专利名称：机车轮缘流体润滑喷嘴的制作方法
技术领域：
本发明涉及机车车轮的润滑装置，尤其涉及一种机车轮缘流体润滑喷嘴。
背景技术：
从铁路诞生以来，轮轨这对摩擦副就一直是铁路科技上的重大课题。轮轨磨损不仅会大大缩短车轮和钢轨的使用寿命而且会对铁路的行车安全产生严重的影响。一直受到国内外铁路行业的普遍关注。人们发现，在轮轨之间涂油润滑可以显著改善轮轨磨损的问题，于是轮轨润滑装置应运而生。在轮轨磨损中，针对轮缘的磨损设计出了轮缘润滑装置。目前，铁路机车基本上都采用车载式轮缘润滑装置。轮缘润滑分为固体润滑和流体润滑两大类。其中，流体轮缘润滑装置的工作原理是将定量的润滑剂(润滑脂或润滑油) 以适当的间隔(距离或时间)与压缩空气混合后喷射到机车轮缘上，并逐渐转移至钢轨和其他轮缘上，进行润滑。目前，我国铁路系统上所使用的流体润滑装置产品主要来自铁科院金化所生产的华宝轮缘润滑装置和国外莱伯斯轮缘润滑装置。图Ia和图Ib分别是现行机车使用的两种主要的喷嘴结构外型图。一般地，在流体润滑装置中将润滑剂喷射至轮缘的部件称为喷嘴，现有流体轮缘润滑喷嘴结构形式，均为固定式，安装在转向架上，与轮缘保持大约4cm的距离，图Ia示出了华宝喷嘴，图Ib示出了莱伯斯喷嘴。从图中可以看出，两种喷嘴结构非常简单且基本相同，即在一根细的钢管前端做一个收口。喷嘴被固定在机车的转向架上，考虑到机车横惯量的影响，不得不在安装时与轮缘留出足够的安全距离；以前机车运行速度低，空气扰流影响不明显，可以实现很好的润滑效果，但随着列车的不断提速，干扰气流使得射流产生了明显的偏转和扩散，大大降低了轮缘润滑效果。不但难以实现润滑功能，还会造成车体污染。
发明内容
因此，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种在保证行驶安全的情况下能有效提高润滑效果的机车轮缘流体润滑喷嘴。本发明上述目的是通过以下技术方案实现的根据本发明，提供一种机车轮缘流体润滑喷嘴，包括固定在机车车轮转向架上的喷嘴体，所述喷嘴体前端设置有导向孔，其中，还包括其一端位于喷嘴体内的活塞管，所述活塞管具有用于输送润滑剂的可移动喷管， 该喷管用于把润滑剂通过其前端的喷口喷出；和设置在该可移动喷管外部的弹簧，用以在不需要喷出润滑剂时使活塞管复位。在上述技术方案中，还包括设置在喷口外部的护套机构，用于导向喷出的润滑剂。在上述技术方案中，所述护套机构固定至喷嘴体或喷管。在上述技术方案中，所述护套机构为圆筒形护套罩或护套板。在上述技术方案中，所述护套罩或护套板由非金属耐磨自润滑材料制成。在上述技术方案中，还包括靠近喷口的位于喷管前端内的导流芯，该导流芯的形状设置为使喷管和导流芯之间形成环形腔。在上述技术方案中，所述导流芯呈枣核形，所述喷口为锥形，具有与枣核形相同的锥度。在上述技术方案中，所述喷口位于喷嘴体外；其中，所述喷管穿过导向孔使喷口位于喷嘴体外。在上述技术方案中，所述喷管和喷口均位于喷嘴体内。与现有技术相比，本发明的优点在于1、在由于采用可接近式喷射，缩短了有效喷射时的射程；2、提升油脂的雾化率；3、使雾化后的油脂获得了更高的速度，增强了抗扰流的能力，使得喷射至润滑点的油脂更集中。
以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中图Ia和图Ib为现有技术中的喷嘴；图2示出了根据本发明一优选实施例的喷嘴在初始安装时的示意图；图3示出了根据本发明一优选实施例的喷嘴处于喷射位置的示意图。
具体实施例方式根据本发明一个优选实施例，提供一种机车轮缘流体润滑喷嘴，结构如图2所示。如图所示，为本发明润滑喷嘴在安装或不需要润滑时的示意图，其中喷嘴体1呈管状，其后端(即左侧)被固定在车轮转向架上，前端(右侧)设置有导向孔8。喷嘴体具有活塞管2和弹簧3。活塞管2具有用于传输润滑剂(即油气混合气)的喷管9，喷管9从导向孔8穿出，喷管9的前端为喷口 6。在喷嘴体1内且喷管9外设置有复位弹簧3，当不喷射时，弹簧3处于图2所示的松弛状态，当喷射时，弹簧3受到油气混合气的压力被压缩成图3所示的状态，而后再将喷管复位。为了避免油气混合气进入弹簧所在的空间内，在活塞管2的移动端外圆面和喷嘴体1的内圆面之间加以密封润滑，类似地，在喷管9的外圆面和导向孔8内圆面之间也有密封润滑。由于采用了弹簧3，喷管9变为可伸缩结构，这样本发明的流体润滑喷嘴在需要喷射润滑剂或油脂时可伸出接近轮缘，喷射结束时自动复位， 从而有效提高了润滑质量。优选地，在喷管9的前端、喷口 6外部还设置有护套机构，例如图中所示的固定在喷管9上的圆筒形护套罩5，以降低车下扰流对射流的影响，该护套罩可随喷管9来回移动。 该护套罩优选由非金属耐磨自润滑材料制成，例如尼龙、碳棒。当喷射润滑车轮时，该护套罩可以与车轮接触，首先被磨损，这在结构设计上保证了不会对行车安全产生任何影响。可以对护套罩5前端面的位置和角度进行限位，例如使护套罩5前端面与轮缘距离3cm，角度成45度。优选地，在喷管9前端内还固定有导流芯4，该导流芯4中部的最大直径比喷管9 内径要小，从而在管9内形成环形腔7，该环形腔7能在不减小有效射流截面的同时提升了油脂的雾化率，并使雾化后的油脂获得了更高的初始速度。
更优选地，如图2所示，导流芯4采用两端窄中间宽的枣核状，同时将喷口 6设计为锥形喷口，其锥度与枣核状导流芯4的渐缩部分的形状相同，但二者之间留有间隙，从而使射流更集中、不易发散，使得雾化油脂尽可能以法向接触轮缘。图3示出了本发明润滑喷嘴在润滑时的示意图，其工作原理如下当机车正常行驶过程中需要润滑时，润滑装置控制器对内置的加速度传感器给出的信号进行逻辑运算处理，控制电空阀动作；电空阀接通后，通过压缩空气首先驱动油脂泵工作，给出定量的油脂， 然后与压缩气体混合并沿管路输送至喷嘴体1。油气混合气进入喷嘴体1后，推动活塞管2 向前运动，弹簧3被压缩，导流芯4和护套罩5跟随活塞管2向前运动，由于活塞管2设有限位结构(例如使其最多只允许向前运行3cm)，此时护套罩5的端面已经非常接近或者接触轮缘，随后油气混合气穿过导流芯4，高速气流与沿管壁流动的油脂被挤压在更小的环形腔空间内，使得油脂充分雾化，雾化后的油脂进入锥形腔后收敛，收敛后的雾化油脂从环形喷口 6射出，在护套罩5的保护下喷至轮缘上的润滑点。当喷射结束后，电空阀关闭，管路内的气压迅速降低，活塞管2的左端失压，便在弹簧3的推动下复位，这样一个工作周期完成，等待进入下一个周期。在上述实施例中，喷管9的一部分位于喷嘴体1外(即外置喷管)，但本领域技术人员可以理解，在本发明的其他实施例中，可以将喷管全部设置在喷嘴体1中(即内置喷管)也能够实现本发明目的，喷口的位置也可以根据喷射量的需要进行调整。另外，图中所示的弹簧为螺旋弹簧，但能够实现可伸缩功能的任何弹簧都可以应用到本发明中，例如扭杆弹簧或盘簧。护套罩也可以用诸如护套板等的其他护套机构来代替，当使用护套板时，可以将相对地设置在喷口两侧，该护套板优选为弧形。在本发明的其他实施例中，护套机构可以不随着喷管移动，例如被固定在喷嘴体1上，同样能起到防护的作用。综上所述，由于本发明采用可接近式喷射，即喷嘴体内设置活塞喷管，当油气混合气流经过时带动前进；即使护套与轮缘接触，轮缘产生摆动时，活塞管在气流推力、弹簧复位力、轮缘反作用力的合力作用下，可以跟随轮缘横向往复运动；喷射结束时，活塞管在复位弹簧的推动下迅速复位。该结构既缩短了有效喷射时的射程，同时保证在不工作时具有足够安全的距离。此外，护套机构能尽可能降低车下扰流对射流的影响，并且当其与车轮接触时，将首先被磨损，这在结构设计上保证了不会对行车安全产生任何影响。即使与轮缘碰撞，也不会产生刚性撞击，而是跟随轮缘作横向往复运动。另外，环形腔结构能使油气充分混合，提升油脂的雾化率，使雾化后的油脂获得更高的速度，增强抗扰流的能力；同时，环形腔设计成锥形有助于射流收敛，大大降低了雾化后油脂的扩散率，使得喷射至润滑点的油脂更集中。尽管参照上述的实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。
权利要求
1.一种机车轮缘流体润滑喷嘴，包括固定在机车车轮转向架上的喷嘴体(1)，所述喷嘴体(1)前端设置有导向孔(8)，其特征在于，还包括其一端位于喷嘴体(1)内的活塞管O)，所述活塞管(2)具有用于输送润滑剂的可移动喷管(9)，该喷管(9)用于把润滑剂通过其前端的喷口(6)喷出；和设置在该可移动喷管 (9)外部的弹簧(3)，用以在不需要喷出润滑剂时使活塞管O)复位。
2.根据权利要求1所述的机车轮缘流体润滑喷嘴，其特征在于，还包括设置在喷口(6) 外部的护套机构(5)，用于导向喷出的润滑剂。
3.根据权利要求2所述的机车轮缘流体润滑喷嘴，其特征在于，所述护套机构(5)固定至喷嘴体⑴或喷管(9)。
4.根据权利要求2所述的机车轮缘流体润滑喷嘴，其特征在于，所述护套机构(5)为圆筒形护套罩或护套板。
5.根据权利要求4所述的机车轮缘流体润滑喷嘴，其特征在于，所述护套罩或护套板由非金属耐磨自润滑材料制成。
6.根据权利要求1所述的机车轮缘流体润滑喷嘴，其特征在于，还包括靠近喷口(6)的位于喷管(9)前端内的导流芯G)，该导流芯的形状设置为使喷管(9)和导流芯(4)之间形成环形腔(7)。
7.根据权利要求6所述的机车轮缘流体润滑喷嘴，其特征在于，所述导流芯(4)呈枣核形，所述喷口(6)为锥形，具有与枣核形相同的锥度。
8.根据权利要求1所述的机车轮缘流体润滑喷嘴，其特征在于，所述喷口(6)位于喷嘴体⑴外。
9.根据权利要求8所述的机车轮缘流体润滑喷嘴，所述喷管(9)穿过导向孔⑶使喷口(6)位于喷嘴体⑴外。
10.根据权利要求1所述的机车轮缘流体润滑喷嘴，其特征在于，其特征在于，所述喷管(9)和喷口(6)均位于喷嘴体(1)内。
全文摘要
本发明提供一种机车轮缘流体润滑喷嘴，包括固定在机车车轮转向架上的喷嘴体(1)，所述喷嘴体(1)前端设置有导向孔(8)，还包括其一端位于喷嘴体(1)内的活塞管(2)，所述活塞管(2)具有用于输送润滑剂的可移动喷管(9)，该喷管(9)用于把润滑剂通过其前端的喷口(6)喷出；和设置在该可移动喷管(9)外部的弹簧(3)，用以在不需要喷出润滑剂时使活塞管(2)复位。由于本发明采用可接近式喷射，用于传送油气混合气的活塞管可在弹簧作用下前进或后退，大大提高了润滑效率，提高了安全性。
文档编号B61K3/02GK102431573SQ201110333899
公开日2012年5月2日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者于水波, 杨兴宽, 武小鹏, 牟玉加 申请人:中国铁道科学研究院金属及化学研究所