專利名稱：機車安裝輪軌潤滑裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種機車安裝輪軌潤滑裝置，該裝置用于以壓縮空氣為動力，機車速度為控制信號，用于曲線和直線運行的輪軌潤滑，是減少輪緣磨損、節(jié)約能耗、提高運能、降低脫軌傾向、保證行車安全的重要措施。
減少輪軌磨損向輪緣和鋼軌接觸部位加適量潤滑劑方法較多，目前國內采用的有兩類一類是在地面上安裝，潤滑劑采用油脂，該裝置在網(wǎng)路外側裝有聯(lián)動的壓頭，當列車通過時，車輪踏面將壓頭壓下，通過杠桿系統(tǒng)驅動脂缸中的柱塞泵，將油脂通過管路泵出涂復在輪軌內側角，這種裝在線路道旁的裝置只能解決曲線線路潤滑問題，每臺裝置的潤滑距離為1～1.2公里，管理、養(yǎng)護不便，且裝置附近的線路易于污染，弄臟。二是在車上安裝的輪軌潤滑器，又分為五種1.滾輪式涂油器安裝在機車上，日本FUJi公司制造(見NOV－12.1985)我國秦川機床廠、上海中華潤滑器廠、鐵道部科學研究院中試基地都有類似仿制，該裝置是以一個帶溝槽的橡膠輪與車輪輪緣嚙合，當車輪轉動時帶動膠輪旋轉，膠輪帶動柱塞泵，柱塞泵與油罐連接將油泵至膠輪溝槽處，利用膠輪轉動的離心力通過膠輪園周等距離分布的六個小孔將油甩到輪緣上。
該裝置雖然能隨機車的運行而潤滑，但只能用油類作潤滑劑，膠輪高速轉動并承受壓力，很易損壞，油通過六個小孔甩出大部分小孔瞬時并未對準輪緣，潤滑油的利用率較低，理論上只有1／6能利用，沒起作用的油甩至車底甚至鋼軌踏面產生污染和打滑，冬季工作性能也較差。
2.負壓輪緣噴油器安裝在機車上使用，法國制造隨進口的電力機車帶入國內，株州機械廠電機學校有仿制，應用該裝置配有空氣管路與機車壓縮空氣相接，空氣管路通斷由電控閥控制。機車運行時，速度表產生電壓信號通過電子控制器，按定距將電控閥開通，壓縮空氣通過套管式噴嘴噴出，壓縮空氣噴出時靠氣流形成負壓將油噴至輪緣，這種裝置缺點是(1)只能用油類作潤滑劑；(2)由于是氣流負壓，噴射力小，易產生堵塞，尤其是環(huán)境溫度較低時更甚；(3)裝置加油時必須將油路充滿不能留空氣，否則噴油不正常；(4)油的粘度小有甩油污染問題。
3.輪緣鋼軌潤滑系統(tǒng)(Wheel Flange and RailLubricafion system)美國opco公司生產(附資料)裝在機車上應用，管路系統(tǒng)與法國輪緣噴油器相似，采用油脂潤滑，噴頭為氣泵式，電子控制器按定距將氣路電控閥開通，壓縮空氣施壓在柱塞的大頭上產生大的壓力推動柱塞，將定量的油脂通過嘴子擠壓在輪緣上，這種裝置在國內還沒有應用，其優(yōu)點(1)采用油脂潤滑；(2)推動力較大可將油脂擠噴出去。缺點(1)噴嘴結構較復雜；(2)用氣泵擠噴，油脂到輪緣上不夠均勻，成小顆?；蛐F塊狀。
4.工務小車式潤滑裝置是裝在工務車應用的輪軌潤滑系統(tǒng)，在美國有應用，在小車上單獨裝配動力，壓縮空氣、管路系統(tǒng)，潤滑劑和控制裝置，工務小車定期上線路對輪軌潤滑，其缺點是(1)在繁忙的線路上不能應用；(2)要達到充分潤滑需多部工務小車造價較高。
5.機車輪緣噴油器北京鐵路局新技術開發(fā)咨詢服務公司的實用新型專利CN87206805V，裝在機車上使用，利用機車橫動量通過曲線時的偏移量，用機械傳動使噴油嘴伸縮，曲線上給油直線上停止，冬季可用蒸汽預熱，保證噴油順利不間斷，其缺點是只能用油類作潤滑劑，且只能實現(xiàn)曲線輪軌潤滑。
本實用新型的目的是提供一種新型的機車安裝輪軌潤滑裝置，可克服上述現(xiàn)有技術中的缺點，該裝置不僅用于曲線運行輪軌潤滑，而且也解決了直線地段運行的輪軌潤滑。本裝置的潤滑劑為油脂類，特點是將油脂以霧化狀態(tài)均勻地、連續(xù)地噴射到輪緣上，其減磨性和長效性較油類高出數(shù)十倍，采用油脂潤滑粘附性好，極壓性高，不易流失和甩出污染。
本實用新型的目的可通過如下措施達到在噴頭的柱塞上設有油脂定量槽溝，采用壓縮空氣直噴式，可將定量的油脂連續(xù)均勻霧化的噴至輪緣，柱塞底部為平形或弧形結構，弧形結構為最佳，壓縮空氣形成的氣流，有自動排臟功能，使柱塞不易被小顆粒異物卡住，噴頭柱塞設計由簡單的一次直線運動，同時完成三個功能開動氣路；使油脂槽對準氣路；氣流使油脂霧化通過噴嘴噴出。
噴頭的噴嘴有三種結構形成(1)剛性式；(2)彈性式——在機車運行中輪軸的橫向移動和縱向跳動，萬一超限與噴嘴碰撞，彈性噴嘴有自動退讓和復位功能。(3)撓性式——安裝方便。當安裝噴頭時，位置不十分準確，可用手搬動撓性噴嘴使其對準輪緣。此外，萬一產生輪緣和噴嘴碰撞時撓性噴嘴也有退讓性能不致碰壞。
噴頭的油脂由油脂罐供給。油脂罐由罐體、加脂口、接脂口、單向閥、氣嘴、反向斜孔、濾網(wǎng)等組成。油脂粘度較大容易和油脂罐內壁粘附，產生不能連續(xù)供脂現(xiàn)象，本設計采用了小巧的勻脂器結構，利用壓縮空氣充入時，勻脂器周圍的反向小孔產生的氣流噴到脂罐頂部，再沿罐體內壁下吹使罐內四壁油脂均勻下移。單向閥為浮動錐閥，能限定泄漏，不僅使罐中保持一定的壓力完成噴頭定量槽充脂，而且防止油脂隨排氣氣流帶出，單向閥使罐內壓力略低于工作壓縮空氣的壓力，每次充氣由于壓差的存在均會產生勻脂作用的氣流。
這套輪軌潤滑裝置在機車上安裝的布局為分散式，即每個噴頭附近都配有一個小油脂罐，可減小脂路長度和壓力的損失，利用機車上0.5～1.0MPa的壓縮空氣可直接有力地驅動工作，不需再另增壓。分散式的布局不僅減少油脂輸送管路還不易堵塞，所需動力減小，安裝也比較簡單。
本實用新型在機車上安裝可以完全自動控制地進行輪軌潤滑作業(yè)，實現(xiàn)鐵路全線輪軌油脂潤滑，在輪緣上噴射的油脂是連續(xù)、均勻的霧化狀態(tài)，當噴嘴和輪緣距離25～40mm時，噴射油脂寬度為8～10mm符合定位潤滑要求。每個脂罐一次裝入3.6kg油脂，可供潤滑距離約8000公里，且勻脂性能良好，由于脂罐中的油脂均勻下移，在噴脂中無堵塞、無不噴現(xiàn)象。
利用該裝置進行輪軌潤滑可降低輪緣磨損，鋼軌側磨3－10倍，節(jié)約牽引能量5－8％，且降低了脫軌傾向，提高了運能和安全性，降低操聲、減少輪軌維修和更換。
該裝置配用JH型石墨油脂，在－50℃低溫時仍能正常工作。
本實用新型的具體結構由以下附圖繪出


圖1A機車安裝輪軌潤滑裝置原理示意圖
圖1B是噴頭和脂罐在機車上的安裝結構圖圖2A噴頭準備位圖2B噴頭工作位圖2C噴嘴的三種形式(1)剛性式(2)彈性式(3)撓性式圖3脈沖充壓勻脂型脂罐
以下結合附圖作進一步詳述參見
圖1A①接機車電源(DC.75V或110V)，電子控制器③，根據(jù)機車速度表②的信號積分，達到給定的距離值時，③將電控閥④開通，從總開關閥⑤來的壓縮空氣進入到氣路系統(tǒng)⑥，一部分壓縮空氣進入油脂罐⑦，進行油脂加壓；一部分壓縮空氣進入噴頭⑨，將噴頭內定量的油脂霧化，噴出到車輪⑩的輪緣上。經2秒延時，電子控制器③將電控閥④關斷，壓縮空氣被截斷，氣路系統(tǒng)⑥中的殘余壓縮空氣排放，油脂罐⑦中的殘留壓縮空氣繼續(xù)保壓，使油脂管路⑧中的油脂向噴頭供應，等待下一個工作周期。
圖1B是噴頭和脂罐在機車上的安裝結構圖，噴頭的安裝支架②，焊在機車構架
上，通過噴頭上的大螺母①將噴頭⑨固定在支架②上，調整噴頭噴咀的位置，使其對準車輪⑩的輪緣(如
圖1B右下角圖示意)，噴咀至輪緣表面的距離為40－80mm。脂罐⑦，用安裝螺絲裝在機車構架上，脂罐的下部出脂口通過耐油膠管⑧與噴頭接脂咀③相聯(lián)；噴頭的接氣咀④以及脂罐上部的充氣口均通過耐壓膠管⑤與受電控伐控制的主氣路⑥相接。
參見圖2A為噴頭結構，圖示處于正常的準備位。噴頭由固定螺母①裝在安裝架②上。油脂嘴③與油脂罐相通，油脂在壓力作用下，充滿定量槽⑤，氣嘴④與系統(tǒng)氣路相接，當氣路開通后壓縮空氣進入氣嘴④推動柱塞⑥向上運動，使油脂定量槽⑤的位置上移，對準噴頭內氣路⑦，同時，由于柱塞⑥的上移，噴頭內氣路⑦開通，壓縮空氣直接吹到油脂定量槽⑤內的油脂上，將該部分油脂經由噴嘴⑧噴出，由于采用直噴式，動力較大，將油脂霧化。2秒工作完成，系統(tǒng)氣路排放時，彈簧
將柱塞⑥復位，噴頭內脂路⑩在油脂罐壓力作用下，仍充滿壓力油脂，使油脂定量槽又充滿油脂，等待下一個工作周期。柱塞底⑨設計為弧形面，利用壓縮空氣氣流作用，有自動排臟功能。
參見圖2B噴頭處于噴脂工作位，油脂定量槽①對準噴嘴氣路。
參見圖2C噴頭噴嘴的三種形式(1)剛性式普通剛性噴嘴①(2)彈性式由耐油膠管①和園形彈簧②組成，適用于機車輪軸游動較大的情況，若遇輪緣碰撞噴嘴時，這種噴嘴有退讓和自動復位功能，保證安全。
(3)撓性式采用耐油膠管①和金屬蛇皮管②結構，遷用于噴頭不好安裝，尺寸對不準的場合，這種噴嘴可隨機調位對準輪緣。
參見圖3為脈沖充壓勻脂型脂罐，吊架①掛吊在機車側架上，②為手動密封加脂口，③是具有濾網(wǎng)的接脂口，通過耐油耐壓膠管與噴頭油脂嘴相聯(lián)。該油脂罐的主要特點是采用了勻脂器④和浮動錐閥⑤，當壓縮空氣通過脂罐氣嘴⑥進入脂罐時，壓縮空氣將浮動錐閥⑤壓下，通過⑤上的側槽很快流入勻脂器④，氣流通過④上的反向斜孔⑦吹出，吹向脂罐頂壁返下，形成的氣流將向油脂罐內壁粘附的油脂吹下，起到勻脂作用，當系統(tǒng)氣路排放時，油脂罐內殘余壓縮空氣，將浮動錐閥推起，密封了氣嘴⑥，使油脂罐內保壓，而此壓力值低于工作氣壓，下一個工作周期到來時，仍然形成氣流。
該裝置安裝在ND5內燃機車上進行輪軌潤滑實驗。把該裝置接機車電源，根據(jù)機車速度在運行時發(fā)出的信號積分，達到給定的距離值時，電子控制器將電控閥開通，從總開關來的壓縮空氣進入氣路系統(tǒng)，一部分壓縮空氣進入油脂罐，進行油脂加壓，一部分壓縮空氣進入噴頭，將噴頭內定量的油脂霧化、均勻、連續(xù)地噴到車輪的輪緣上，經過2秒鐘延時，電子控制器將電控閥關斷，同時壓縮空氣被截斷，氣路系統(tǒng)中的殘余壓縮空氣排放；油脂罐中的殘留壓縮空氣繼續(xù)保壓，使油脂管路中的油脂向噴頭供應等待下個工作周期，周而復始地完成自動控制輪軌潤滑，實驗結果情況良好，最早用的一臺機車已運行8萬公里，測得磨損對比原用現(xiàn)場自制土油盒進行輪軌潤滑其磨損量為0.89mm／萬公里，用該裝置后為0.09mm／萬公里，降低9倍。
權利要求1.一種機車安裝輪軌潤滑裝置其結構包括電子控制器3，電控閥4，總開關氣閥5，氣路系統(tǒng)6，油脂罐7，油脂管路8，噴頭9，本實用新型的特征是在噴頭的柱塞上設有油脂定量槽，噴頭為直噴霧化式，噴頭上安裝噴咀，噴頭、油脂罐為分散式布局。
2.根據(jù)權利要求1所述的機車安裝輪軌潤滑裝置其特征在于噴頭的柱塞底部為平形或弧形結構。
3.根據(jù)權利要求1所述的機車安裝輪軌潤滑裝置其特征在于噴嘴為剛性式、彈性式、撓性式三種結構。
4.根據(jù)權利要求1所述的機車安裝輪軌潤滑裝置其特征在于油脂罐加有勻脂器。
5.根據(jù)權利要求4所述的機車安裝輪軌潤滑裝置其特征在于所述勻脂器設有單向閥和反向小孔。
專利摘要一種機車安裝輪軌潤滑裝置，其結構包括電子控制器，電控閥，總開關氣閥，氣路系統(tǒng)，油脂罐，油脂管路，噴頭。該裝置利用機車上0.5～1.0MPa的壓縮空氣為動力，機車速度為控制信號，自動控制地周期推動噴頭⑨的柱塞，驅使油脂以定量霧化形態(tài)，連續(xù)、均勻地噴出，并能準確地噴到車輪⑩的輪緣上，達到自動地進行輪軌潤滑作業(yè)。每個油脂罐⑦一次裝入3.6公斤油脂，油脂不粘附罐壁，可供潤滑距離約8000公里。
文檔編號B61K3/00GK2102225SQ9020640
公開日1992年4月22日 申請日期1990年5月17日 優(yōu)先權日1990年5月17日
發(fā)明者高嘉年 申請人:鐵道部科學研究院金屬及化學研究所