华宝(HB)轮轨润滑系统的实践与发展

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单;而非接触式润滑方式是指通过媒介(最常见的是压缩空气)将润滑剂
需要使用机车电源和压缩空气,自动化程度高,可以根据需要实现不同的 控制功能:而采用接触式润滑方式的装置其型式比较多,比较典型的是钢 轨旁边安装的的润滑装置,主要解决曲线钢轨的侧磨问题;滚轮式轮缘涂 油器;固体润滑装置;以及有些机务段仍在使用的简单的直接油盒涂油法。
L6一Ca—b一 219560
石墨

很小
0.002×10‘ 0.008×i0。6 0.010×101 107.3
>29
lO%石墨 203540
Ca脂

报小
0.001×101 0.002×10’ 0.003×10’ 357.7
>29
不同润滑剂的减磨性及长效性结果分析,以通用油试验结果作为对比
标准,质量系数视为1。可以看出:干摩擦时,由于试验周期太短,无法
试验参数列于表1。
表1
上试样
巾34×5(mm)360 r/min
下试样
巾38×5(珊)400 r/min
滑差
19.5%
载荷(P)
1470 N(150Kg)
最大接触应力(0 max)
1088 Pa
当润滑磨损试验时,两试样间定量加油0.02189(i滴),或定量加脂 0.029。两试样间无横动量。试验至摩擦系数u=0.5时,停止机器。
一,}-十:tf~.‘c;#1_v*“
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图3嘧一2型喷头的形状及尺寸
图4在试纸上喷脂一次的油脂形貌图。

3、安装了气源过滤片的长效电空阀,解决了新造机车安装润滑装置 时经常不按要求预先吹风净化管路,造成一些机务段新车润滑装 置出现睹塞的问题,新型电空阀寿命试验标准,由1型阀的150 万次,增加到1000万次。
活塞运动机构,大大降低了重量,方便润滑脂的添加。 5、喷头可保证严格定量喷脂,喷射带集中,不散失,油脂雾化均匀。
四、华宝轮轨润滑装置的使用及发展
华宝轮地润潺装星卫咀连蕴盈迭遵韭型这堂堂三簦鍪麴垦塞挝越整
装置及应用效果》中有详细介绍。 HB型轮轨润滑装置,不仅在国内已大量广泛应用,而且已出口缅甸、
坦桑尼亚、尼日利亚铁路和伊朗地铁,有些国家在使用了HB型轮轨润滑 装置后,第二次订货仍指定华宝润滑系统。
g/转
轨样磨损 g/转
总磨损量 g/转
减磨质 长效性质 量系数 量系数
干磨 1550
通用油 70170 o.71×io。1 o.196xl矿 o.877x10‘ i.073×i01


双曲线
139780 o.30×io‘3 o.OlO×i01 o.569×10。 0.579×i01
i.9
齿轮油
2.o
为确保轮轨润滑装置的推广应用,专题组相应研制了HcT一1型轮轨润 滑控制器测试仪、轮轨润滑综合试验台等,并长期为用户举办轮轨润滑应 用培训班,取得了良好效果。多年来调研了大多数应用HB.1型轮轨润滑 装置的机务段及相应区段的工务段,结果表明:管理比较好的部门,璐 型轮轨润滑装置的确能发挥良好的作用,带来极大的经济效益,若这项工
控制器3根据机车速度传感器提供的信号,经过处理得到机车走行距 离值,当该值达到设定值时,电路根据机车运行方向,分别将电空阀5 开通,压缩空气4进入油脂罐7和喷头8,将定量油脂(0.069)雾化, 均匀喷射至机车前进方向第一轴轮对的轮缘。此过程持续2秒后,电路自 动截止,将电空阀关闭,等待下一周期。
由于以上石墨油脂具有优异的减磨性和粘附性,性能价格比高(该油 脂价格约10元/kg),根据国际上轮轨润滑的发展方向,确定采用双正压 式供脂方式(气路、脂路均施加正压力).将石墨油脂均匀雾化,连续地 喷射于轮缘确定部位。
图l为华宝轮轨润滑装置在机车上的安装原理图
图1华宝轮轨润滑装置安装原理图
l-速度传感器2.直流电源3.控制器4.压缩空气 5.电空阀6.折角塞门及减压阀7.油脂罐8.喷头
学润滑对降低磨损效果最突出,同时,随着轮轨磨损的降低,轮轨间有害
、o,H,_q,
摩擦减少,因此还带来节约牵引能耗的效果,并减少脱轨倾向,降低机车 车辆通过曲线时的噪声。
许多国家都先后研究发展了各种型式的轮轨润滑装置,按照润滑模
式大致可以分为接触式与非接触式。接触式润滑方式是将润滑剂与车轮轮
缘或钢轨轨距角直接接触,将其涂附在需润滑的表面上,润滑方式相对简
在至蹯天规模实施轮轨润滑是一个涉及全面计划、管理、技术、服务
等方面的综合项目。这是一项耗资不小又难以控制的作业,特别要求各应 用部门及相关部门协调做好使用、维护及管理工作。在掌握了润滑系统安 装数量、使用状态、参数设置以及相应轮轨磨耗程度,便可以根据该段的 具体情况,细化参数调整,制定管理方案,最大限度地提高轮轨润滑效益。 多年的现场调研表明,若这项工作未做好,便会降低轮轨润滑的使用效果, 甚至难以体现减磨效果。
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一、概述 。,t”
轮轨磨耗作为轮轨关系研究中的重要课题,世界各国都进行了大量 的试验研究工作,以寻求降低轮轨磨损的措施。研究和实践证明,解决车
、,^、P,
轮和钢轨严重磨损问题,虽然有多种渠道和技术措施可以采用,但改善的
幅度不一。在目前所试验研究的减缓轮轨严重磨损的技术措施中,轮轨科


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作未做好,便会降低轮轨润滑的使用效果,在管理太差的部门,甚至难咀 体现减磨效果。
为进一步加强I忸型轮轨润滑装置的适用性和可靠性,在总结分析华 宝1型使用中出现的具体情况后,于1996年开始着手改进该润滑装置, 研制出HB一2型轮轨润滑装置,其主要特点是:
8 A.A.CamI(o.轮对和钢轨的润惜,沈虹译,国井内燃机车.1 99B.u

华宝(HB)轮轨润滑系统的实践与发展
作者: 作者单位:
戴利民, 高嘉年, 陆征 铁道部科学研究院
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经实验室试验、型式试验。以及北京内燃机务段、沧州机务段装车运 行试验一年时间,HB一2型轮轨润滑装置未出现任何故障,可靠性明显提 高,并且安装方便,与HB—l型装置可以互换。1997年通过机务局组织审 查,1998年开始在全路新造机车上安装,可靠性高,效果良好。
五、全面实施轮轨科学润滑的建议
1、必须建皇垦堑笪焦型:蟹堡盈协调壬殷.
该装置主要特点: l、实现全自动控制润滑,并可以根据需要升级控制功能。 2、采用非接触式润滑方式,由压缩空气将润滑脂带到轮缘上,可以
完全避免车轮高速转动和振动对润滑装置带来的恶劣破坏。 3、油脂罐与喷头距离近,免去了国外使用的油脂增压系统。 4、油脂罐采用扩散气流方式,保证油脂的不问断供应,减掉了常规
4 机车安装HB_2型轮轨润滑装置研究报告,金化所轮轨润滑专题组.1997.6
5 戴利民.邸为民.实施轮轨科学润滑新技术,第三界中日材料表面技术研讨会,1995.10
6 金树山,北美地区有关钢轨润滑效用的衡量,沈铁科技,
1994.3
7 r.m.OCHIIOB,降低轮对和钢轨磨耗的经验,古青译,国外内燃机车,l 998.11
我国铁路部门在轮轨润滑技术的研究中也是方兴未艾,对减缓轮、 轨磨损都起到了积极的作用。但也存在着不同的问题,例如采用机车安装 涂油器的技术,由于润滑油的粘附性差,会蔓延到轮轨踏面,出现降低机 车牵引力和制动力的现象,并污染机车;道旁式固定曲线钢轨涂脂技术又 在使用及管理等方面受到限制;滚轮式轮缘涂油器,寿命短,污染机车;
2 JianJan Gao,The primary analysis of solid surface film formed by the lubrication
betveen wheel and rai l,International 1990 symposia proceedings 5
3 高嘉年,新型轮轨润滑模式研究,中国铁道科学,1989年,第lO卷,第2期
2、试验结果 试验结果见表2。在干摩擦情况下,不到4分钟摩擦系数急剧上升, 达到0.5;使用通用油与双曲线齿轮油,分别经过70170和139780转, 达到u=0.5:而两种使用石墨油脂的试样,经过2195600和2035400转, 摩擦系数仍保持在0.1。
表2
润滑荆 累计 消耗摩擦功 轮样磨损
种类 转数N 37转

测量磨损量;与干摩擦相比,轮轨试验样品间有油润滑可大大改善摩擦状 态,双曲线齿轮油减磨效果和润滑长效性较好,减磨质量系数和长效性质 量系数分别为1.9和2.0;而石墨油脂作为轮轨润滑剂,与润滑油相比, 表现出更加优异的性能,且消耗摩擦功很小,意味者能量的节约。
试验分析表明,干磨试样表面粗糙,表面之间有相互粘着现象,耐磨 性极差;油润滑试样表面较为光滑:石墨油脂润滑试样表面不仅光滑,而 且在中间主要接触区,形成一层光亮的质地密致的咖啡色固体膜.不易抹 除,经分析咖啡色膜部分主要是存在Fe,O.和石墨碳,可保证获得低的摩 擦系数和良好持久的减磨性。 三、润滑模式的选定
引用本文格式:戴利民.高嘉年.陆征 华宝(HB)轮轨润滑系统的实践与发展[会议论文] 2000
1、电控器采用数字电路,以适应现有的有源脉冲速度传感器,提高 可靠性和精度,适应机车速度范围0—240km/h,图2为HB一2型 轮轨润滑控制器电路原理方框图。
测速 电机
手动
试验
换向 信号
(弯道 信号)
电空阀I
电空阀II
图2船一2型控制器电路原理方框图
2■
2、喷头采用变截面活塞型式,提高抗阻塞性能,整体铝合金,降低 了喷头重量,仅475克,为HB一1型喷头的l/4。图3为HB一2 型喷头外形尺寸图,喷脂状态良好,图4为在试纸上喷脂一次 (2s)的油脂形貌图,可以看出油脂充分雾化,效果很好。
而直接油盒涂油法也由于方法过于简单,造成使用问题,如停车渗油等。
二、轮轨润滑剂选定及减磨分析
为确定轮轨润滑模式,首先要选定实用的轮轨润滑剂,对不同的典型 油类和脂类的减磨性和长效性进行了实验室试验评定。
源自文库
l、试验条件
试验是在Amsler通用磨损试验机上进行的。上试样为U71Mn轨钢;
下试样为轮箍钢,硬度HRc=32。
华宝(HB)轮轨润滑系统的实践与发展
■利民★■年陆征 (铁道部辩学研究院)
^|,0x、^vⅥr,f^{■.、.h

■耍:
本文叙述了HB型轮轨润滑系统的模式选定、研制及应用,咀及润滑剂的减磨试验
和效果分析。并针对多年各地现场使用情况,介绍了华宝2型轮轨润滑装置的相应
改进特点。并对铁路轮轨润滑的发展及管理提出了建议。
2、为更好地实施国内轮轨润滑作业,应系统准确地进行轮轨润滑与否 的牵引动力参数和节能效果的试验测定,以获得科学数据,并相应制订政 策,促进我国铁路科学轮轨润滑技术的发展。
参考文献
l R1chard P Reiff,Oiling the Wheel,International Railway Journal,№v.1994
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