РЭ, и рельсосмазыватель путевой универсальный проекта 1479.00.000, чертежи и описание которого приведены в техническом описании 1479.00.000 ТО.
В описании изобретения по авт. св. СССР №1804405, МПК В 61 К 3/00 показан продольный профиль устройства: из приведенного чертежа следует, что оно размещено вдоль рельса симметрично междушпальному ящику. Однако в тексте и на чертежах устройства не содержится информации о расстоянии между точками нанесения смазки на рельс.
Другое известное устройство, описанное в авт. св. СССР №1832091, МПК В 61 К 3/00, предусматривает нанесение смазки лишь в одну точку на боковой грани головки рельса.
Из числа других известных можно отметить устройство по авт. св. СССР №2057667, МПК В 61 К 3/00. Из описания и чертежа устройства (на чертеже устройство показано лишь в поперечном профиле) следует, что нанесение смазки в зону контакта «колесо-рельс» производится через наклонное отверстие, выполненное в головке рельса. Следовательно, для распределения точек подачи смазки вдоль рельса потребуется выполнить несколько отверстий, что приведет к потере рельсом механической прочности.
Недостаток, присущий многим известным устройствам, заключается в следующем.
Смазка наносится устройствами в несколько точек, распределенных вдоль рельса на расстоянии, как правило, не превышающем двойного расстояния между шпалами (1-1,1 м). В этом случае, захватывая смазку с рельса, колесо
проходящего состава делает полный оборот и вновь наносит смазку на рельс и т.д. Таким образом, смазка наносится группами точек, удаленными друг от друга на расстоянии, приблизительно равном длине окружности круга катания колеса (в среднем, около 3 метров). За счет разности диаметров колес, в частности у локомотива и вагонов, расстояние между наносимыми точками смазки будет сначала уменьшаться, а затем восстанавливаться с периодом, кратным разности диаметров колес. Таким образом, неизбежны разрывы в полосе смазки на рельсе, соизмеримые с длиной окружности круга катания колес, и первый такой разрыв последует сразу за местом нанесения смазки. По обоснованным рекомендациям специалистов (2722.00.000.01 РЭ, 1479.00.000 ТО), рельсосмазыватель необходимо устанавливать непосредственно в кривой - за точкой ее начала, т.е. там, где есть прижим гребней колес к рельсу. Это только усугубляет ситуацию - более длинный участок рельса не будет обработан смазкой. При смазывании остряков стрелочных переводов проблема еще более актуальна: устанавливать рельсосмазыватель на прямолинейном участке пути непосредственно перед стрелкой плохо - нет прижима гребней колес к рельсу и необходимого расстояния для образования сплошной полосы смазки; наносить смазку непосредственно на остряк нельзя - длины остряка недостаточно для образования сплошной полосы смазки на его поверхности; устанавливать рельсосмазыватель со стороны закрестовинной кривой нежелательно - не всегда поезда заходят на стрелку с этого направления, а в некоторых случаях они следуют исключительно со стороны острия остряка. Главное условие отсутствия разрывов смазки, не превышающих расстояние между точками при их нанесении на рельс - равномерное распределение точек по длине окружности колеса в месте контакта с рельсом. Конечно, и в этом случае, за счет разности диаметров колес в составе расстояние между точками смазки будет изменяться с периодом, кратным разности диаметров колес, но никогда расстояние между соседними точками не превысит расстояния между ними в месте нанесения смазки на рельс. Следовательно, при правильном выборе объема смазки в одной порции, количества точек и расстояния между ними, а также при равномерном распределении точек вдоль рельса на длине, соизмеримой с длиной окружности круга
катания колеса колесной пары, следует ожидать образования сплошной полосы смазки на рельсе. Следует отметить, что проблема образования сплошной неразрывной полосы смазки сразу в месте ее подачи на рельс особенно актуальна при смазывании рельсов в железнодорожных кривых малого радиуса и остряков стрелочных переводов.
По совокупности сходных существенных признаков наиболее близким к предложенному устройству является устройство для смазывания рельсов железнодорожного пути «Стационарный путевой рельсосмазыватель СПР-02», проект РДНК.663416.002.00.000 (патент РФ №52375, МПК В 61 К 3/00, приоритет 2005 г., на полезную модель «Устройство для смазывания рельсов железнодорожного пути»).
Известное устройство («рельсосмазыватель») содержит, по меньшей мере, одну дозирующую многоструйную форсунку (РДНК.663416.002.03.500), установленную рядом с рельсом против точки нанесения смазки. Форсунка производит выбросы смазки в четыре точки, расположенные на одной линии и распределенные вдоль рельса на расстоянии около одного метра.
В руководстве по эксплуатации (РДНК.663416.002.00.000РЭ) известного устройства не содержится информации о необходимости выбора определенного расстояния между точками нанесения смазки, а также о необходимости распределения смазки вдоль рельса на длине, соизмеримой с длиной окружности колеса в месте контакта с рельсом.
Перед заявленным устройством была поставлена задача, с одной стороны - обеспечить непрерывность полосы смазки, образующейся на боковой грани головки рельса при движении железнодорожного состава, с другой - обеспечить удобство размещения средств подачи смазки на рельсе. Предложенное техническое решение не должно предусматривать увеличения количества используемой смазки.
Поставленная задача решается тем, что предложено устройство для смазывания рельсов железнодорожного пути, содержащее средства порционной подачи смазки на рельс, включающие, по меньшей мере, одну форсунку для многоточечного нанесения смазки.
Новым в предложенном устройстве является то, что расстояние между точками смазки соизмеримо с продольным размером пятна смазки, образованным воздействием колеса подвижного состава на точку смазки.
Другой особенностью предложенного устройства является то, что оно содержит ряд форсунок, распределенных вдоль рельса на длине, соизмеримой со средней длиной окружности круга катания колес в составе.
Технический результат заявленного устройства заключается в снижении бокового износа рельса и гребней колес подвижного состава за счет образования сплошной неразрывной полосы смазки на боковой грани головки рельса сразу от места подачи смазки на рельс при сохранении используемого количества смазки.
На фиг.1 показана схема установки на рельс одной четырехструйной форсунки (вид на рельс - сбоку со стороны форсунки); на фиг.2 - схема установки шести форсунок (вид на участок железнодорожного пути - сверху, масштаб уменьшенный).
Устройство содержит, по меньшей мере, одну (фиг.1) многоструйную форсунку 1 для многоточечного нанесения смазки на рельс (на фиг.1 и 2 показаны четырехструйные форсунки), закрепленную на рельсе 2 и установленную посредине междушпального ящика 3 (фиг.2). Расстояние L между осями 4 шпал 5 железнодорожного пути составляет 500-550 мм. Для равномерного распределения смазки вдоль рельса 2 на длине, соизмеримой со средней длиной окружности круга катания колес в составе (около 3 метров) на рельсе 2 установлены шесть форсунок 1 на расстоянии друг от друга, равном L. Для удобства крепления форсунки расположены посредине шпальных ящиков и сгруппированы попарно дополнительными емкостями 6, служащими одновременно гидроаккумуляторами и уравнителями давления смазки. Емкости 6 последовательно соединены между собой маслопроводами.
Работает устройство следующим образом.
Смазка под давлением из резервуара (на фиг.1 и 2 не показан) по маслопроводу постоянно подается к форсункам 1. Форсунки управляются программным устройством, подключенным к датчику, взаимодействующему с колесами
подвижного состава (на фиг.1 и 2 не показаны). Каждая из форсунок 1 при работе выбрасывает одновременно несколько струй 7 смазки и установлена таким образом, чтобы центры точек 8 попадания смазки на рельс были расположены на одной линии (как правило, это определено конструкцией форсунки) вдоль рельса и находились друг от друга на расстоянии l=L/n, где n - количество струй 7 смазки, выбрасываемых одной форсункой. При наезде колеса на порции смазки, выброшенные каждой струей, на рельсе образуются пятна 9, имеющие форму вытянутого вдоль рельса овала. Количество смазки, содержащееся в одной порции, и расстояние l между точками нанесения смазки выбрано таким, чтобы при движении поезда на рельсе образовалась сплошная продольная полоса из пятен 9 смазки. Так как графики качения колес состава (точек на колесе), имеющих разный диаметр, представляют собой синусоиды с постоянным сдвигом фазы, возникающим, в частности, сразу за местом нанесения смазки устройством, следовательно при качении колес пятна смазки, образующиеся при взаимодействии с точками смазки колес состава, будут периодически то сближаться, то удаляться друг от друга. При этом максимальное расстояние (при совпадении фаз) между соседними точками никогда не будет больше расстояния между ними в месте нанесения смазки на рельс. Следовательно, ввиду заданного расстояния между точками нанесения смазки, соизмеримом с размером пятна, образующегося от наезда колеса на каждую точку смазки, а также за счет определенного количества (порции) смазки, выбрасываемой в каждую точку, и равномерного распределения точек вдоль рельса на длине, соизмеримой со средней длиной окружности колеса колесной пары, на боковой грани головки рельса при движении состава будет образовываться неразрывная полоса смазки, причем сразу от места ее нанесения. Общее количество подаваемой на рельс смазки, как и в прототипе задано равным 0,35 см3 в одной порции, а количество смазки подаваемое каждой форсункой равно 0,35 см3 /N, где N - количество форсунок.
1. Устройство для смазывания рельсов железнодорожного пути, содержащее средства порционной подачи смазки на рельс, включающие, по меньшей мере, одну форсунку для многоточечного нанесения смазки, отличающееся тем, что расстояние между точками смазки соизмеримо с продольным размером пятна смазки, образованным воздействием колеса подвижного состава на точку смазки.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит ряд форсунок, распределенных вдоль рельса на длине, соизмеримой со средней длиной окружности круга катания колес в составе.
