Не подмажешь – не поедешь
Лариса Тужилина
Лариса Тужилина
кандидат технических наук, доцент кафедры «Путь и путевое хозяйство» Иркутского государственного университета путей сообщения (ИрГУПС)

Не подмажешь – не поедешь

Лубрикация позволяет уменьшить износ рельсов и гребней колёс подвижного состава
Рациональное ведение путевого хозяйства требует внедрения передовых ресурсосберегающих технологий. Особое внимание уделяется повышенному износу рельсов и гребней колёс в кривых участках пути и на стрелочных переводах. По разным оценкам, замена вырабатывающих ресурс колёс, рельсов, элементов стрелочных переводов ежегодно обходится сети дорог в миллиарды рублей.

Взаимодействие колеса и рельса является основой движения поездов по железным дорогам. Именно оно во многом определяет такие важнейшие технико-экономические показатели, как масса поездов, скорость движения и уровень эксплуатационных расходов. При этом требования к показателям взаимодействия колёс и рельсов в разных зонах контактирования противоречивы. С одной стороны, сцепление колёс с рельсами должно быть таким, чтобы обеспечивалось наименьшее сопротивление движению поезда. С другой – для реализации требуемой силы тяги необходимо поддерживать высокий и стабильный уровень сцепления локомотивных колёс с той же поверхностью. Помимо этого для предотвращения накатывания колеса на головку рельса, снижения износа гребня колеса и рабочей поверхности головки рельса, а также сопротивления движению поезда в кривых участках пути требуется максимально снизить трение между гребнем колеса и боковой поверхностью головки рельса, остряка, усовика и крестовины.

Интенсивный износ гребней колёс подвижного состава и рабочей поверхности рельсов, наблюдаемый в последние годы на железных дорогах России, является следствием многофакторного изменения в течение достаточно длительного времени условий взаимодействия колёс подвижного состава и пути, происходящего главным образом из-за роста объёма перевозок и повышения грузонапряжённости железных дорог.

В последние годы всё большее распространение получает усталостная (кумулятивная) теория износа, которая основную причину разрушения поверхностных слоёв связывает с возникновением усталостных трещин и отделением микроскопических чешуек материала или его окислов. При таком подходе процесс изнашивания рассматривается как кумулятивный, то есть суммирующий действие отдельных факторов при многократном нагружении фрикционных связей, что приводит в итоге к отделению частиц износа.

Закон изнашивания материалов выражает зависимость интенсивности изнашивания от многих факторов: силовых и кинематических характеристик; параметров, характеризующих состав, структуру и механические свойства материалов пары трения (твёрдость, предел текучести и другие); свойств поверхностного слоя (шероховатости, жёсткости, напряжённого состояния); вида трения и смазки; климатических условий. Установлено, что под действием циклических нагрузок в металле происходят физические процессы, приводящие к ослаблению межатомных связей, которые в конечном итоге приводят к разрушению микрообъёмов поверхностей пары трения, то есть к их износу.

Существуют два основных способа уменьшения износа как результата работы сил трения. Первый – снижение абсолютных значений сил трения в зоне контакта за счёт подачи в неё смазки и, как следствие, уменьшение коэффициента трения. Второй – снижение продолжительности контакта гребней колёс и боковой поверхности рельсов.

Изучение фундаментальных закономерностей, обусловливающих характер и интенсивность износа в зоне контакта, показало, что снижение коэффициента трения наиболее эффективно влияет практически на все трибологические и силовые параметры, формируемые в зоне контакта гребней колёс и боковой грани рельса в кривых участках пути. Исследования показали, что подача смазки в зону контакта колесо – рельс снижает коэффициент трения в пять-шесть раз. При этом уменьшаются не только силы трения, но и удельный износ колёс и рельсов, что подтверждается эксплуатацией систем смазки на железных дорогах Европы, Америки, России и стран СНГ. Анализ опыта применения таких систем показал, что наличие смазки в зоне контакта колесо – рельс позволяет снизить износ и повысить срок службы рельсов и колёсных пар; снизить расход топливно-энергетических ресурсов; сократить время простоя подвижного состава в ремонте; повысить безопасность движения; уменьшить уровень шума при движении.

Оптимизация трибологической системы колесо – рельс позволяет сделать новый шаг для увеличения срока службы транспортных систем. В результате исследований и полигонных испытаний на Забайкальской железной дороге показано, что наиболее предпочтительно по многим факторам (строгое соблюдение графика нанесения смазки, отсутствие необходимости в выделении ниток в графике движения поездов, контроль за качеством нанесения смазки, более низкие затраты на обслуживание, снижение расхода смазки за проход) использовать вагон-рельсосмазыватель в составе пассажирских поездов.

Лубрикация (смазывание) является эффективным направлением в решении проблемы повышенного бокового износа рельсов и износа гребней колёс в кривых участках пути и на стрелочных переводах. Лубрикация боковых рабочих поверхностей головок рельсов и остряков стрелочных переводов позволяет в несколько раз снизить интенсивность износа с одновременным повышением рабочего ресурса и уровня безопасности.

Как показали исследования, при использовании вагона-рельсосмазывателя, предназначенного для лубрикации рельсов, в составе поезда в кривых на участках большой протяжённости решена острая проблема повышенного износа гребней колёс локомотива и вагонов и бокового износа головки рельса. Современные смазочные материалы, вносимые в зону контакта, не только снижают износ, но и уменьшают сопротивление движению и трение между колесом и рельсом, что способствует снижению расхода топлива на тягу поездов и шумового воздействия на окружающую среду. Однако следует принять во внимание, что смазка по-разному влияет на величину износа пары трения колесо – рельс. При малых деформациях она существенно снижает износ контактирующих поверхностей, а при больших деформациях, наоборот, в несколько раз его увеличивает.



Концепция развития системы лубрикации предусматривает три направления смазывания контакта колесо – рельс: передвижными рельсосмазывателями, предназначенными для обработки боковой поверхности рельсов всего обслуживаемого участка пути; стационарными путевыми лубрикаторами для стрелочных переводов и кривых участков пути на перегонах, где нецелесообразно использовать передвижные рельсосмазыватели; гребнесмазывателями, служащими в основном для защиты гребней тех колёс эксплуатируемого подвижного состава, на которых они установлены.

На Восточно-Сибирской железной дороге лубрикация пары колесо – рельс» ведётся с 1990 года. С 1996 года на ВСЖД организована работа рельсосмазывателей. В качестве передвижных рельсосмазывателей использовались локомотивы ВЛ60К и ВЛ80Т, всего 22 единицы, 19 из которых были оборудованы на Коломенском заводе по системе ВНИТИ (научно-производственная фирма по внедрению научных и инженерно-технических инноваций. – Ред.) для работы на жидких смазках. Остальные были оборудованы на дороге для работы на консистентной смазке.

С 1997 года на дороге вместо сертифицированных смазок типа РС-6 и РП-1 стала широко применяться отработка дизельного масла, вначале в чистом виде, а затем с добавлением графита или его заменителя. В зависимости от грузонапряжённости, сложности плана и профиля пути рельсосмазыватели обращались на участках с периодичностью от одного раза в двое суток до шести раз в сутки. Внедрение комплексной системы мер по уменьшению интенсивности износа гребней колёс и рельсов в период с 1997 по 1999 год позволило достичь положительных результатов. Однако в 2000– 2001 годах, когда имелись технические решения, но изменилась система управления перевозочным процессом, при которой задачи лубрикации стали вторичными, проблема износа не замедлила обостриться. Внедряемые в то время на Восточно-Сибирской железной дороге системы лубрикации имели ряд существенных недостатков: малые скорости движения передвижных рельсосмазывателей, быстрый износ рельсосмазывающих деталей и так далее. Это же касалось качества и рельсовых смазок.

Для решения проблем по программе «Внедрение ресурсосберегающих технологий на железнодорожном транспорте» на ВСЖД выполнена поставка вагонов-рельсосмазывателей производства ЗАО «Фирма ТВЕМА» на базе вагонов Тверского вагонного завода. Вагоны предназначены для лубрикации рельсов в кривых участках пути в сцепе с пассажирскими, почтово-багажными или хозяйственными поездами (а также с отдельным локомотивом) на магистральных путях с высокой грузонапряжённостью. Вагон может эксплуатироваться в любое время года и суток при воздействии осадков в виде дождя и снега в диапазоне температур окружающего воздуха от –40 °С до + 50 °С.

Вагоны-рельсосмазыватели, обращающиеся в границах Восточно-Сибирской железной дороги и на участке Иркутск – Нерюнгри, работают на смазке МС-27, вагоны-рельсосмазыватели, обращающиеся на полигоне Новосибирск – Хабаровск, работают на смазке СР-КУМ. Обеспечена периодичность рельсосмазывания по обоим путям. Для положительного эффекта вагон-рельсосмазыватель должен проходить по участкам с интенсивным износом не менее одного-двух раз в сутки.

Оценка экономической эффективности эксплуатации вагона-рельсосмазывателя в составе пассажирского поезда проводилась на участке Тайшетской дистанции пути Восточно-Сибирской железной дороги (протяжённость участка пути составляет 153,32 км). Данная оценка основана на определении и сравнении фактических затрат по сплошной смене рельсов (боковой износ) до и после внедрения в эксплуатацию вагона-рельсосмазывателя. Установлено, что введение в эксплуатацию вагона-рельсосмазывателя значительно сокращает фактические затраты по сплошной замене рельсов, так как уменьшается интенсивность износа рельсов (см. рис. 1).

Исходя из вышесказанного, можно сделать следующий вывод: внедрение вагона-рельсосмазывателя на участке пути ВСЖД значительно сократило фактические затраты, так как снизился расход электроэнергии на тягу поездов, а также уменьшился износ гребней колёс подвижного состава и боковой износ рельсов. Таким образом, лубрикация является одним из самых эффективных способов снижения интенсивности износа рельсов и колёс подвижного состава.



По материалам X Международной научно-практической конференции «Транспортная инфраструктура Сибирского региона»
Поезд уровня 2.0
Андрей Ильиных, декан факультета «Управление транспортно-технологическими комплексами» Сибирского государственного университета путей сообщения (СГУПС),

СГУПС совершенствует технологии рельсошлифования

Рубрики: Наука
Транзитная сеть
Юлия Харламова, доцент кафедры «Транспортное право» Юридического института Российского университета транспорта (МИИТ), доктор политических наук,

Развитие Северного морского пути будет способствовать увеличению объёмов перевозок

Рубрики: Наука
Транспортный коридор
Сергей Вакуленко, директор Института управления и цифровых технологий РУТ (МИИТ),
Алексей Колин, начальник научно-образовательного центра «Независимые комплексные транспортные исследования» Института управления и цифровых технологий РУТ (МИИТ),
Дмитрий Роменский, заместитель начальника Центра отраслевой экспертно-аналитической деятельности Института управления и цифровых технологий РУТ (МИИТ,
Кирилл Калинин, инженер научно-образовательного центра «Независимые комплексные транспортные исследования» Института управления и цифровых технологий РУТ (МИИТ),

ВСЖМ Центр – Юг позволит сократить время в пути между Москвой и черноморскими курортами

Рубрики: Наука
Платформа возможностей
Татьяна Асалханова, преподаватель Иркутского государственного университета путей сообщения (ИрГУПС),

Грамотная настройка системы ЕК АСУИ позволит эффективно управлять объектами эксплуатационной инфраструктуры

Рубрики: Наука
Контейнеры в пути
Сергей Вакуленко, директор Института управления и цифровых технологий РУТ (МИИТ),
Павел Егоров, заместитель директора Института управления и цифровых технологий РУТ (МИИТ),
Пётр Куренков, профессор кафедры «Управление транспортным бизнесом и интеллектуальные системы» РУТ (МИИТ),
Дмитрий Роменский, заместитель начальника научно-образовательного центра «Независимые комплексные транспортные исследования» РУТ (МИИТ),

Возобновление перевозок контейнеров в полувагонах повлияет на всех участников транспортного рынка

Рубрики: Наука

Рубрики


Библиотека Корпоративного университета РЖД

Одноминутный менеджер и Ситуационное руководство
Кен Бланшар, Патриция Зигарми, Дреа Зигарми
«Одноминутный менеджер и Ситуационное руководство». Издательство «Попурри» 2018 год
Коучинг. Основные принципы и практики коучинга и лидерства
Джон Уитмор
«Коучинг. Основные принципы и практики коучинга и лидерства». Издательство «Альпина Паблишер» 2022 год
Кругом одни идиоты. Если вам так кажется, возможно, вам не кажется
Томас Эриксон
«Кругом одни идиоты. Если вам так кажется, возможно, вам не кажется». Издательство «Бомбора» 2020 год
Автором и владельцем сайта WWW.GUDOK.RU © является АО «Издательский дом «Гудок».
Пожалуйста, ВНИМАТЕЛЬНО прочитайте Правила использования материалов нашего ресурса

Адрес редакции: 105066, Москва, ул. Старая Басманная, 38/2, строение 3
Телефоны: (499) 262-15-56, (499) 262-26-53 Реклама: (499) 753-49-53
E-mail: gudok@css-rzd.ru; welcome@gudok.ru
о проекте условия использования контакты

Rambler's Top100