单位文秘网 2021-07-06 08:19:59 点击: 次
【摘要】为了适应人类对交通设施的更高要求,除了飞机以外,动车、高铁纷纷亮相,而铁路主要是用于大城市间的货运运输及客运,由于机车车轮与轨道的摩擦低,所以相比公路运输铁路运输需要更少的能源投入。对于铁路系统,安装在机车车轮的润滑系统,目的是用来尽可能多地降低磨损,本文从手动润滑、高轨润滑、干式润滑三方面做了简单的阐述。
【关键词】火车润滑磨损投射润滑手动润滑水压操作润滑高轨润滑干式润滑
现今社会,为了适应人类对交通设施的更高要求,除了飞机以外,动车、高铁纷纷亮相,而铁路主要是用于大城市间的货运运输及客运,由于机车车轮与轨道的摩擦低,所以相比公路运输铁路运输需要更少的能源投入。
如果一个标准的美国式36000公斤铁路货运车行驶在一级铁路路轨以在100公里/小时运行,它将运行800多公里才停一次。同等重量的电动机车以相同的速度在高速公路上行驶,只能行驶约1600米就要停止。车轮负荷超过15吨是可容纳的火车经过弯道时是靠车轮轮缘紧紧顶在轨道顶部的边缘部分而控制方向的。火车以80 -120k m/h的速度行驶时,其侧向摩擦力为20至50千牛,取决于弯道半径。这种钢与钢的接触造成了铁轨与轮缘的严重磨损。在受控条件下,润滑油减少的磨损在铁轨多达7800%和车轮法兰2200%。
铁路和火车轮缘润滑一直是大家进行火车提提速研究的主要课题之一。对于铁路系统,安装在机车车轮的润滑系统,目的是用来尽可能多地降低磨损。都用到过哪些润滑方式呢?
一、手动润滑:
早期曾用到过投射润滑系统,所采用的手动润滑常用于急弯像弯道密集,坡度陡峭等情况。轨道的润滑油是靠安装在轨道一侧的润滑器供给的。行驶的火车使油泵装置工作,由安装在预先测定位置的机械手提供润滑油。轮缘带起油脂并在前方的磨损面起作用。
润滑对公路寿命的影响,车轮磨损和能源消耗。
由于摩擦面的润滑作用,列车阻力急速下降。48%的能源,用来在有润滑的弯道上形式车辆,与干的,无润滑的弯道做比较,轮缘和弯道铁轨的磨损率随着弯道半径的减少和速度或者载重的增大而增大。通过润滑系统所形成的润滑膜大大的提高了轮缘与铁轨的寿命。机车车轮的寿命至少35000公里,铁轨的载重不少于2500万吨,这些已经刷新了记录。有资料显示,在无润滑的情况下轮缘与铁轨之间的摩擦系数可达到0.5,而适当的润滑可使其降至0.1.这种润滑轨道通常为0.2到0.4。只用低水平润滑的情况下火车轮缘寿命就能延长数倍。所以,整个铁轮沿线良好的润滑对于大量降低磨损是必要的。润滑也可以防止脱轨并防止车轮爬起和出线的趋势。
附加阻力是由货车歪斜的车轴产生的。平均偏心1mard是正常的。与无润滑的轨道比较,弯道处的润滑可以减少滚动阻力50%,直道可以较少30%,在美国,可控制条件下能源可节省20 %和30 %。调查发现,良好的相关性之间存在与节能和铁路润滑之间。
用一个实验来衡量润滑对能量消耗的影响,一个半径200米的弯道没有润滑直到外轨出现几处磨损后。标准的货车在弯道处移动并计算出所需能量。弯道润滑后用同样的车进行反复试验。在没有润滑的情况下需要54N/吨的力通过弯道,而润滑后的只需要28/吨的力,节省了48%的能源。铁路润滑可以在由弯道决定火车组成的地方提高货运吨位。事实上,10 %至20 %以上的货车可加入一列火车,如果路线是一贯的和并且良好润滑。
用什么材料来保证良好的润滑呢?我们一直都是将油脂用于铁路和轮缘润滑。最流行的润滑脂用来润滑钢轨和车轮轮缘的是钙基石墨润滑脂,锂基润滑脂与二硫化钼。在正常的工作条件,合理的耗费当地生产的钙基润滑脂石墨是±1千克的油脂,每5000个车轴,即0.2克/车轴。应用正确量的润滑油已几乎没有任何负面的影响。过分的润滑,当润滑油沾到运行的表面时会造成支持力的降低而导致车轮滑移和延迟。可是,当制动产生的热量将润滑剂烧损以后会对制动产生反面的影响。
考虑了环境对油脂喷射的影响和沿线油脂投放的耗费。当列车快速通过润滑器时,由于喷射将在轨道侧面生成润滑膜层,随着时间推移而变厚。经过许多替代装置广泛的评估,发现安装上束缚垫是解决问题最有效和最经济的方法。
但是,新的问题出现了,铁路润滑系统是体力劳动密集的系统,去油脂能力的机器和监督和培训维修人员的不足使得润滑无法保证实施。虽然没有具体数字指出润滑效果的成本,但是人们已经认识到它的结果是不可接受的。一致认为铁路的润滑是大的消耗。以电子,燃气推动的机器,装在试验的电车上用来润滑线路,虽然取得了一些成效,但是因为煤气的泄露和不可靠,使得机械推车的设想最终失败了。新的铁路发展决定必须采用更合理的线路润滑,与此同时,在国外发展着一种水压操作的润滑系统。可惜,这种方式也有劳动密集的,有时安装难以到达理想的位置。实施不久,就遇到与过去相同的关于维修人员的问题。为了解决这个问题,一个检测系统开始运行并定期检查润滑效果。油脂消费和有效性进行了监测。机器的配置进行了优化和零件供应进行改进。工作人员被重新训练,对于维持该机器和同时信的监管体制实施。消耗数字被记录而整个系统进行定期检查,监督和有效管理。
由于发现润滑器的管理与轨道其他的功能不合比例,所以,这个因素导致决定引进另一种高轨润滑。
二、高轨润滑:
高轨润滑是指从一个在轨道上行驶的车辆以事先控制好的程序直接将油脂以滴的形式喷到摩擦面上。这种高轨车通常是公路铁路通用的车,通常是合适的货运车,配备特殊的储存和应用系统。高轨润滑车有必要始终按预定计划运行。每天如果车辆不润滑,则弯道处就会干燥。当连着两天没有润滑的情况下,油脂就会消耗完,第三天就会出现严重的磨损。只要弯道油脂的供给很充分,就可以使大部分的弯道一直润滑良好。以前被认为是问题弯道的也润滑良好。然而有些弯道发现润滑不良是因为这些弯道车辆由于处于爬山开始阶段以高于其他路段的速度运行。陡峭的高度导致不适合高速行驶,导致巨大的轮缘力和油脂损耗。
车辆操控者被要求以一半的速度在这些路段行驶,以使铁轨可以得到双倍的润滑。这些高的使用率有很积极的影响并且使弯道得到充分的润滑。那些陡峭的弯道的增加润滑也在研究中。
喷嘴调整为油脂滴距离铁路运行表面10毫米处。油脂供给的高或低都会影响到系统的效用。锂基润滑脂用起来要比以前用的标准油脂优越,尤其当车辆一两天没有润滑路线的时候。
由于高轨润滑车是轻型并且半径小,所以车辆不容易被轨道电子电路察觉。为了解决这个问题,一个缩放仪被装在了轨道上用来在困难的地方发现润滑车。另外还发现,当润滑车高速行驶时也无法探测到。为适应公路行驶以及铁路,用于检查和润滑,有必要安装一个自动的,高压无气油脂喷射系统。用于在平交路口安装或拆卸所需的时间绝不能超过五分钟。一个关于可靠性,维修性,成本,和方便性的可证明记录指出,在合适的润滑下可以使用至少十年。车辆必须润滑和日常检查,在各种气候条件下,在道路和铁路最高时速至少在100公里/小时的,并能安全地通过梯度1:40的高坡和85米半径的曲线。至少要有400公里的操作范围。
操作者在弯道开始处使用手动开关。油脂的应用根据需要按时间决定,比如开一秒停一秒或者开三秒挺一秒。根据系统中关于压力的数据,油脂的应用方式取决于润滑车的速度。油脂的使用设计标准是达到60公里/小时。高轨润滑系统对于轨道旁的润滑系统是个改进。整体的年度费用仍然是合适的,但是初步的数据指出它将会比轨道旁边润滑的费用高。得到了更好的整体润滑效果和管理时间的减少及系统的监控,同时却导致高的花费。
后来,机车轮缘磨损较快是铁路各机务段在机车运行中普遍存在的问题,机车时常因轮缘磨损到限而更换轮对,加大了检修工作量,浪费大量的材料,严重威胁列车的安全运行。为减轻轮缘磨耗,各机务段在机车上安装了轮缘喷油装置,该装置对减轻轮缘磨耗具有一定的效果,但存在很多问题,如喷涂效果不好,油脂浪费,污染等。为解决上述问题,人们开始研制固体润滑材料,并取得了一定成果。固体润滑是使用一定的顶紧力使润滑棒顶紧机车轮缘,以达到润滑目的。经装车试验,相对于油脂润滑,固体润滑效果更好。但目前固体润滑无法大面积应用的一个主要原因是缺乏稳定可靠的固体润滑棒安装、固定装置。如果使用恒压气流的方法使润滑棒顶紧机车轮缘,通过调整气压大小使其达到最佳润滑效果。
三、干式润滑:
为了适应现代高科技时代的需要,更多的人提出了火车机车轮缘干式润滑,这种干式润滑装置主要思想是:采用压缩气体通过气缸产生恒定推力,使得石墨润滑棒顶紧火车机车轮缘内侧,达到预定的润滑效果。在气压控制方面,采用带电触点的压力表对空气压缩机的电机启、停进行控制。使其保证设定的动作压力。并在适当时间停止工作,节约能源。在对气缸内气体压力控制方面则采用减压阀,调节减压阀到一定压力,使气缸的输入空气压力为定值。则保证其输出力为定值,满足工作要求。
采用气压传动干式润滑可以大大改良以前各种润滑方式的不足和弊端。相比较润滑油脂润滑,该传动润滑方式可以避免对周围环境的污染,并且达到更好的润滑效果。相对于弹簧传动的干式润滑,气压传动有良好的缓冲性能,且不会受到弹簧疲劳断裂的困扰。同时,也具有更稳定的润滑效果。
但愿不久的将来,火车润滑方式的发展能带动我国新型火车技术的更快发展。
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作者简介:
张静:女,(1974年~),河南省煤炭高级技工学校,讲师。
毋光明:男,(1974年~),河南省煤炭高级技工学校,讲师。
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