Материал для смазывания гребня бандажа должен отвечать следующим требованиям:
Для этой цели применяют консистентные смазки с относительно высоким содержанием твердых веществ (например, графита, сульфида молибдена, алюминия и др.), которое может достигать 25 %. Однако при слишком высокой концентрации возможна закупорка клапанов или выходных сопел смазывающих устройств.
В институте трибологии в Мангейме разработан новый метод исследования пары трения колесо — рельс, основанный на моделировании процессов. Он обеспечивает минимальные затраты времени, удобство выполнения измерений, возможность изменения различных параметров, не требует занятия перегона измерительным подвижным составом. Затраты средств при этом значительно ниже, чем при полевых испытаниях.
Основным недостатком метода на базе моделирования является определенная степень идеализации условий, отличных от эксплуатационных. Это может быть в значительной мере компенсировано оптимальным подбором испытательных параметров. При этом необходим точный системный анализ реальной трибологической системы, позволяющий наиболее корректно моделировать ее важнейшие параметры.
Для исследований применяется испытательная установка А135 фирмы Roell-Amsler. Она позволяет исследовать характеристики трения и износа подобранных пар материалов при наличии и отсутствии смазки. Можно исследовать процессы трения как при скольжении, так и при качении. Перемещение одного из образцов в осевом направлении моделирует процесс набегания гребня. Для проведения исследований машина была полностью переоборудована. Так, все механические измерительные компоненты были заменены электронными.
Обычно для исследований используют вращающиеся цилиндрические образцы (рис. 2, а). Оба вала приводятся во вращение от одного редуктора, причем частота вращения верхнего на 10 % ниже.
Рис. 2. Стандартные (а) и специальные (б) формы образцов |
Из результатов исследования геометрии контакта колесо — рельс известно, что наибольший износ рельса вызывается набеганием гребня колеса. В этом режиме происходит наложение движений качения и проскальзывания. Гребень колеса скользит по боковой грани головки рельса при одновременном качении бандажа по ее поверхности катания. В результате пластических деформаций в точках соприкосновения гребня с боковой гранью головки рельса контактная поверхность увеличивается. В связи с этим износ боковой грани под действием набегающего гребня, вызывающим высокие напряжения сдвига, значительно больше, чем в зоне качения. Этим фактором обусловлен выбор формы образцов, показанной на рис. 2, б.
Образцы рельсов были вырезаны из шейки желобчатых рельсов, изготовленных из стали марок S700А, 700 НН, 900 А и 1200 НН. Значения их твердости колеблются от 200 НВ у стали 700 А до 380 НВ у 1200 НН. Образцы колеса были вырезаны из поверхности катания обычного бандажа. Бандажная сталь прочностью на растяжение 850 Н/мм2 и твердостью 260 НВ содержит около 0,6 % углерода. Измерения, касающиеся геометрии образцов и их твердости, проводились в исследовательском центре в Мангейме.
Расчет максимального давления на головку рельса выполнялся на основе статических осевых нагрузок вагона. При этом, естественно, не учитывались силы набегания гребня из-за строго поперечного положения оси. При нагрузке от колеса на рельс 28 – 50 кН, радиусе закругления головки рельса 225 мм и диаметре поверхности катания колеса 670 мм максимальное значение давления, рассчитанное по эмпирической формуле, составляет 986 – 1212 Н/мм2. Для образцов данный показатель значительно ниже, так как между ними имеет место линейный контакт. В связи с этим результаты испытания требуют определенной корреляции в расчете на эксплуатационные нагрузки.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.