一种圆形干性轮轨润滑系统的制作方法

本发明用于机车轮对和轨道润滑技术领域，特别是涉及一种圆形干性轮轨润滑系统。

背景技术：

随着内燃、电力机车的大量上道和铁路向提速、重载方向发展，我国铁路繁忙干线曲线钢轨侧磨呈大幅度上升趋势、轮轨磨损问题日显突出；

机车车辆在曲线上行使时，导向轮往往存在两点接触，除踏面接触外，外轮缘与外轨的轨距线相互贴靠，导向轮就在这一点上冲击钢轨，钢轨也在该点产生对车轮的导向力；同时，轮轨接触点上的轮对运行方向与轨距线的切线方向形成一个冲角，轮轨之间导向力和冲击角是曲线钢轨侧磨的主要原因。 当轮轨之间存在有导向力时，轮缘与钢轨轨头侧面接触点上的压强很大，当压强超过钢轨的屈服应力，接触点顶部就发生塑性变形，若此时轮缘与钢轨轨头侧面之间不存在表面膜，两表面接触点将发生粘着；同时车轮滚动时，轮缘在钢轨轨头侧面产生滑动，使接触点的塑性部分和弹性部分的过渡区间就出现变形，形成了钢轨轨头侧面的磨耗。

在轮缘与钢轨轨头侧面之间实施润滑，可以减缓曲线钢轨侧面磨耗，减磨效果取决于附着在钢轨侧面上润滑膜的附着能力、长效性和摩擦系数的大小。

现有技术通常采用油脂喷涂器进行液体润滑，其具有如下缺点：

1.油脂喷涂器受弯道、风力的影响，无法精确地喷到指定位置，影响润滑效果；

2.液体润滑油会迁移，长效性差；

3.液体润滑油会吸附粉尘，影响润滑效果；

4.液体润滑油有可能迁移到轮轨踏面，影响制动和行车性能；

5.液体润滑油易燃，碰上火花，容易燃烧；

6.液体润滑易形成油污，不利于环境保护；

7.结构复杂，安装、维护麻烦；

8.有效利用率低，浪费大；

9.成本高。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种圆形干性轮轨润滑系统，其可将干性润滑块涂覆到轮轨指定位置，对轮缘/轨侧的有效润滑，有效降低横向力，从而减少脱轨事故发生的可能性，同时不影响制动和行车安全。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种圆形干性轮轨润滑系统，包括润滑块和圆形的盒体，润滑块沿中心圆弧向一侧弯曲呈圆弧状，盒体上设有缺口，盒体内设有放置润滑块的环形导槽，环形导槽在缺口处形成润滑块出口，盒体内设有给料机构，所述给料机构可提供将放置在环形导槽内的润滑块逐个由润滑块出口推出的作用力。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述盒体包括下支架和上盖，下支架的边缘设有导槽外壁和导槽内壁，导槽外壁和导槽内壁间形成环形导槽，上盖与下支架固定连接，并从上侧盖住所述环形导槽。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述下支架上在导槽内壁的内侧设有若干抵住所述上盖的肋板，所述肋板沿盒体的径向分布。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述盒体上设有若干贯穿下支架和上盖的安装孔，所述下支架上于安装孔所在位置设有中空的支撑柱，支撑柱的顶端设有嵌入上盖安装孔内的环形凸台。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述给料机构包括恒力弹簧，所述恒力弹簧包括固定端和卷成卷状的活动端，恒力弹簧的固定端在润滑块出口处与盒体固定连接，活动端可沿导槽外壁或导槽内壁展开，并提供将放置在环形导槽内的润滑块逐个由润滑块出口推出的作用力。

进一步作为本发明技术方案的改进，润滑块具有与所述中心圆弧垂直的前端面和后端面，润滑块前端面所在平面和后端面所在的平面均经过润滑块的弧心，所述润滑块的前端面上设有凸起，润滑块的后端面上设有可供另一润滑块的凸起嵌入的尾槽。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述凸起和尾槽均沿中心圆弧向一侧弯曲呈圆弧状，所述凸起为设在润滑块的前端面上的圆台，所述尾槽为设在润滑块的后端面上的圆锥槽。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述润滑块垂直于中心圆弧的截面呈矩形，润滑块的四条边棱采用圆角过渡，润滑块具有内侧弧面、外侧弧面、上表面和下表面，润滑块在所述内侧弧面和/或外侧弧面上设有供恒力弹簧穿过的簧片过槽。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述环形导槽在靠近润滑块出口处设有限制润滑块摆动的限位片，限位片上开设观察孔，所述上盖上在观察孔所在位置设置观察窗，观察窗呈阶梯孔状，观察窗内嵌装有透光片。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述盒体上设有可堵住所述润滑块出口的插销。

本发明的有益效果：本发明使用时，盒体固定安装在列车轮架上，盒体的缺口正对列车轮边缘，盒体内的润滑块在给料机构的作用下沿环形导槽滑动，碰到列车轮缘指定位置并产生恒定压力；列车运行时，车轮转动和润滑块间产生切向摩擦，通过润滑块和轮缘间的摩擦作用在轮缘上均匀覆盖一层极薄的润滑膜，并经由轮缘传递至轨道，再经由轨道传递到其它轮对，从而大大降低了轮轨间的摩擦系数，减少了轮轨的磨耗。

本发明具有如下优点：

1.润滑块采用具有固定形状的干性润滑块，能精确地控制润滑点，能够涂覆到轮轨指定位置，不影响制动和行车安全；

2.润滑块相对于液体润滑油由特殊的高分子材料做基材，对轮轨有极强的附着力，且不迁移，长效性好，也不污染环境；

3.润滑块中含大量超细粒径固体润滑材料，具有很低的摩擦系数，能大幅而有效的降低轮轨之间的磨耗；

4.行车时为连续润滑，提高润滑效果，保证摩擦系数的稳定性；

5.采用的是阻燃、环保材料，不易燃烧，无火灾隐患；

6.润滑材料利用率高，减少浪费，无油，无粉尘；有利于环境保护，成本低；

7.润滑块通过对轮缘/轨侧的有效润滑，有效降低横向力，从而减少脱轨事故发生的可能性。

8.干性的润滑块可将车轮的旋修期从5 万公里提高至20-25万公里，车轮的寿命（3个旋修期）由15 万公里提高到60 万公里。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明未使用状态结构示意图；

图2是本发明内部结构截面图；

图3是本发明使用状态结构示意图；

图4是本发明下支架俯视图；

图5是本发明下支架截面图；

图6是本发明上盖俯视图；

图7是图6中A-A处截面图；

图8是图7中P处放大图；

图9是本发明恒力弹簧结构示意图；

图10是本发明润滑块结构示意图；

图11是图10中B-B处截面图。

具体实施方式

参照图1至图11，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构。以下将详细说明本发明各元件的结构特点，而如果有描述到方向( 上、下、左、右、前及后) 时，是以图1所示的结构为参考描述，但本发明的实际使用方向并不局限于此。

本发明提供了一种圆形干性轮轨润滑系统，包括润滑块2和圆形的盒体1，参见图1、图3，润滑块2沿中心圆弧向一侧弯曲呈圆弧状20，盒体上设有缺口11，所述缺口11呈扇形。盒体1内设有放置润滑块2的环形导槽3，所述环形导槽3在缺口11处形成润滑块出口31，盒体1内设有给料机构，所述给料机构可提供将放置在环形导槽3内的润滑块2逐个由润滑块出口31推出的作用力。

上述润滑块2是一种干式润滑剂，所述干式润滑剂是一种以界面润滑原理取代油脂流体润滑原理的新型高分子复合润滑材料，主要由主成膜物质（合成树脂）、次成膜物质（固体润滑材料）、及相关添加剂组成，它具有很高的抗极压性，且摩擦系数很小，能在摩擦界面间形成干式润滑膜，可以防止金属表面微观凸起穿透润滑膜，隔开摩擦副表面，从而起到减磨作用。

THDLG-L 系列干性轮轨润滑装置是直接应用在轮缘上的一种新型的固态润滑剂。主要由高分子材料做基材和超细粒径的固态润滑材料复合而成。这种装置是通过可靠的塑料或钢结构支架将润滑条紧贴在一部分轮对上（通常为7%-33% ）。在列车运行过程中，固态润滑块在轮缘部分均匀覆盖上一层极薄的润滑膜，并经由轮缘传递至轨道，再经由轨道传递到其它轮对，从而大大降低了轮轨间的摩擦系数，减少了轮轨的磨耗。高分子聚合物的特性使得润滑膜较为稳定，避免了液态润滑剂的非预想迁移，如迁移到轨道的上部等。这种润滑条是不燃的、干燥的。根据需要，可以制成各种不同的结构、形状和尺寸。本实施例中，润滑块2设计成和环形导槽3匹配的弧形，为了保证相邻两润滑块2的配合对接，避免前一个润滑块2在磨损剩余量较少时掉落至轨道上，被误判为机车的零件掉落，采用以下设计：润滑块2具有与所述中心圆弧垂直的前端面21和后端面22，润滑块2前端面21所在平面和后端面22所在的平面均经过润滑块2的弧心，所述润滑块2的前端面21上设有凸起23，润滑块2的后端面22上设有可供另一润滑块2的凸起23嵌入的尾槽24。所述凸起23和尾槽24均沿中心圆弧20向一侧弯曲呈圆弧状，凸起23和尾槽24可通过自身形状实现锁紧。作为优选，所述凸起23为设在润滑块2的前端面21上的圆台，所述尾槽24为设在润滑块2的后端面22上的圆锥槽。采用上述结构设计后，润滑块2独特的嵌入式结构、保证润滑块2在工作过程中可以保证95%的润滑块体积被摩擦消耗掉，而不会掉落至轨道上，被误判为机车的零件掉落。此外，所述润滑块2采用环氧树脂、氮化硅、二硫化钼、聚四氟乙烯、石墨、固化剂、炭黑、滑石粉、石英粉和金刚砂混合制成。润滑块相对于液体润滑油由特殊的高分子材料做基材，对轮轨有极强的附着力，且不迁移，长效性好，也不污染环境；行车时为连续润滑，提高润滑效果，保证摩擦系数的稳定性；采用的是阻燃、环保材料，不易燃烧，无火灾隐患；润滑材料利用率高，减少浪费，无油，无粉尘；有利于环境保护，成本低。

本发明使用时，盒体1固定安装在列车轮架上，盒体1的缺口11正对列车轮边缘，盒体1内的润滑块2在给料机构的作用下沿环形导槽3滑动，碰到列车轮缘指定位置并产生恒定压力；列车运行时，车轮转动和润滑块间产生切向摩擦，通过润滑块2和轮缘间的摩擦作用在轮缘上均匀覆盖一层极薄的润滑膜，并经由轮缘传递至轨道，再经由轨道传递到其它轮对，从而大大降低了轮轨间的摩擦系数，减少了轮轨的磨耗。

参见图2、图4，所述盒体1包括圆形的下支架12和上盖13，下支架12的边缘设有导槽外壁14和导槽内壁15，导槽外壁14和导槽内壁15呈同心圆弧设计，导槽外壁14和导槽内壁15间形成环形导槽3，上盖13与下支架12固定连接，并从上侧盖住所述环形导槽3。所述下支架12上在导槽内壁15的内侧设有三条抵住所述上盖13的肋板16，所述肋板16沿盒体1的径向分布。

参见图5，所述盒体1上设有三个贯穿下支架12和上盖13的安装孔，安装孔用于整个盒体1与列车轮架的固定安装，所述下支架12上于安装孔所在位置设有中空的支撑柱4，支撑柱4的顶端设有嵌入上盖13安装孔内的环形凸台41，支撑柱4的下端与下支架12固定连接，上端通过环形凸台41与上盖13组装配合，在保证上盖13和下支架12连接强度的同时，保证上盖13和下支架12的配合精确度。

作为本发明优选的技术方案，参见图1、图3、图9和图11，所述给料机构包括恒力弹簧5，所述润滑块2垂直于中心圆弧20的截面呈矩形，润滑块2的四条边棱采用圆角过渡。润滑块2具有内侧弧面25、外侧弧面26、上表面27和下表面28，润滑块2装入环形导槽3后，内侧弧面25与导槽内壁15正对贴合，外侧弧面26与导槽外壁14正对贴合，润滑块2在所述内侧弧面25和/或外侧弧面26上设有簧片过槽29。所述恒力弹簧5包括固定端51和卷成卷状的活动端52，恒力弹簧5的固定端在润滑块出口31处与盒体1固定连接，活动端52可沿导槽外壁14或导槽内壁15所对应的簧片过槽29展开，并提供将放置在环形导槽3内的润滑块2逐个由润滑块出口31推出的作用力，恒力弹簧5利用活动端52自身的卷曲形状作为顶推润滑块2的施力部件，结构简单，使用效果良好，向环形导槽3内安装润滑块2时，利用润滑块2尾部的凹槽卡住恒力弹簧5的活动端，逆时针往装置内推，然后通过润滑块2前后凸起、尾槽配合及轨道定位，逆时针安装润滑块2。

所述环形导槽3在靠近润滑块出口31处设有限制润滑块摆动的限位片，限位片呈弧形，其用于保证润滑块2在与列车轮摩擦时能够保持稳定性。参见图6-图8，限位片上开设观察孔，所述上盖13上在观察孔所在位置设置观察窗17，观察窗17呈阶梯孔状，观察窗17内嵌装有透光片，观察窗17用于观察环形导槽3内润滑块2的磨损状况，当润滑块2不足时可以随时补充。

参见图1，所述盒体1上设有可堵住所述润滑块出口31的插销6。润滑块2安装完后，插上插销6便可将润滑块2固定在装置内；方便包装、运输、储存、安装。

本发明利用恒力弹簧的弹力，将润滑块沿环形导槽推向列车轮缘指定位置；当列车运行时，润滑块和轮缘形成摩擦将干性润滑剂带到轮缘，并经轮绝传递到轨道，再经轨道传递到其它轮对，从而降低轮轨间的摩擦系数，减少轮轨磨耗；本发明有如下优点：

1.本干性轮轨润滑装置能精确地控制润滑点，能够涂覆到轮轨指定位置，不影响制动和行车安全；

2.润滑块由特殊的高分子材料做基材，对轮轨有极强的附着力，且不迁移，长效性好，也不污染环境；

3.润滑块中含大量超细粒径固体润滑材料，具有很低的摩擦系数，能大幅而有效的降低轮轨之间的磨耗；

4.润滑块独特的嵌入式结构、保证润滑块在工作过程中可以保证95%的润滑块体积被摩擦消耗掉，而不会掉落至轨道上，被误判为机车的零件掉落。

5.本干性轮轨润滑装置行车时为连续润滑，提高润滑效果，保证摩擦系数的稳定性；

6.本干性轮轨润滑装置采用的是阻燃、环保材料，不易燃烧，无火灾隐患；

7.本干性轮轨润滑装置结构简单，安装方便；

8.维护方便，更换润滑条简单；

9.润滑材料利用率高，减少浪费，无油，无粉尘。有利于环境保护，成本低。

10.干性轮轨润滑装置就是通过对轮缘/轨侧的有效润滑，有效降低横向力，从而减少脱轨事故发生的可能性。

干性润滑可将车轮的旋修期从5 万公里提高至20~25万公里，车轮的寿命（3个旋修期）由15 万公里提高到60 万公里。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。