[发明专利]一种采用静电喷涂减摩材料的轮轨界面摩擦调控方法及装置

说明书

本发明公开了一种采用静电喷涂减摩材料的轮轨界面摩擦调控方法及装置，具体为：油水分离器过滤压缩空气后混合来自储料箱的减摩材料流化颗粒，通过粉末空气混合管连接传输至喷涂导向管；喷涂导管与静电发生装置相连接使待喷涂的减摩材料带有静电电荷；喷涂导向管通过三维调整装置调整喷涂时减摩材料的方向与角度，电场产生装置固定在转向架齿轮箱箱体上，由列车电源供电，通过在喷涂导向管管口与钢轨之间产生电场以控制带电的减摩材料颗粒的飞行方向，最后喷涂至轮轨工作界面形成减摩润滑层，最终实现对轮缘‑轨侧润滑或车轮踏面‑轨顶的黏着调控。本发明可以有效提升固体减摩颗粒的利用率，降低固体减摩颗粒由于吸附性不强导致的损耗。

技术领域

本发明属于轨道交通轮轨界面摩擦调控领域，尤其涉及一种采用静电喷涂减摩材料的轮轨界面摩擦调控方法及装置。

背景技术

轮轨系统作为轨道交通运输中的基础及核心，其滚动接触过程中接触界面摩擦学特性不仅直接关系列车的安全高效运行，还是直接影响轮轨磨损与服役损伤的主要因素。目前主流的摩擦调控产品多为流体形式的油脂类和膏状产品，但随着近年来车速提高、载重增大、行车密度增加、车辆S型运行、长大坡道、小曲线半径、季节高温、频繁制动闸瓦与车轮摩擦生热等因素的影响，原有流体形式的油脂类与膏状润滑剂在轮轨润滑领域逐渐显示出局限性。突出问题是在列车气流作用下喷涂的油脂飞散，污染机车车体难以清洗。相较于传统的油脂性固体润滑剂，固体润滑剂具有优异的温度稳定性、粘贴性、润滑耐久性以及在高压强荷重作用下高的机械强度。然而在列车行走过程中，固体润滑剂由于高速碰撞弹射以及受到外部气流干扰，大量损失在空气中，难以喷射到钢轨表面，限制了固体润滑剂在铁路润滑领域的直接应用。因此就需要建立一种新的涂敷固体润滑剂的方法与装置，提升固体润滑剂的涂敷精度与利用率。

另外，公开号为CN105728218A的文献公开了一种机车车载式轮轨摩擦控制材料静电涂敷装置，该装置利用高压静电发生装置使得润滑材料带静电，再通过压缩空气，喷涂至钢轨轨侧。该装置虽然也利用静电吸附原理，将带静电的固体润滑材料喷涂至钢轨轨侧，以增加固体润滑材料的吸附性。但在实际应用中，仍存在如下技术问题：

1、该装置只可进行轨侧/轮缘润滑，无法实现轨顶/车轮踏面摩擦调控。

2、该装置所喷涂的固体润滑粉末由喷嘴喷出飞向轮轨接触区时，无法限制与调整粉末的飞溅方向，降低了粉末的利用率，粉末飞溅至轨顶会造成车轮打滑，留有安全隐患。

3、并未给出适用于静电涂敷的摩擦调控材料配比方案，而传统固体润滑材料无法有效吸附在轮轨表面。

4、该装置使用高压电极顶点放电使经过粉末带电，该方法施加静电作用区间短，粉末通过电极顶点时常无法有效得电。

5、该装置无位置调整装置，无法精确控制喷嘴在水平竖直方向上的距离以及喷涂角度，易产生喷涂偏差导致固体润滑粉末大量损失。

发明内容

为解决现有技术上存在的问题，本发明提供一种采用静电喷涂减摩材料的轮轨界面摩擦调控方法及装置。

本发明的一种采用静电喷涂减摩材料的轮轨界面摩擦调控方法，具体为：列车运行过程中将带静电的减摩颗粒喷涂至钢轨表面形成固体润滑层达到摩擦调控目的，所述减摩材料为20～30份粒径100～300目的聚四氟乙烯颗粒、20～30份粒径200～325目二硫化钼粉末、5～10份碳纤维粉末以及5～10份滑石粉末经高速混料机高速混合的复合材料，混合后的粉末荷质比不低于3×10^-3C/kg，粉末射出时相对轮轨工作界面距离为10～15cm，角度为45°～60°，喷射时气压为0.7MPa，静电发生板处静电电压为80Kv，最后到达轨面时颗粒的分布密度为0.5g/cm³，使得轮轨接触界面摩擦系数调整至0.1～0.3之间，达到摩擦调控的效果。