RU2552111C1

RU2552111C1 - Lubricating rod

Info

Publication number: RU2552111C1
Application number: RU2014114073/04A
Authority: RU
Inventors: Игорь Альбертович Майба; Владимир Николаевич Носков; Анатолий Михайлович Ананко; Руслан Муртазаалиевич Муртазаалиев
Original assignee: Игорь Альбертович Майба; Владимир Николаевич Носков; Анатолий Михайлович Ананко
Priority date: 2014-04-09
Filing date: 2014-04-09
Publication date: 2015-06-10

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to a lubricating rod, which consists of an envelope filled with a lubricating composition containing bitumen and graphite, wherein the lubricating composition further includes aqueous calcium sulphate, with the following ratio of components, wt %: bitumen 20-40, graphite 10-30, calcium sulphate to 100.

EFFECT: easy application of lubricating rod at subzero temperatures by changing the physical properties of the lubricating composition filling the envelope of the rod, owing to optimisation of the composition thereof.

1 tbl

Description

Изобретение относится к твердым смазочным элементам в виде смазочных стержней и может быть использовано для снижения износа и повышения ресурса рельсов и бандажей колесных пар железнодорожного и другого рельсового подвижного состава, а также снижения энергопотребления на тягу поездов путем лубрикации боковой грани головки рельса и гребней колес техническими средствами гребне- и рельсосмазывания.The invention relates to solid lubricating elements in the form of lubricating rods and can be used to reduce wear and increase the resource of rails and bandages of wheel sets of railway and other rail rolling stock, as well as reduce energy consumption by train traction by lubricating the side face of the rail head and wheel flanges with technical means comb and rail lubrication.

Из уровня техники известен смазочный стержень-композиция (патент РФ №2370390, 20.10.2009), который содержит оболочку, выполненную из эпоксидного клея ЭДП с добавками серпентинита Mg₆{Si₄О₁₀}(OH)₈, углерода технического печного электропроводного и фторопласта Ф-4. В оболочке смазочного стержня содержится наполнитель, включающий смазку Литол-24, серпентинит Mg₆{Si₄О₁₀}(OH)₈ и термолизный углерод.The lubricating rod-composition is known from the prior art (RF patent No. 2370390, 10.20.2009), which contains a shell made of epoxy adhesive EDP with the addition of serpentinite Mg ₆ {Si ₄ O ₁₀ } (OH) ₈ , carbon technical furnace conductive and fluoroplastic F-4. The core of the lubricating rod contains a filler comprising Litol-24 grease, serpentinite Mg ₆ {Si ₄ O ₁₀ } (OH) ₈ and thermolysis carbon.

Смазочный стержень-композицию готовят по следующей технологии. Оболочку изготавливают с применением специальной разборной формы, в которую заливается тщательно перемешанная в необходимых пропорциях смесь эпоксидного клея ЭДП (ТУ 075 10508.90-94) с добавками серпентинита Mg₆{Si₄О₁₀}(OH)₈ углерода технического печного модифицированного (ТУ 38.11518-85) и фторопласта Ф-4 (ГОСТ 10007-80, марка ПН). Разборная форма обеспечивает изготовление оболочки цилиндрической формы с осевым цилиндрическим каналом, при этом имеется возможность варьировать наружным диаметром оболочки и диаметром цилиндрического канала. В изготовленной оболочке смазочного стержня-композиции заполняют сквозной канал наполнителем, который готовят следующим образом. В консистентную смазку Литол 24 добавляют, тщательно перемешивая, серпентинит и углерод технический печной электропроводный.The lubricating rod composition is prepared according to the following technology. The shell is made using a special collapsible form, into which a thoroughly mixed mixture of epoxy glue EDP (TU 075 10508.90-94) with additives of serpentinite Mg ₆ {Si ₄ О ₁₀ } (OH) ₈ carbon technical modified furnace (TU 38.11518- 85) and F-4 fluoroplastic (GOST 10007-80, PN brand). The collapsible form provides the manufacture of a cylindrical shell with an axial cylindrical channel, while it is possible to vary the outer diameter of the shell and the diameter of the cylindrical channel. In the manufactured shell of the lubricating rod-composition, a through channel is filled with a filler, which is prepared as follows. In a grease Litol 24 add, thoroughly mixing, serpentinite and carbon technical furnace conductive.

Недостатком стержня-композиции является постоянство расхода смазки вне зависимости от состояния смазываемой поверхности и, как следствие, повышенный расход смазочного материала.The disadvantage of the rod-composition is the constancy of the lubricant flow regardless of the state of the lubricated surface and, as a result, the increased consumption of lubricant.

Из уровня техники известен смазочный стержень (патент РФ 2197677, 27.01.2003), состоящий из оболочки, заполненной смазочным материалом и выполненной из материала, способного изнашиваться при трении по несмазанной поверхности и минимально изнашиваться при трении по смазанной поверхности. При этом материалом может полиэтилен, капрон, поливинилхлорид, политетрафторэтилен или целлюлоза.The prior art lubricating rod (patent RF 2197677, 01/27/2003), consisting of a shell filled with lubricant and made of a material that can wear during friction on an unlubricated surface and minimally wear during friction on a lubricated surface. In this case, the material may be polyethylene, nylon, polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene or cellulose.

Из уровня техники известен смазочный стержень, принятый в качестве ближайшего аналога (патент РФ 2388635, 10.05.2011), состоящий из оболочки, заполненной смазочным материалом, в котором оболочка выполнена из слоистого материала, например древесного пластика, или графита, или пропитанной жидким стеклом бумаги или ткани, или полиэтилена, подвергнутого искусственной деструкции, причем смазочный материал, состоящий из смазочной композиции с присадками, дополнительно содержит пеностекло при следующем соотношении компонентов, мас.%:The prior art lubricant rod, adopted as the closest analogue (RF patent 2388635, 05/10/2011), consisting of a shell filled with lubricant, in which the shell is made of a laminate, such as wood plastic, or graphite, or paper impregnated with liquid glass or fabric, or polyethylene, subjected to artificial destruction, and the lubricant, consisting of a lubricating composition with additives, additionally contains foam glass in the following ratio, wt.%:

БитумBitumen 5-805-80 ГрафитGraphite 5-805-80 ПолиэтиленPolyethylene 5-105-10 Дисульфид молибденаMolybdenum disulfide 5-105-10 ПеностеклоFoam glass 5-105-10

Оболочку смазочного стержня по одному из вариантов формируют путем пропитки жидким стеклом (например, жидкое стекло по ГОСТ 13078-81) бумаги или пористой ткани с последующим приданием цилиндрической формы на формообразующей оправке. Введение в состав оболочки стержня силикатного материала позволяет при истирании оболочки о поверхность трения формировать на ней силикатные износостойкие граничные слои с улучшенными трибохарактеристиками.According to one of the options, the shell of the lubricating rod is formed by impregnating liquid paper (for example, liquid glass in accordance with GOST 13078-81) with paper or porous fabric, followed by cylindrical shaping on a forming mandrel. Introduction to the composition of the shell of the core of silicate material allows abrasion of the shell on the friction surface to form on it silicate wear-resistant boundary layers with improved tribological characteristics.

Оболочку смазочного стержня по вариантам с другими заявляемыми материалами формируют путем использования готовых цилиндрических изделий расчетной длины и толщины стенки, например в виде втулок графита, или древесного пластика, или кусков полиэтиленовой трубы, подвергнутой деструкции. Смазочный стержень получают, заполняя предварительно разогретым смазочным материалом полость оболочки, до полного наполнения, с последующим охлаждением до комнатной температуры.The shell of the lubricating rod according to the options with the other claimed materials is formed by using finished cylindrical products of the estimated length and wall thickness, for example, in the form of graphite bushings, or wood plastic, or pieces of a polyethylene pipe subjected to destruction. A lubricating rod is obtained by filling the cavity of the shell with preheated lubricant until it is completely filled, followed by cooling to room temperature.

Недостатком данного смазочного стержня является несоответствие техническим требованиям ОАО «Российские железные дороги» к смазочным материалам для лубрикации зоны контакта колес и рельсов в части легкого нанесения при отрицательных температурах атмосферного воздуха до минус 45°С. В связи с тем, что битум при концентрации в составе вышеуказанного стержня свыше 50% при отрицательных температурах твердеет, то нанесение смазочного стержня на гребень колеса замедляется, особенно в системах бесприводного типа, у которых отсутствует принудительное прижатие стержня к смазываемой поверхности.The disadvantage of this lubricant rod is the discrepancy with the technical requirements of Russian Railways OJSC for lubricants for lubrication of the contact zone of wheels and rails in terms of easy application at low temperatures of atmospheric air up to minus 45 ° С. Due to the fact that bitumen hardens when the concentration in the composition of the above-mentioned rod exceeds 50% at negative temperatures, the application of the lubricant rod to the wheel flange is slowed down, especially in non-drive type systems, in which there is no forced pressing of the rod to the lubricated surface.

Техническим результатом изобретения является обеспечение легкого нанесения смазочного стержня при отрицательных температурах за счет изменения физических характеристик смазочной композиции, наполняющей оболочку стержня, путем оптимизации ее состава.The technical result of the invention is the provision of easy application of a lubricating rod at low temperatures by changing the physical characteristics of the lubricating composition filling the core of the rod by optimizing its composition.

Указанный технический результат достигается тем, что в состав смазочной композиции, заполняющей смазочный стержень, содержащей битум и графит, согласно изобретению дополнительно введена водная сернокислая соль кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:The specified technical result is achieved by the fact that in the composition of the lubricating composition filling the lubricating rod containing bitumen and graphite, according to the invention, an aqueous calcium sulfate salt is additionally introduced in the following ratio of components, wt.%:

БитумBitumen 20-4020-40 ГрафитGraphite 10-3010-30 Сернокислая соль кальцияCalcium sulfate до 100%up to 100%

Отличие смазочного стержня от прототипа заключается в наличии в составе с битумно-графитной смазочной композиции сернокислой соли кальция в пределах от 30 до 70%, которая обеспечивает мягкую слоистую структуру смазочной композиции и стабильное легкое нанесение на смазываемую поверхность в диапазоне температур от -50 до +50°С.The difference between the lubricant rod and the prototype lies in the presence of calcium sulfate in the range of 30 to 70% with the bitumen-graphite lubricant composition, which provides a soft layered structure of the lubricant composition and stable easy application on the lubricated surface in the temperature range from -50 to +50 ° C.

Смазочный стержень получают следующим образом.A lubricating rod is prepared as follows.

В качестве оболочки смазочного стержня используется полимерная, графитопластовая или тканевая труба цилиндрической или иной произвольной формы.As a shell of a lubricating rod, a polymer, graphite-plastic or fabric pipe of cylindrical or other arbitrary shape is used.

Смазочную композицию сердцевины стержня готовят следующим способом.The core core lubricant composition is prepared as follows.

Дробят битум (например, битум ГОСТ 6617-76) до фракции менее 5 мм и смешивают его с графитом (например, графит С-1 ТУ 13-08-48-63-9) и сернокислой солью кальция. Полученную смесь перемешивают до равномерного распределения компонентов и засыпают в емкость с водой в соотношении 1,5-1,75 частей смеси на 1 часть холодной воды. Полученную водную смесь тщательно перемешивают и заливают в вертикально установленную оболочку смазочного стержня, закрытую с одного конца технологической пробкой. После 30-40 мин выдержки при комнатной температуре смесь застывает, технологическая пробка удаляется, излишки оболочки обрезаются, а готовый смазочный стержень тарируется.They crush bitumen (for example, GOST 6617-76 bitumen) to a fraction of less than 5 mm and mix it with graphite (for example, S-1 graphite TU 13-08-48-63-9) and calcium sulfate. The resulting mixture is stirred until the components are evenly distributed and poured into a container of water in a ratio of 1.5-1.75 parts of the mixture per 1 part of cold water. The resulting aqueous mixture is thoroughly mixed and poured into a vertically mounted shell of the lubricating rod, closed at one end with a technological stopper. After 30–40 min of exposure at room temperature, the mixture solidifies, the technological plug is removed, excess shells are cut off, and the finished lubricating rod is calibrated.

Присутствие в составе смазочного материала графита и битума обеспечивает необходимые антифрикционные и адгезионные свойства смазочной композиции.The presence of graphite and bitumen in the composition of the lubricant provides the necessary antifriction and adhesive properties of the lubricant composition.

Введение в состав смазочного материала сернокислой соли кальция позволяет получить необходимые физические характеристики и мягкую слоистую структуру смазочной композиции для ее стабильно легкого нанесения на смазываемую поверхность в диапазоне температур до -45°С.The introduction of the calcium sulfate salt into the composition of the lubricant makes it possible to obtain the necessary physical characteristics and the soft layered structure of the lubricant composition for its stably easy application on the lubricated surface in the temperature range up to -45 ° C.

Для оценки эффективности заявляемого решения проводились испытания по следующей методике. На лабораторной установке для испытания материалов на износ СМТ-1М моделировались условия нанесения смазочного стержня на гребень колеса при температуре -30°С.To assess the effectiveness of the proposed solutions were tested according to the following methodology. The conditions for applying a lubricant rod to the wheel flange at a temperature of -30 ° C were simulated at a laboratory installation for testing materials for wear of SMT-1M.

Схема испытаний предусматривала наличие держателя для смазочного стержня, который имитировал гребнесмазыватель, и ролика, имитирующего гребень колеса, выполненного из углеродистой стали 65Г ГОСТ 1050-81 диаметром d=50 мм; рабочей шириной контакта 35 мм. Отрицательная температура в зоне контакта поддерживалась климатической камерой.The test scheme provided for the presence of a holder for the lubricating rod, which imitated a comb lubricator, and a roller simulating a wheel flange made of carbon steel 65G GOST 1050-81 with a diameter of d = 50 mm; contact width 35 mm. The negative temperature in the contact zone was maintained by the climate chamber.

Комплекс измерительной аппаратуры позволял регистрировать: температуру окружающей среды и линейный износ смазочного стержня в процессе испытаний;The complex of measuring equipment made it possible to record: ambient temperature and linear wear of the lubricating rod during the test;

Испытания проводились при постоянном усилии прижатия смазочного стержня к ролику 5 Н и постоянной скорости вращения ролика 600 об/мин - имитация веса смазочного стержня и скольжения относительно колеса. Время каждого испытания 10 мин.The tests were carried out with a constant pressure of the lubricating rod against the roller 5 N and a constant speed of rotation of the roller 600 rpm - simulating the weight of the lubricating rod and sliding relative to the wheel. The duration of each test is 10 minutes.

Результаты испытаний представлены в табл.1. В результате испытаний установлено, что заявляемый смазочный стержень имеет лучшие характеристики по сравнению с прототипом, так как износ заявляемого стержня и соответственно объем нанесенной на гребень колеса смазочной композиции при работе в отрицательных температурах в несколько раз выше, чем у прототипа.The test results are presented in table 1. As a result of tests, it was found that the inventive lubricant rod has better characteristics compared to the prototype, since the wear of the inventive rod and, accordingly, the amount of the lubricant composition applied to the wheel flange when operating at low temperatures is several times higher than that of the prototype.

Claims

Lubricating rod, consisting of a shell filled with a lubricating composition containing bitumen and graphite, characterized in that the composition of the lubricating composition further comprises an aqueous calcium sulfate salt in the following ratio, wt.%:
Bitumen 20-40 Graphite 10-30 Calcium sulfate up to 100%