Спосіб підвищення зчеплення колеса з рейкою

Спосіб підвищення зчеплення колеса з рейкою, який включає подачу через трубопровід та сопло абразивного матеріалу (піску) у струмені стисненого повітря під колісні пари локомотива, який відрізняється тим, що трибостатичним методом здійснюють цілеспрямовану зарядку суміші сипучого абразивного матеріалу з повітрям, суміш в залежності від кута нахилу сопла пісочниці локомотива подають на робочу поверхню колеса (рейки) або у контакт взаємодіючих поверхонь колеса і рейки. (19) (21) u200908751 (22) 20.08.2009 (24) 25.03.2010 (46) 25.03.2010, Бюл.№ 6, 2010 р. (72) ГОРБУНОВ МИКОЛА ІВАНОВИЧ, КРАВЧЕНКО КАТЕРИНА ОЛЕКСАНДРІВНА, ПОПОВ СЕРГІЙ ВАЛЕРІЙОВИЧ, КОВТАНЕЦЬ МАКСИМ ВОЛОДИМИРОВИЧ, ОСЕНІН ЮРІЙ ЮРІЙОВИЧ (73) СХІДНОУКРАЇНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ВОЛОДИМИРА ДАЛЯ 3 менно заряджених частинок розташовуються в один шар на поверхні доріжки кочення з деякою відстанню між частинками абразивного матеріалу, що ефективно впливає на зчеплення колеса з рейкою, в умовах руху доріжка кочення робочих поверхонь колеса і рейки є найбільш очищеною, у зв'язку з чим її адгезійні якості підвищені, що сприятиме розміщенню наелектризованого сипучого матеріалу саме на ній. Основними перевагами пропонованого способу у порівнянні з найближчим аналогом є: - ефективне використання сипучого матеріалу; - підвищення зчіпних якостей локомотиву, за рахунок розташування піску у один шар з деякою відстанню між частинками на доріжки кочення колеса й рейки; - екологічна ефективність, що досягається зниженням об'єму розмелених частинок піску; - зменшення інтенсивності зносу системи «колесо-рейка» ; - зменшення опору руху залізничного складу. Технічний результат полягає у підвищенні зчіпних якостей локомотивів та зниженні витрати абразивного матеріалу, згідно проведених попередніх розрахунків витрата піску при застосуванні способу, що заявляється, зменшиться у 83 рази. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено: фіг. 1 - загальний вид пристрою для здійснення способу підвищення зчеплення колеса з рейкою, який містить трубопровід 3 та сопло 4; фіг. 2 - графік залежності кількості піску г на погонному метрі рейки від швидкості n, м2 руху V, км для пісочниць з різною продуктивнісг (пряма n 0,6 г 2 на графіку визнахв м чає оптимальну кількість піску на доріжці кочення колеса і рейки по [2]); фіг. 3 - схему одношарового рівномірного розподілу однойменно заряджених часток піску, де позиція А з фіг. 1. Спосіб подачі піску в зону контакту колеса з рейкою реалізується наступним чином. При необхідності підвищення зчеплення колеса 1 з рейкою 2 у пісочній системі локомотива утворюють повітряно-пісочну суміш, яку прискорюють та подають у кінцевий трубопровід 3 та сопло 4, де виконують трибостатичну зарядку частинок піску. В трубопроводі та соплі створюють умови для чисельних зіткнень частинок абразивного матеріалу із заряджаючою поверхнею. В результаті цих чисельних зіткнень та тертя повітряно-абразивної суміші о діелектричні стінки трубопроводу, сопла та зіткнень між частинками відбувається передача електричного заряду частинкам абразивного матеріалу. На колесо 1 (рейку 2) або в контакт, в залежності від нахилу сопла 4 пісочниці, подають заряджені і поляризовані частинки сипучого матеріалу, що утримуються на ньому за рахунок сил електри тю П, кг 48520 4 чної взаємодії. Під дією сили (закон Кулона) (фіг. 3): q q2 F k 1 2 S 1 (де k коефіцієнт пропорційності; 4 0 діелектрична проникність; L - відстань між зарядженими частинками; q1 електричний заряд Ії абразивної частинки, який пропорційний різниці робіт виходу електрону) однойменні заряджені частки будуть взаємно відштовхуватися, що приведе до більш рівномірного їх розподілу та розташуванню у один шар з деякою відстанню між частинками на робочих поверхнях колеса й рейки або в контакті. Відповідно проведених досліджень для досягнення максимальних сил зчеплення складена цільова функція, що визначає відстань між частинками та дорівнює: L(N, K, P, Q, D, m, t, S) k q1(N, K, P, Q, D, m, t, S) N, K, P, Q, D, m, t, S F(q) 1 2 3rcp Досягнення заданої відстані між частинками забезпечують розташуванням сопла 4 на ефективній відстані від робочої поверхні колеса 1 (рейки 2). При установці трубопроводів 3 та сопла 4 на локомотиві та при його експлуатації враховують середню масу частинок абразивного матеріалу m ; коефіцієнт форми N, вид К діелектричного матеріалу, яким виконується зарядка піску; коефіцієнт форми Р абразивних частинок та вид Q сипучого матеріалу; діаметр зарядної трубки D; імовірну величину шляху взаємодії абразивної частинки з діелектричною поверхнею S, імовірну величину часу взаємодії абразивної частинки з діелектричною поверхнею, величину заряду q=q(N, К, Р, Q, D m , t, S), що передається частинкам сипучого матеріалу; силу відштовхування однойменно заряджених частинок F = F(q). Розташування наелектризованих частинок на ефективній контактній площі колеса і рейки досягається підвищеними адгезій ними властивостями поверхневого шару доріжки кочення по відношенню до загальної площини робочих поверхонь колеса й рейки, зумовлені тим, що в умовах руху доріжка кочення колеса й рейки є найбільш очищеною. Таким чином застосування трибостатичної електризації частинок сипучого абразивного матеріалу зменшує їх витрату та підвищує зчіпні якості локомотива. Джерело інформації: 1. Осенин Ю.И. Прогнозирование и управление фрикционными свойствами триботехнической системы «колесо-рельс»: Автореф. дис... док. техн. наук: 05.22.07 // Восточноукраинский государственный университет. -Луганск, 1994.-39 с. 2. Каменев Н.Н. Эффективное использование песка для тяги поездов. ВНИИЖТ. Вып. 366. М., 1968. - 87 с. 5 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 48520 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601