一种主动式可控制反馈干式轮缘润滑系统及其使用方法与流程

本发明涉及一种主动式可控制反馈干式轮缘润滑系统及其使用方法。

背景技术：

1、机车在轨道上运行，必然会产生轮轨磨耗。如何减缓轮轨磨耗，延长轮对及钢轨使用寿命，是当前国内城市轨道车辆研究的焦点。为了减少钢轨和车轮轮缘磨耗的目的，国内城市轨道车辆普遍采用干式和湿式两种轮缘润滑装置，两种设备的采用降低了机车运行的阻力，降低了因机车轮对与钢轨摩擦产生的强烈噪音，既保护了环境，又节约了能源，同时还提高了机车运行控制效率以及降低机车运营维护成本。

2、机车运行时，采用轮缘润滑系统，能够有效减少轮缘磨耗、降低轮轨噪音，尤其是在机车通过道岔、弯道和隧道时。当前，轮缘润滑主要采用干式(固体)润滑和湿式(液体)润滑两种轮缘润滑装置。干式轮缘润滑装置没有主动润滑能力，机车轮缘全程润滑，容易造成轮缘过度润滑及浪费润滑材料。湿式轮缘润滑装置能主动润滑，润滑油洒落容易造成机车底部及路轨面污染且装置初装成本高，受地域限制影响不能全面推广。干式轮缘润滑系统对机车轮缘的优良保护效果，现有技术诸多报道，如李孝峰在《科技资讯》2019年底20期上发表的论文《gr-1c型干式轮缘润滑装置在df4b型内燃机车的运用研究》以及卞荣俊在《铁路技术创新》2018年第2期上发表的论文《青岛地铁蓄电池电力机车轮缘润滑方式选择及建议》均可见一斑。但其缺点如上所述，另外，目前普遍采用“碳棒”作为固体润滑块，其在小载荷、低速下可以较好润滑轮缘，但在大载荷与高速下，因为石墨的承载能力不够，轮缘润滑效果大打折扣，并且存在热变拉丝、融化粘接的问题。

3、现有技术较少有解决上述问题的，如公开号为cn217835633u的专利：干式轮缘润滑装置，包括润滑器腔体，所述润滑器腔体的两端均固定连接有限位板；一个所述限位板为密封状，另一个所述限位板的一侧设有方形槽，设有方形槽的限位板一侧安装有触控开关，所述润滑器腔体的内部设置有底板，所述底板的顶部固定连接有卷簧；本实用新型使用时，在润滑器腔体内安装底板，底板上设有卷簧，并在润滑器腔体的一端限位板内设置润滑块。其通过闪烁的灯光得知润滑块的损耗情况，能够及时得知预警信息，对润滑块进行更换。另，公开号为cn214295957u的专利：一种多功能微量润滑控制的干式轮缘润滑棒，包括润滑棒壳体、固定板和润滑棒棒芯，所述润滑棒壳体底部的两端皆安装有固定板，且固定板靠近润滑棒壳体的一端皆设置有第二滑槽，所述第二滑槽皆通过滑块安装有滑动块，且滑动块的底部皆安装有铰接轴，所述润滑棒壳体的底部安装有润滑棒棒芯。其通过推动润滑棒棒芯，可调节润滑棒棒芯与轮缘的接触面积，从而可对轮缘的润滑量进行调节，可避免轮缘润滑过量，可以解决润滑过量的问题，但其必须在使用前调整，不是使用时的调整，仍为被动式润滑。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种主动式可控制反馈干式轮缘润滑系统，综合干式、湿式轮缘润滑装置的优点，为一款能主动润滑的干式轮缘润滑系统，是一款可控制、有反馈的干式轮缘润滑系统。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种主动式可控制反馈干式轮缘润滑系统，包括安装于机车转向架架构上的干式轮缘润滑主体，干式轮缘润滑主体包括车载气源，沿车载气源的出气方向依次设有电气比例阀与两位五通电磁阀；

3、车载气源的出气管与两位五通电磁阀的第一接口连通；两位五通电磁阀的第二接口与第一调速阀相连，第一调速阀与单活塞双作用气缸的无杆腔相连，单活塞双作用气缸的有杆腔通过第二调速阀与两位五通电磁阀的第三接口相连；固体润滑块结构固定于单活塞双作用气缸的活塞杆的作动端；

4、干式轮缘润滑主体还包括与电气比例阀及两位五通电磁阀均电连接的可编程控制器。系统整体由plc控制器(即可编程控制器)控制，plc通过ai模块控制电气比例阀开度，并采集电气比例阀压力，进行闭环控制。plc通过中间继电器控制两位五通电磁阀的开闭，实现对气缸的伸缩控制。这样在使用过程中主动调整，根据反馈情况伸缩气缸及保证恒压润滑，结合了干式、湿式轮缘润滑装置的优点。车载气源固定连接在转向架架构上；固体润滑块结构一般与现有技术类似，通过支架或连接架固定连接在转向架架构上。

5、进一步的技术方案是，每个机车车轮处的干式轮缘润滑主体设有两个且两个干式轮缘润滑主体间隔设置。两个干式轮缘润滑主体间隔设置但两个干式轮缘润滑主体上的润滑块距离轮缘的距离设置一样(也即两个干式轮缘润滑主体绕车轮轮缘设置，两个干式轮缘润滑主体的中心位置位于同一个圆上，此圆与轮缘同心设置)，两个交替接触轮缘，交替时离开轮缘的那个润滑块由于高速对流而空冷，避免热变拉丝以及融化粘接的问题。润滑块上还可以开设若干个间隔设置的开孔，用于在抵靠接触轮缘时还能将机车轮缘附近高速的气流引入孔内，起到对正在摩擦润滑的润滑块的降温，对于正在润滑的润滑块也可以利用机车自身周边的高速气流来对润滑块降温，减少固体润滑块在干式润滑时的摩擦热，避免润滑块由于干式润滑摩擦高温引起的热变拉丝、融化粘接的问题。

6、进一步的技术方案是，两个干式轮缘润滑主体均位于机车车轮的外轮缘处。针对转弯时轮缘外侧更易磨损的问题，主要将干式轮缘润滑主体设置在机车车轮的外轮缘处。

7、另一种技术方案为，每个机车车轮处的干式轮缘润滑主体设有两个，两个干式轮缘润滑主体一个位于机车车轮的外轮缘处，另一个位于机车车轮的内轮缘处。每个机车车轮处的干式轮缘润滑主体还可以设有四个，两个干式轮缘润滑主体位于机车车轮的外轮缘处，另两个位于机车车轮的内轮缘处，位于外轮缘处或内轮缘处的两个干式轮缘润滑主体之间设有间距。将机车车轮其轮缘的内外侧均设置干式轮缘润滑主体且各干式轮缘润滑主体之间设置间隔、互不干涉，能有效减磨。

8、进一步的技术方案为，固体润滑块结构包括石墨固体润滑块以及连接在固体润滑块底端的基材块。对于固体润滑块结构，仍然可以采用现有技术的碳棒形式。基材块一般采用热塑性材料制成。固体润滑块结构也可以是包括若干个依次设置的润滑块，每个润滑块其面向轮缘的一面呈与轮缘仿形的形状，离轮缘最远的那个润滑块与基材块固定相连，相邻润滑块固定相连。若干个润滑块依次设置，每次用完一个拿掉(可以在机车夜间检查检修时切割下当天使用的那个润滑块)，下一个作为新的润滑块，保证每次润滑都是“新润滑”，避免润滑块长时使用后(长时使用后虽然本方案有反馈有主动进给，但长时使用后存在接触轮缘的润滑块端面不再符合原先设计的端面形式的问题)的效果不佳的问题。

9、本发明还提供的一种技术方案为，主动式可控制反馈干式轮缘润滑系统的使用方法，包括如下依次进行的使用步骤：

10、s1：当列车进入弯道前在站点停靠时，接收启动信号；根据启动信号，可编程控制器闭环控制调节车载气源的出气管上的电气比例阀的供气比例；

11、s2：可编程控制器控制设于车载气源的出气管上的两位五通电磁阀得电，以通过控制两位五通电磁阀的第二接口和第一调速阀来控制进入单活塞双作用气缸的无杆腔的气体对单活塞双作用气缸的伸缩控制以使所述单活塞双作用气缸的无杆腔在设定时间内达到指定压力，系统预设压力值为20n，进而使固体润滑块对机车轮缘进行恒压润滑。

12、进一步的技术方案为，在s2步骤中，设定时间为30s，设定时间通过可编程控制器控制两位五通电磁阀进气比例和调速阀调节气缸速度进行调整而实现。

13、进一步的技术方案为，在s2步骤中，设定时间为15s，设定时间通过可编程控制器控制两位五通电磁阀进气比例和调速阀调节气缸速度进行调整而实现；

14、在s1步骤中，两个干式轮缘润滑主体上的气缸依次交替动作。两个固体润滑块交替接触轮缘，一个润滑块接触时另一个离开轮缘的那个润滑块由于高速对流而空冷，利用机车自身的特性来及时给润滑块降温，避免固体润滑块热变拉丝、融化粘接的问题。

15、本发明的优点和有益效果在于：在使用过程中主动调整，根据反馈情况伸缩气缸及保证恒压润滑，结合了干式、湿式轮缘润滑装置的优点。

16、两个交替接触轮缘，交替时离开轮缘的那个润滑块由于高速对流而空冷，避免热变拉丝以及融化粘接的问题。

17、两个固体润滑块交替接触轮缘，一个润滑块接触时另一个离开轮缘的那个润滑块由于高速对流而空冷，利用机车自身的特性来及时给润滑块降温，避免固体润滑块热变拉丝、融化粘接的问题。

18、保证每次润滑都是“新润滑”，避免润滑块长时使用后(长时使用后虽然本方案有反馈有主动进给，但长时使用后存在接触轮缘的润滑块端面不再符合原先设计的端面形式的问题)的效果不佳的问题。

19、对于正在润滑的润滑块也可以利用机车自身周边的高速气流来对润滑块降温，减少固体润滑块在干式润滑时的摩擦热，避免润滑块由于干式润滑摩擦高温引起的热变拉丝、融化粘接的问题。