道旁固定式轨侧固体润滑技术研究与应用

景泽红

【摘 要】针对侯马北工务段侯月线铁路，由于没有客车通过，目前主要利用施工间歇采取“人工涂覆润滑方式”，受时空、安全条件制约，效果不佳。采用侯马北工务段和铁科院研制的道旁固定式轨侧固体润滑装置，利用列车车轮携带涂抹方式，实现了固体润滑剂对曲线上股钢轨、道岔曲尖轨的自动涂覆。解决了无法利用列车车载涂覆情况下的钢轨润滑问题，涂覆位置准确，剂量可调，环境污染小。达到了国内领先水平，有很大的推广价值。

【Abstract】In view of the HouYue line in north section of Houma maintenance section， because there is no train pass， at present ，it mainly uses the artificial coating lubrication in the construction interval， and it is restricted by the space and safety condition， the results is poor. In this paper， using the side stationary rail solid lubrication device ， carrying smearing using train wheels， realizes the automatic coating of solid lubricant on the curve rail and turnout switch rail.The utility model solves the problem of the rail lubrication under the condition that the vehicle can not be used for vehicle coating， and the coating position is accurate， the dosage is adjustable， and the environmental pollution is small. The technology reached the domestic leading level， there is a great promotional value.

【关键词】道旁 ；固定式轨侧 ；固体润滑技术； 研究

【Keywords】 road side ；fixed rail side； solid lubrication technology ；research

【中图分类号】U262124 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0061-02

1 引言

据现场实际经调研，提出了“道旁固定式轨侧固体润滑涂覆系统”的设想。主要是解决铁路轮轨之间的摩擦问题，实施有效的润滑。解决好轮轨润滑技术是提高列车运行安全性的关键。

2 技术方案

轮轨固体润滑技术在我局应用已近十年，取得了很好效果。全新的涂覆方式是解决的研究重点。

2.1 涂覆方式

该润滑系统，可据列车通过数量自动选择适合的润滑材料量，输送到钢轨和轮缘之间需要润滑的部位，并由车轮携带至下一段钢轨侧面，经过轮轨之间多次携带转移，实现轮轨润滑。固体润滑材料留在润滑表面形成一层固体膜。有效工作温度达到1000℃以上。使用这种润滑方式可以减少轮轨磨损70%。与现有润滑方式相比：一是实现了无客车通过的货运专线的曲线钢轨润滑；二是这种涂覆方式消耗润滑剂量少，无散落，环保不会侵入轮轨踏面造成机车打滑；三是固体材料性能可消除油楔作用产生的轮轨表面剥离掉块[1]。

2.2 工作原理

该润滑系统，可据列车通过数量自动选择适合的润滑材料量，输送到钢轨和轮缘之间需要润滑的部位，并由车轮携带至下一段曲线钢轨侧面，经过轮轨之间多次携带转移，固体润滑材料留在润滑表面形成一层固体膜，实现轮轨润滑。

2.3 关键技术

一是调整润滑块的可涂覆性、抗冲击强度，确保其润滑材料顺利被车轮带走，又不会散落在线路上；二是设计道旁固定式涂覆设备，实现智能控制；三是在侯月线选择试验曲线和对比线路，安装调试设备。做好标记。定时对监测点钢轨断面几何参数测量，并拍摄钢轨表面照片。

2.4 创新点

涂覆方式整体构想，首次实现固体润滑材料道旁固定式涂覆；润滑设备智能化。

3 研制

3.1 润滑系统包括

智能、能量供给系统（太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池）机械执行机构、三部分组成。按要求设置。

3.2 电气部分原理

当列车通过时，传感器接收到信号并以电信号方式传送给控制系统的单片机，单片机判断排除干扰信号的可能性后，按照预定程序输出电压电流信号，控制机械執行机构的电机的运转速度和运转时间，列车通过后系统停止工作，处于待机状态。

3.3 机械部分工作原理

机械部分工作过程，电机转动通过减速机带动螺杆转动，螺杆导柱系统推动驱动臂运动，驱动臂通过润滑块舱的侧面开口伸入润滑块仓内托住润滑块底部，推动润滑块从舱口伸出。润滑块从润滑块舱上部出口伸出。

4 改进、试验

4.1 润滑块舱尺寸的研究

4.1.1 润滑块厚度的研究

润滑块的厚度是关键参数。经现场实地测试后，确定润滑块厚度9-10mm。

4.1.2 润滑块宽度、高度设计

合理设计润滑块宽度为200mm、高度为80mm为最终尺寸并将防护罩上平面改为斜面。

4.2 润滑块输送速度的选择

现场试验结果：固体润滑块的物理特性，有利于将自身向上送到轨距角润滑部位，转移特性是每个车轮只能带走固定数量的润滑材料。因此，合适的输送速度是使用的关键，应控制润滑块输送速度与车轮带走的速度相一致。

4.3 润滑块物理性能适应性研究

该技术是在原车载涂覆“轮轨固体润滑技术”基础上，改进内容仅限于使用环境不同所需要的改进。

4.3.1 润滑块高温适应性

该润滑系统润滑块使用环境是露天钢轨下部，夏季最高温度达到70℃，因此必须保证润滑块软化温度高于70℃。

4.3.2 润滑块的耐冲击性

通过对润滑块的载体石蜡中添加低分子量聚乙烯的方式，添加强度改进剂增加润滑块的韧性，制作成样品润滑块PP01。现场试用结果表明：韧性增强，软化温度和耐冲击性能达到了使用要求，但也使得润滑材料不易被车轮带走，润滑材料的转移性能受到抑制。

4.3.3 基础润滑抗磨添加剂的要求

在润滑条件下，对于蛇行摆动产生的侧向冲击力来说，由于接触压力相对较小，只要润滑剂的润滑膜承载能力达到一定水平，就可以满足润滑要求。实验表明：基础润滑剂选择了复合材料从根本上解决了裂纹扩展造成的剥离掉块的问题。

5 试验效果、应用情况

润滑材料靠列车车轮携带至前方曲线钢轨上，因此曲线钢轨上股轨侧润滑材料积累有一个过程，正常晴朗天气，经过四列5千吨列车，润滑材料可以涂满约500m的曲线钢轨。

5.1 侯月线试验曲线K41.0833～42.51246/R451/

h95/L1429.16试验结果

5.1.1 涂覆效果

通过对试验曲线缓和曲线段及圆曲线前段对比：初次试验通过4列列车后，曲线直缓点到曲中点之间约500m区段上股钢轨侧面已经均匀布满润滑材料。次日观察，效果达到要求。

5.1.2 钢轨减摩效果

钢轨磨耗影响因素很多，曲线参数、气候天气、测量位置都是影响测量结果的偶然因素。在全线分段实施钢轨润滑条件下，车轮、钢轨表面都附着润滑材料，并且相互携带转移，综合效果才能达到车载润滑水平，甚至会更好。

5.1.3 设备工作情况

设备工作稳定，机械系统进行了多次改进，至2015年3月后定型，基本处于稳定状态。

5.1.4 一台设备所能保护的线路长度

润滑材料靠车轮携带涂覆在曲线钢轨上股，当携带的润滑材料量固定，所能覆盖的线路长度实际上取决于沿途曲线累计长度。试验表明，每个设备安装点有效防护距离超过10km。

5.2 侯月线K42.76963～43.9608曲线试验结果

在前期试验基础上，2015年7月开始了第二条曲线的应用试验。曲线参数R450.3/h95/L1191.17。剔除钢轨打磨所在月份数据，试验前三个月曲线钢轨侧磨平均值与试验后8-9月侧磨平均值對比，实施轮轨润滑可降低钢轨侧磨30-50%，与第一阶段试验结果相印证。

6 推广

该技术实现了由工务段独立完成的曲线钢轨润滑方式，完成了曲线钢轨润滑由车载向地面固定式过渡。建议进一步跟踪观测使用情况，积累数据，优化控制方式。

【参考文献】

【1】张念 ，张建峰 ，郑崇思.轮轨固体润滑技术的应用[J].合成润滑材料，2008（03）：87-88.