一种轨顶踏面润滑喷头及系统的制作方法

本实用新型属于轨道润滑技术领域，具体涉及一种轨顶踏面润滑喷头及系统。

背景技术：

在轨道交通中，当列车进行转弯动作时，由于两侧车轮为一根轴连接且无差速器控制，因此在车轮与轨顶踏面之间除了存在滚动摩擦之外还会出现滑动摩擦。而且，随着轨道弯曲半径的减小，列车转弯时出现的滑动摩擦会更加明显，这样不仅会对轨顶踏面和车轮造成严重的磨损，并且会产生异常噪音，引起噪音污染。

目前，针对轨顶踏面与车轮之间的摩擦问题，市场上已经有合适的润滑剂用于轨顶踏面与车轮之间的润滑，并且最常用的方式是借助毛刷将润滑剂输送至轨顶踏面，以降低两者之间的摩擦。结合图1所示，借助夹紧块1将毛刷2固定在轨道3的外侧，通过在毛刷2内设有引流管将润滑剂引至毛刷2的刷头部分，然后利用润滑剂的自身重量以及刷毛对润滑剂的分散引流作用，使润滑剂最终流至轨道踏面31上。其中，在毛刷的安装过程中，为了保证毛刷可以有效的将润滑剂引至轨道踏面，需要将刷头的设置高度超出轨道踏面并且使刷头向轨道内侧进行一定的倾斜角度α，从而保证润滑剂可以在重力作用下有效的掉落至轨道踏面上。

然而，在实际采用上述方法进行润滑剂的输送时发现存在以下问题：1、由于引流管只是将润滑剂输送至刷头位置，因此刷头上的部分润滑剂在自身重力作用下会直接沿毛刷滑落至地面，造成润滑剂的浪费和环境的污染；2、由于润滑剂是在自身重力和毛刷的引流作用下通过无指向性的随机引流作用到达轨道踏面的，因此最终达到轨道踏面的润滑剂量是不可控的，润滑剂量多了会造成车轮制动性能下降，存在安全隐患，润滑剂量少了，无法达到有效的润滑而加剧车轮与轨道之间的磨损；3、由于毛刷的刷头部分高于轨道踏面并且向轨道内侧倾斜，因此在车轮高速经过时会与毛刷发生接触，造成刷头的磨损，引起毛刷对润滑剂输送计量和位置的不稳定，导致润滑效果大大降低。

技术实现要素：

为了解决在采用毛刷将润滑剂引流至轨顶踏面进行车轮与轨道之间的润滑时存在上述问题，本实用新型提出了一种轨顶踏面润滑喷头。该轨顶踏面润滑喷头，包括连接端、出油端、油道和气道；所述连接端与轨道连接，所述出油端贴靠在轨道的外侧面并且高度低于轨顶踏面；所述油道包括进油口和出油口，其中所述进油口用于引入润滑剂，所述出油口位于所述出油端并且沿斜向上的方向指向轨道的圆弧面；所述气道包括进气口和出气口，其中所述进气口与有压气源连通，所述出气口位于所述出油端并且沿斜向上的方向指向轨道的圆弧面；所述出气口位于所述出油口的上方区域。

优选的，该喷头还包括密封件；所述密封件位于所述出油端中所述出油口的下方位置。

进一步优选的，所述密封件采用U形结构，对所述出油口的下方以及两侧同时进行密封。

优选的，所述连接端与所述轨道采用活动连接。

进一步优选的，所述连接端与所述轨道采用之间采用转动连接，使所述喷头在垂直于轨道长度的平面内可以往复转动。

进一步优选的，所述连接端通过夹紧块与所述轨道转动连接并且在该喷头与所述夹紧块之间设有辅助件，所述辅助件将所述出油端贴靠在轨道的外侧面。

进一步优选的，所述辅助件选用拉簧并且位于该喷头中靠近轨道的一侧。

一种轨顶踏面润滑系统，包括润滑剂配送单元、有压气源输送单元和以上所述的轨顶踏面润滑喷头；其中，所述轨顶踏面润滑喷头固定在轨道弯曲位置，所述润滑剂配送单元与所述进油口连接，所述有压气源输送单元与所述进气口连接。

优选的，该系统中设有多个所述轨顶踏面润滑喷头，并且沿轨道的长度方向依次非等距的分布固定。

优选的，该系统还包括控制单元；所述控制单元同时与所述润滑剂配送单元和所述有压气源输送单元进行连接，用于控制润滑剂和有压气源的交替输出。

采用本实用新型提供的轨顶踏面润滑喷头将润滑剂输送至轨顶踏面时，具有以下有益效果：

1、在本实用新型中，通过将喷头固定在低于轨道顶面的位置，同时在喷头内部设置油道和气道，使油道的出油口和气道的出气口共同指向轨道圆弧面并且气道位于油道上方。此时，借助有压气体通过圆弧面时形成的流体附壁流效应可以将位于圆弧面位置的润滑剂携带至轨道踏面，从而完成对润滑剂的输送。这样，不仅可以完全避免喷头与车轮的接触，提高对喷头保护，保证喷头可以长时间稳定可靠的工作，而且利用有压气体通过圆弧面形成的流体附壁流效应，可以快速精准的将润滑剂定向携带至轨道踏面，从而提高对润滑剂的输送效率和质量，降低对润滑剂的浪费和对环境的污染。

2、在本实用新型中，通过将喷头与轨道设计为转动连接，并且借助辅助件将出油端稳定贴靠在轨道的外侧面。这样，不仅可以保证出油端与轨道之间贴靠位置关系的稳定，保证润滑剂和有压气体准确输送至圆弧面位置，而且还可以使喷头形成浮动式喷头，有效吸收和缓冲由轨道传递至喷头的振动，从而提高对喷头的保护。

附图说明

图1为现有技术中使用刷头进行润滑剂输送时刷头与轨道的安装示意图；

图2为本实用新型轨顶踏面润滑系统的连接示意图；

图3为本实用新型单个轨顶踏面润滑喷头与轨道的安装示意图；

图4为图3中出油端的端面局部结构示意图；

图5为本实用新型多个轨顶踏面润滑喷头与轨道连接的分布示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型的技术方案进行详细介绍。

结合图2至图4所示，本实施例的轨顶踏面润滑系统，包括喷头4，润滑剂配送单元5和有压气源输送单元6。其中，润滑剂配送单元5和有压气源输送单元6同时与喷头4进行连接，用于分别输出润滑剂和有压气体至喷头4。

喷头4包括连接端41、出油端42、油道和气道。其中，连接端41和出油端42分别位于喷头本体的两端，而油道和气道则位于喷头本体的内部并且两者之间为相对独立的流道。连接端41通过夹紧块1与轨道3固定连接，出油端42贴靠在轨道3的外侧面32，并且出油端42的高度低于轨顶踏面31的高度。

在本实施例中，喷头借助连接端与现有设备夹紧块的连接，实现了整个喷头与轨道的相对固定连接。这样，不仅可以降低喷头中连接端的设计要求，便于整个喷头的加工制作，降低设计和加工成本，而且还可以提高喷头的安装便捷性，提高现场喷头的安装施工效率。同样，在其他实施例中，根据轨道结构的不同，也可以放弃对夹紧块的使用，通过调整喷头中连接端的结构设计，使连接端直接与轨道进行连接，完成整个喷头与轨道的固定连接。

油道用于输送润滑剂，并且两端分别为进油口和出油口。其中，进油口与润滑剂配送单元5连通，用于引入润滑剂；出油口43则位于出油端42并且沿斜向上的方向指向轨道3的圆弧面33，用于将润滑剂输送至圆弧面位置。

气道用于输送有压气体，并且两端分别为进气口和出气口。其中，进气口与有压气源输送单元6连通，用于引入有压气体；出气口44位于出油端42并且沿斜向上的方向指向轨道3的圆弧面33，用于输出有压气体至圆弧面的表面。与此同时，出气口44位于出油口43的上方区域。

结合图2至图4所示，采用本实施例的轨顶踏面润滑系统将润滑剂输送至轨顶踏面的操作过程为：步骤S1，启动润滑剂配送单元5输出润滑剂，并且通过喷头4将润滑剂输送至轨道的圆弧面位置。步骤S2，停止润滑剂配送单元5的润滑剂输出，启动有压气源输送单元6输出压力气体，并通过喷头4将压力气体输出至轨道的圆弧面位置。此时，有压气体在圆弧面的表面形成流体附壁流效应，并且贴着轨道表面越过圆弧面后流向轨顶踏面，这样在有压气体的流动下就可以将预先输送至圆弧面位置的润滑剂携带至轨顶踏面，从而将润滑剂精准输送至轨顶踏面。步骤S3，当对位于圆弧面位置的润滑剂完成输送后，停止有压气源输送单元6对压力气体的输出，并根据需要重复步骤S1和步骤S2的操作，借助有压气体通过圆弧面时形成的流体附壁流效应将润滑剂不断的准确输送至轨道踏面。

其中，结合图4所示，在本实施例的出油端42设置了一个斜面并且在该斜面上设置了一个出油口43和三个出气口44，从而保证可以有足够的压力气体将润滑剂携带至轨顶踏面。同样，在其他实施例中，根据轨道弧形面尺寸的变化以及对润滑剂输送计量的要求，可以对斜面的倾斜角度以及出油口和出气口的设置数量进行调整，从而保证对润滑剂的有效输送。

优选的，结合图3所示，在本实施例中，连接端41与夹紧块1之间通过转轴7进行转动连接，使喷头4可以在垂直于轨道长度方向的平面内相对于轨道3进行往复转动，并且在喷头中靠近轨道3的一侧与夹紧块1之间设有一个拉簧8，将出油端42拉靠在轨道3的外侧面32上。

此时，在喷头与夹紧块的转动连接下，使喷头的出油端可以相对于夹紧块向远离轨道的方向进行转动，同时在拉簧的作用下又可以自动地将出油端快速拉回并牢牢贴靠在轨道的外侧面，从而使喷头形成浮动式喷头。这样，不仅可以使出油端与轨道之间保持持续的稳定贴牢，从而保证润滑剂和有压气体可以准确输送至轨道的圆弧面位置，提高对润滑剂输送的精度和质量，而且在车辆通过轨道并出现轨道振动时，喷头在转轴和拉簧的作用下可以自动进行小幅度的摆动，有效吸收和化解由轨道传递至喷头上的振动并最终使出油端继续贴靠在轨道的外侧面，实现对喷头的保护，提高喷头的使用寿命和工作可靠性。

同样，在其他实施例中，喷头和夹紧块之间还可以设计为其他形式的活动连接，例如连接端与夹紧块之间通过球铰进行连接。这样，还可以沿轨道的长度方向对喷头中出油端的位置进行微调，提高润滑剂的输送位置精度。甚至，还可以直接使用螺栓结构进行连接端与夹紧块之间的可转动固定连接，这样通过人工调节完成对出油端与轨道外侧面之间接触的调整，满足对不同结构轨道的安装使用。

同样，在其他实施例中，喷头与夹紧块之间还可以采用其他结构形式的辅助件替代拉簧进行连接，例如选用小型气缸，利用小型气缸产生的拉力对喷头和夹紧块进行拉力连接。甚至，根据现场安装空间的限制，还可以将小型气缸安装在喷头中远离轨道的一侧并且将小型气缸调整为推力输出，这样利用小型气缸输出的推力以及气体的压缩性，使喷头保持浮动喷头的形式。

优选的，在喷头的出油端还设有密封件。其中，密封件位于出油口的下方位置，用于密封喷头与轨道之间的间隙，防止润滑剂沿喷头与轨道之间的间隙流至地面，提高对润滑剂的使用效率和对环境的保护。

进一步优选的，结合图4所示，在本实施例中，密封件45采用U形结构并且开口朝上设置，从而将出油口43和出气口44包裹在密封件内，形成对出油口43下方及两侧的同时密封。此时，借助U形密封件可以对有压气体的流动方向进行辅助导向，使其全部通过圆弧面流向轨顶踏面，这样可以提高有压气体通过圆弧面的流体附壁流效应，从而将更多的润滑剂准确携带至轨顶踏面，进一步提高对润滑剂的输送精度和效果。

结合图2和图5所示，在本实施例的轨顶踏面润滑系统中，每条轨道3的弯曲位置处均设有四个喷头4，并且四个喷头4沿轨道的长度方向进行非等距的分布固定。润滑剂配送单元5主要由润滑油泵51和润滑分配器52组成，并且润滑分配器的各个出口分别与对应喷头的进油口连通。有压气源输送单元6主要由空气压缩机、储气罐、气动三联件以及电磁阀组成，从而产生干燥清洁的压力空气并分别输送至不同喷头的进气口位置。

此时，通过润滑分配器52可以将润滑油泵51输出的润滑剂精准的分配到每一个喷头4位置，进而准确控制输送至轨顶踏面的润滑剂量，保证车轮与轨道之间的最佳润滑效果。通过将四个喷头进行非等距设置，使车轮通过四个喷头所在轨道处的位置时可以将四个喷头输送的润滑剂均匀的分布在整个车轮的外圆周面，从而进一步提高车轮与轨道之间的润滑效果。同样，在其他实施例中，根据轨道的弯曲程度以及车轮的直径尺寸，可以调整喷头的设置数量以及分布位置，从而保证润滑剂可以均匀的分布在整个车轮外圆周面。

优选的，结合图2所示，在本实施例的轨顶踏面润滑系统中，还包括一个控制单元9。其中，控制单元9同时与润滑剂配送单元5和有压气源输送单元6连接，用于准确控制润滑剂和有压气体的输出顺序和输出量，保证对润滑剂输送的效率和质量。

此外，在本实施例的轨顶踏面润滑系统中，还设有与控制单元9连接并且用于检测车轮在轨道上行驶位置的传感器10，例如位置传感器。这样，根据车轮在轨道上的位置，控制单元9就可以准确控制润滑剂配送单元5和有压气源输送单元6对润滑剂的输送时机，提高润滑剂对车轮和轨道的润滑效果。