道岔尖轨减磨剂涂覆装置的研究与设计

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1、道岔尖轨减磨剂涂覆装置的研究与设计摘要：本文研制了i种适用于重载运输条件下尖轨减磨剂的涂覆装置，该装置具有一键式喷涂功能，喷涂流量稳定，喷涂位置准确，操作简单便于掌握。现场试验证明，利用涂覆装置进行涂覆作业时强度低，效率高，能够节约运输成本。关键词：道岔；尖轨减磨剂；涂覆装置中图分类号：U213文献标识码：A1概述道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备，通常在车站、编组站大量铀设。由于道岔具有数量多、构造复杂、使用寿命短、限制列车速度、行车安全性低、养护维修投入大等特点，与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节。因

2、此道岔的技术性能和质量关系到列车行车速度、平稳性及运输安全。道岔尖轨作为道岔中最薄弱的环节，尖轨使用寿命直接关系到道岔的寿命。当列车通过道岔侧向时，对尖轨的纵向和横向造成冲击，导致尖轨侧面磨损；尤其是重载列车通过道岔时，会加剧道岔尖轨的磨损程度，严重影响道岔的使用寿命，造成铁路运行成本增加。因此，减缓道岔尖轨的磨损，延长道岔使用寿命，对丁节约运行成本，提高铁路运营效益具有重要作用。目前，实用性较好、比较有效减缓道岔尖轨磨耗的方法是在尖轨侧面涂覆减蘑剂。实际运用证明，涂覆尖轨减蘑剂能延长尖轨使用寿命达2个周期。但是，现有的尖轨减

3、磨剂涂覆作业方式主要采用手工涂覆或简单机具涂覆，随着铁路运量的增大以及货运列车行车密度的加大，现有的尖轨减磨剂涂覆作业方式，已不能满足重载铁路道岔曲尖轨的减磨需求，影响了尖轨减磨剂的实际作用效果。为了解决此问题，研制了一种道岔尖轨减磨剂的涂覆装置，该装置具有涂覆过程稳定，涂覆位置准确，涂覆流量可调等特点，为提高尖轨减磨剂实际作用效果提供了技术支持。2尖轨减蘑剂涂覆方案的选择道岔与一般线路的区别不仅在于复杂的轨线布置和走行线路转换，而且在于其多变的轮。岔接触几何关系。当车轮对从基本轨过渡到尖轨时（图1）,车轮轮缘与尖轨作用边接触

4、点上的压强很大，当压强超过尖轨的屈服应力，接触点顶部就发生塑性变形；同时车轮滚动时，轮缘在尖轨侧面产生滑动，使接触点的蜩性部分和弹性部分的过渡区间出现变形，形成了曲尖轨的侧面磨耗。通过对重载运输条件下道岔尖轨磨耗原理进行分析可知，轮轨Z间的润滑属于边界润滑，它通过第三介质的作用，在轮轨表面形成边界润滑膜,使英摩擦过程主要发生在边界膜内，以降低轮轨之间的磨损。因此边界润滑膜的结构，形式与性能，决左润滑效果的优劣。由于尖轨减磨剂属于固态减磨剂，可以直接将其涂抹于尖轨侧面，但这种涂覆方式形成的润滑膜较薄，达不到良好的减磨效果。因此，

5、为了达到尖轨减磨的最佳效果，设计的尖轨减磨剂涂覆方案为在规定的工作温度下将热熔后的液态尖轨润滑减蘑剂连续地喷涂到尖轨的侧面，让液态的尖轨润滑减磨剂在尖轨侧面凝固并形成一层均匀的、连续的干式润滑膜；在列车经过时，尖轨润滑减磨剂转移到列车轮缘上，对轮缘进行润滑，从而达到最佳的减磨效果。3涂覆装置的组成及工作原理尖轨减磨涂覆装置山电热储料单元、电热输料单元、控制系统和供电电源组成，其组成结构如图2所示电热储料单元由储料器和电热元件组成，采用在储料器的外表面缠绕自控温电加热带作为储料单元的加热方式为其进行供热。电热输料单元由输油机构和

6、电热元件组成，采用PTC半导体电热元件和碳纤维电阻丝相结合的加热方式为整个输料单元进行加热，输油机构山直流电机和齿轮泵组成，通过直流电机驱动齿轮泵进行输油作业。控制系统是对整个涂覆装置的作业过程进行控制。供电电源是对涂覆装置进行供电，涂覆装置是在户外使用，而且使用过程屮均处于移动状态，在满足供电容量需求的情况下耍保证供电装置的便携性和轻便性，因此釆用锂电池作为涂覆装置的供电电源。涂覆装置的工作原理为首先将热熔后的液态尖轨减磨剂注入到电热储料单元中，同时开启加热控制开关，対整个涂覆装置进行加热，待涂覆装置加热到规定作业温度后，开

7、启涂覆作业控制开关进行涂覆作业，在涂覆作业过程中可根据现场尖轨的实际磨损情况，适当调整尖轨减磨剂的涂覆流量以满足尖轨减磨的要求。4涂覆装置的结构设计4.1外形设计通过分析涂覆作业过程可知，由于涂覆位置位于尖轨侧面，为了保证涂覆位置准确和现场涂覆作业良好的操控性能，涂覆装置应能在单股轨道上平稳走行。根据涂覆装置现场使用环境可知，涂覆装置应属于户外作业设备，而且经常与钢轨接触不可避免与钢轨发生碰撞，涂覆装置应具有一定的强度和较长的使用寿命。涂覆装置的结构设计为手推式并且能够在单股钢轨上行走的小车，其结构如图3所示。4.2输油喷嘴的

8、设计输油喷嘴是涂覆装置的关键部件，其决定涂覆作业的效果。由于轮轨接触时，车轮踏面与钢轨顶面接触需耍保持较高的粘着系数，而车轮轮缘与尖轨内侧圆角接触需要润滑减磨，润滑材料只能涂抹于轮缘与钢轨内侧圆角上。由于输油喷嘴始终与钢轨保持接触，要求输油喷嘴应具有一定的耐磨性能。因此，将输