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鐵路專用潤滑油、脂的發(fā)展及展望

2014-03-04

楊啟錞
(鐵道部科學(xué)研究院)
  摘 要:回顧了鐵道部科學(xué)研究院金屬及化學(xué)研究所從事鐵路專用潤滑油、脂研究發(fā)展的兩個歷程,即50年代至70年代為創(chuàng)業(yè)成長時期,改革開放近20年為快速發(fā)展時期。跟蹤我國鐵路發(fā)展做過的主要工作以及取得的重要研究成果,近20年來在鐵路專用潤滑油,脂研究開發(fā)方面共取得各類科研成果26項(xiàng),部級等獎項(xiàng)20個。在新世紀(jì)到來之際,對今后鐵路專用潤滑油、脂學(xué)科發(fā)展提出兩點(diǎn)看法,并建議盡快開展高速鐵路潤滑劑的研究。
  關(guān)鍵詞:鐵路專用;潤滑油;潤滑脂;發(fā)展;成果;展望
  1 前言
  鐵路專用潤滑油、脂的研究、應(yīng)用及開發(fā)與鐵道部科學(xué)研究院同步成長,已經(jīng)走過了50年的歷程。半個世紀(jì)來,鐵路專用潤滑油、脂逐漸從無到有,品牌從少到多,技術(shù)水平由低到高。特別是改革開放20年來,隨著鐵路運(yùn)輸牽引動力電力、內(nèi)燃化,車輛滾動軸承化的進(jìn)展加快以及近期提速、重載、安全運(yùn)輸?shù)钠惹行枰T谛屡浞?、新工藝、新產(chǎn)品的研究開發(fā)工作中,取得了很大的成就, 凝聚了在此領(lǐng)域勤奮工作的幾代人的心血。
  2 鐵路專用潤滑油、脂研究的意義及其發(fā)展歷程
  2.1 鐵路專用潤滑油、脂研究的意義
  鐵路路網(wǎng)遍布全國,擁有大量的機(jī)械裝備,如機(jī)車、車輛、筑路和裝卸機(jī)械,以及各類機(jī)械加工設(shè)備等。上述機(jī)械裝備的全天候、長壽命、安全可靠性等的使用要求,決定了鐵路專用潤滑技術(shù)的特殊性和重要性。
  潤滑屬于摩擦學(xué)的范圍,是一門綜合性的邊緣科學(xué),其任務(wù)就是研究相對運(yùn)動的相互作用表面摩擦、磨損的規(guī)律,并抑制、降低有害摩擦與磨損的技術(shù)途徑,以期達(dá)到延長運(yùn)動部件使用壽命、節(jié)約動力消耗、提高安全可靠性等目的。而鐵路運(yùn)輸?shù)耐怀鎏攸c(diǎn)正好表現(xiàn)在對其潤滑技術(shù)的這幾項(xiàng)特殊要求上。根據(jù)調(diào)查資料,全國鐵路施以合理潤滑技術(shù),以降低摩擦減少磨損,節(jié)約動力消耗,按80年代初期計算每年至少可節(jié)約3億元以上[1],其經(jīng)濟(jì)意義重大。
  根據(jù)近20年來研究開發(fā)應(yīng)用鐵路專用潤滑油、脂的實(shí)踐,以及國外先進(jìn)國家鐵路潤滑技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),按照我國鐵路運(yùn)用條件和自然資源狀況,研制、使用鐵路運(yùn)輸設(shè)施的專用潤滑油、脂,并在此基礎(chǔ)上修改完善各類潤滑油、脂的技術(shù)條件,使其逐步納入鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),并健立健全嚴(yán)格的管理制度以及產(chǎn)品質(zhì)量定期檢查制度,保障供給渠道,就可適應(yīng)鐵路運(yùn)輸新形勢的發(fā)展。
  2.2 鐵路專用潤滑油、脂研究發(fā)展的歷程
  鐵道部科學(xué)研究院金屬及化學(xué)研究所(以下簡稱金化所),是國內(nèi)Z早從事研究、開發(fā)鐵路專用潤滑油、脂的研究單位。其發(fā)展歷程可分為創(chuàng)業(yè)成長和快速發(fā)展二個時期。
  2.2.1 50年代至70年代的創(chuàng)業(yè)成長時期
  50至70年代,結(jié)合我國資源與當(dāng)時鐵路運(yùn)輸要求,主要進(jìn)行了以下4方面的工作:
 ?。?)蒸汽機(jī)車潤滑材料
  50年代初期,研究解決了蒸汽機(jī)車原用硬干油為稀油潤滑,降低了機(jī)車阻力;增加牽引力30t/臺機(jī)車以上。50年代中后期,研制了合成過熱汽缸油,適應(yīng)了新型蒸汽機(jī)車汽缸汽室溫度400℃以上的要求,解決了高溫潤滑和積炭問題。為節(jié)約油料,還研究應(yīng)用了乳化汽缸油代替純汽缸油技術(shù)。
 ?。?)滑動、滾動軸承潤滑劑
  用聚氨酯泡沫塑料代替棉毛線作為含油料,在車輛和蒸汽機(jī)車中推廣應(yīng)用。研制了代鐵路車輛專用的滾動軸承Ⅰ型鋰基脂,替代了原代用的鈣鈉基潤滑脂。此外,還研制了HZ-25車軸油,并在關(guān)內(nèi)各鐵路局推廣應(yīng)用,緩和了冬季車軸油(HZ-23號)供不應(yīng)求的局面。
 ?。?)內(nèi)燃機(jī)車兩代柴油機(jī)油(增壓柴油機(jī)油)
  60年代,研究了我國代含添加劑柴油機(jī)油,用于我國批量生產(chǎn)的東風(fēng)型內(nèi)燃機(jī)車上。70年代后期,又研制了鐵路第二代柴油機(jī)油(即1#、2#內(nèi)燃機(jī)車增壓柴油機(jī)油),解決了從法國進(jìn)口的ND4型內(nèi)燃機(jī)車及國產(chǎn)大功率DF4等型內(nèi)燃機(jī)車的潤滑問題。
  (4)機(jī)車、車輛制動機(jī)潤滑劑
  研究并應(yīng)用了冬夏通用三通閥油和制動缸潤滑脂,基本上解決了因油脂質(zhì)量而引起的制動故障問題。
  這一時期還研究了曲線鋼軌涂脂器及其潤滑脂,東風(fēng)型內(nèi)燃機(jī)車齒輪脂,以及車軸油再生工藝,柴油機(jī)油再生工藝流程與設(shè)備等新技術(shù)、新工藝,收到了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
  2.2.2 改革開放近20年的快速發(fā)展時期
  70年代后期至90年代,隨著我國改革開放,鐵道部分別引進(jìn)了美、法、前蘇聯(lián)、日等國家的大功率內(nèi)燃和電力機(jī)車,以及瑞典、日本等國家生產(chǎn)的各類滾動軸承,以適應(yīng)鐵路運(yùn)輸牽引動力革命(內(nèi)燃化、電氣化)和客、貨車輛的滾動軸承化。以此為契機(jī),先后研制成功并推廣了內(nèi)燃機(jī)車增壓柴油機(jī)油,鐵道客貨車輛滾動軸承脂,進(jìn)口機(jī)車潤滑油脂國產(chǎn)化等多類系列科研成果,滿足了鐵路運(yùn)輸提速、重載、安全發(fā)展的需要。在這個時期,還從美、日、德等國家購買了不同技術(shù)特點(diǎn)的潤滑油脂評定設(shè)備及分析儀器,改造并擴(kuò)建了多臺專用臺架設(shè)備,培養(yǎng)并招聘了較高層次的專業(yè)研究人員。
  近幾年來,除了少數(shù)在研項(xiàng)目抓緊研究、試驗(yàn)外,大多數(shù)科研人員積極開展上述科研成果的推廣、應(yīng)用以及鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作,以優(yōu)異的產(chǎn)品質(zhì)量,規(guī)范的技術(shù)管理,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋O(jiān)測機(jī)制,把好科研成果轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品質(zhì)量關(guān),迎接新世紀(jì)的挑戰(zhàn)和發(fā)展。
  3 近20年來取得的主要主績
  3.1 新產(chǎn)品的研制及應(yīng)用
  1978年以來,金化所油潤研究室所完成的科研成果及轉(zhuǎn)化應(yīng)用情況見表1。
表1 改革開放20年來金化所鐵路專用潤滑油、脂鑒定、獲獎及推廣應(yīng)用情況
  3.1.1 內(nèi)燃機(jī)車增壓柴油機(jī)油系列
  柴油機(jī)是內(nèi)燃機(jī)車的心臟。潤滑油的性能關(guān)系到柴油機(jī)的使用壽命、檢修周期與安全可靠性,應(yīng)當(dāng)隨著柴油機(jī)功率與強(qiáng)化系數(shù)的增大而及時更新?lián)Q代。
  根據(jù)美國機(jī)車維修者協(xié)會(LMOA)和美國通用電氣公司(GE)對內(nèi)燃機(jī)油不同性能要求,我國鐵路內(nèi)燃機(jī)油分為代至第四代以及目前使用的第五代油,分別相當(dāng)于美國石油協(xié)會(API)內(nèi)燃機(jī)油分類中柴油機(jī)油CA、CB、CC、CD、CF級。其分類及主要性能特點(diǎn),列于表2。
表2 美國內(nèi)燃機(jī)油分類及其主要性能
 ?。?/span>1)內(nèi)燃機(jī)車三代油
  隨著我國鐵路運(yùn)輸向重載及提速發(fā)展及檢修期與換油期的延長的需要,70年代研制的1#、2#增壓柴油機(jī)油逐漸暴露出不相適應(yīng)的矛盾。突出的問題是,堿值低,熱安定性及高溫清凈性差,換油周期短。為此,按照鐵道部科技發(fā)展計劃的要求,于1993年完成了三代油的研制工作。經(jīng)過一年示范性推廣試用,性能良好,不僅具有比1#增壓器油優(yōu)良的高溫清凈性、抗磨性、堿保持性及熱氧化安定性,而且能改善柴油機(jī)運(yùn)用質(zhì)量,延長柴油機(jī)使用壽命及換油周期,可實(shí)現(xiàn)一個中修不換油(運(yùn)行20×104km以上)[4]。自1995年起, 已在全路DF4、ND2、ND4和北京型等內(nèi)燃機(jī)車上推廣使用,并取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
 ?。?)內(nèi)燃機(jī)車四代油
  1984年至1986年,我國從美國GE公司進(jìn)口了一批ND5型大馬力內(nèi)燃機(jī)車,其柴油機(jī)平均有效壓力2.01MPa,強(qiáng)化系數(shù)91.2,總功率2924kW,為當(dāng)時世界上大功率、高熱強(qiáng)度柴油發(fā)動機(jī)之一。該機(jī)車柴油機(jī)要求使用高性能(抗氧、抗磨、清凈性、強(qiáng)堿保持性等均要優(yōu)良)的LMOA四代油。另外,當(dāng)時我國自行設(shè)計制造的DF4C、DF6、DF8等新型機(jī)車,也要求使用質(zhì)量水平與LMOA四代油相當(dāng)?shù)膬?nèi)燃機(jī)油。
  1985年至1990年,鐵道部、中國石油化工總公司的有關(guān)院、廠、段聯(lián)合進(jìn)行了內(nèi)燃機(jī)車四代油的研制。所研制的大2#、蘭3#含鋅四代油和北1#非鋅四代油均符合LMOA四代油性
能指標(biāo)和GE公司要求,達(dá)到了國外四代油質(zhì)量水平??梢詽M足ND5機(jī)車使用要求,替代進(jìn)口復(fù)合劑調(diào)配的四代油,每年可節(jié)約外匯約1×106美元[3]。
 ?。?)內(nèi)燃機(jī)車多級四代油
  該油是節(jié)能型柴油機(jī)油,國外鐵路(例如英、美、加拿大等國)已廣泛使用。為了節(jié)約能源,同時降低潤滑油消耗,1990年鐵道部下達(dá)多級四代油科研項(xiàng)目;1991年被列入國家計委科技司“八五”國家重點(diǎn)科研項(xiàng)目。金化所為該項(xiàng)目的主持單位。經(jīng)過5年研究、試驗(yàn),該課題于1995年通過了鐵道部科技司技術(shù)鑒定和國家計委的驗(yàn)收。1996年進(jìn)行示范推廣工作,1998年在ND5機(jī)車上使用。
  該油品低溫啟動性好,可減少內(nèi)燃機(jī)車冬季打溫時間,減少機(jī)械磨損和人員配置,而且高溫時粘度較大,密封性好,有利于燃油的充分燃燒。根據(jù)試驗(yàn)資料表明,在一般運(yùn)用條件下,使用多級四代油可節(jié)約柴油1%以上,機(jī)油2%左右。
  3.1.2 進(jìn)口內(nèi)燃、電力機(jī)車潤滑油脂國產(chǎn)化系列
  繼ND5型大馬力內(nèi)燃機(jī)車引進(jìn)以后,鐵道部又從法國、日本、原蘇聯(lián)分別進(jìn)口了8K、6K和8G型電力機(jī)車。這些機(jī)車所用潤滑油、脂是由美、蘇(原)、日、西歐等國進(jìn)口的,其技術(shù)條件較高,規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)不一,而且品種繁多。為了解決進(jìn)口機(jī)車潤滑油、脂國產(chǎn)化問題,鐵道部在下達(dá)了《ND5機(jī)車牽引電機(jī)懸掛抱軸瓦油》、《ND5機(jī)車牽引齒輪脂》項(xiàng)目之后,于1990年又下達(dá)了《進(jìn)口電力機(jī)車潤滑油、脂國產(chǎn)化研究》項(xiàng)目,其中包括8K電力機(jī)車牽引齒輪油、空氣壓縮機(jī)油和牽引電機(jī)軸承潤滑脂三個子項(xiàng)目。
 ?。?)牽引電機(jī)懸掛抱軸承油(抱軸瓦油)
  ND5型內(nèi)燃機(jī)車牽引電機(jī)懸掛軸承,系采用鉛基白合金鑲嵌的滑動軸承(銅背),通過毛氈芯吸油潤滑。美國GE公司要求使用符合美國AAR M963-79技術(shù)條件的HD57油,并對當(dāng)時三個機(jī)務(wù)段送檢的代用油提出了“不宜使用”的結(jié)論[5]。為此,由金化所主持研制新型抱軸瓦油。經(jīng)過調(diào)研,確定研制油的關(guān)鍵指標(biāo)在于:油品低溫性能、粘溫性能、以及減磨潤滑性能要好,以適應(yīng)我國全年氣候條件下,在內(nèi)燃、電力機(jī)車上通用。從1993年起已在全路內(nèi)燃、電力機(jī)車推廣使用。
 ?。?)牽引齒輪脂
  80年代進(jìn)口的ND5內(nèi)燃機(jī)車牽引齒輪要求使用半流體潤滑脂,1989年完成了該項(xiàng)目研制任務(wù)。當(dāng)時由于國產(chǎn)機(jī)車齒輪箱結(jié)構(gòu)與材質(zhì)等問題,采用稀油潤滑,運(yùn)用中漏油嚴(yán)重。在推廣ND5 齒輪脂工作中,經(jīng)過現(xiàn)場試用,亦在國產(chǎn)ND4等型機(jī)車上取得了良好效果。
  (3)8K型電力機(jī)車空氣壓縮機(jī)油
  法國機(jī)車技術(shù)資料原來要求使用美國Mobil Rarus 929壓縮機(jī)油,投入運(yùn)用不久因該油低溫性能差,曾發(fā)生抱缸事故。隨后法方改用Shell 15W-40多級柴油機(jī)油,經(jīng)使用夏季乳化嚴(yán)重,影響正常維修、使用。
  1992年至1996年,由金化所主持完成了鐵路機(jī)車空氣壓縮機(jī)油的研制任務(wù)。研制中重點(diǎn)解決了兩個關(guān)鍵問題:一是選用新疆廠生產(chǎn)的中間基——環(huán)烷基原油的適當(dāng)(窄)餾分精制油作為基礎(chǔ)油;二是篩選出合宜的添加劑配方。從而保證研制油具有較小的薄膜積炭傾向性和優(yōu)良的熱氧化安定性及抗乳化性能。目前已在全路各型內(nèi)燃、電力機(jī)車上推廣使用。
 ?。?)8K型電力機(jī)車牽引齒輪油
  該型機(jī)車功率大(6400kW),要求使用高粘度等級優(yōu)質(zhì)齒輪油。進(jìn)口前在法國試驗(yàn)基地試運(yùn)行時,試用美國Mobil SHC 630合成齒輪油,發(fā)現(xiàn)齒輪點(diǎn)蝕嚴(yán)重,法方改用Shell Omala 680齒輪油。究其原因,主要是Mobil SHC 630粘度偏低。研制組經(jīng)過全面調(diào)查, 對鐵路現(xiàn)場原來使用的代用齒輪油(例如18號雙曲線齒輪油)進(jìn)行了綜合分析。認(rèn)為其主要問題是,粘度等級過低,極壓抗磨、熱氧化安定性、粘溫性及抗乳化能力等使用性能均較差。致使齒輪嚙合面出現(xiàn)早期疲勞點(diǎn)蝕、異常磨損等故障。
  為解決鐵路機(jī)車無專用齒輪油的問題和進(jìn)口8K等型機(jī)車用油的國產(chǎn)化要求,金化所與沈陽化工廠等單位協(xié)作完成了“8K型電力機(jī)車齒輪油”的研制工作。經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)和在8K機(jī)車上推廣使用5年多的實(shí)際效果表明[5],8K齒輪油使用性能可靠,技術(shù)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn),達(dá)到了原進(jìn)口殼牌680齒輪油的水平,可以取代進(jìn)口油和其它代用油在鐵路機(jī)車牽引齒輪上使用。
  從1999年1月1日起,國產(chǎn)和進(jìn)口電力機(jī)車以及新型提速內(nèi)燃機(jī)車全面推廣使用新研制的8K齒輪油。
 ?。?)8K型電力機(jī)車牽引電機(jī)軸承潤滑脂
  該項(xiàng)研究工作不但要取代8K機(jī)車原用的殼牌公司7號航空潤滑脂(Aeroshell Greaee 7),而且應(yīng)滿足ND5、DF4以及SS各型機(jī)車電機(jī)軸承的潤滑需要。同時兼顧機(jī)車修制延長的要求,ND5機(jī)車電機(jī)2年內(nèi)不補(bǔ)脂。金化所與天津漢沽石油化學(xué)廠合作,于1992年至1995年完成了該項(xiàng)目的國產(chǎn)化工作。研制脂選用高級復(fù)合鋰皂稠化精制礦物油和合成油,并加入抗氧化、防銹蝕、極壓抗磨等添加劑,采用三元一步法工藝煉制而成。它是具有高滴點(diǎn)(260℃以上)、耐氧化、抗磨損、防銹蝕、長壽命的新型鐵路專用潤滑脂。該脂已在全路內(nèi)燃、電力機(jī)車上推廣使用。試驗(yàn)及推廣使用效果表明,該脂氧化安定性、軸承壽命、四球磨痕以及蒸發(fā)量等使用性能,均優(yōu)于Shell 7#航空脂和美國GE公司ND5機(jī)車原用的D6A2C10電機(jī)軸承脂,達(dá)到國外同類脂先進(jìn)水平,填補(bǔ)了我國鐵路機(jī)車牽引電機(jī)脂的空白。
  (6)機(jī)車輪對滾動軸承潤滑脂
  機(jī)車輪對滾動軸承長期以來一直沒有專用潤滑脂,而用3號工業(yè)鋰基脂等代用。在實(shí)際使用中,軸承滾子過熱變色,端面擦傷,軸承使用壽命縮短,報廢率高。隨著80年代引進(jìn)ND5內(nèi)燃機(jī)車、8K電力機(jī)車,以及新型輪對滾動軸承的應(yīng)用,使這一問題更加突出。為了解決進(jìn)口機(jī)車用脂國產(chǎn)化和國產(chǎn)機(jī)車無專用脂的急需,于1990年至1993年完成了鐵路專用機(jī)車輪對軸承脂的研制工作。并于1994年3月起又先后在國產(chǎn)內(nèi)、電及進(jìn)口電力機(jī)車上進(jìn)行了混脂試驗(yàn)和低溫性能考驗(yàn)試驗(yàn)。試驗(yàn)證明,該脂具有良好的極壓抗磨性、耐高低溫低、抗水防銹性及抗氧和膠體安定性等,達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平,適用于速度160km·h-1以下、機(jī)車軸質(zhì)23t~25t的各型內(nèi)、電機(jī)車的輪對滾動軸承上使用。
  (7)內(nèi)燃機(jī)車新型調(diào)速器油
  根據(jù)鐵道部科技發(fā)展計劃的要求,于1995年至1997年完成了內(nèi)燃機(jī)車新型調(diào)速器油研制任務(wù)。該油選用深度加氫精制的聚α—烯烴合成油為基礎(chǔ)油,加入適量高溫抗氧劑等多種添加劑調(diào)配而成。具有優(yōu)良的氧化安定性、防銹蝕、抗乳化、抗泡沫能力以及優(yōu)異的粘溫性能和低溫性能。從1998年7月開始,已經(jīng)在全路各類型內(nèi)燃機(jī)車上推廣使用,效果良好。
  3.1.3 鐵路車輛潤滑油、脂
 ?。?)冬夏通用車軸油
  80年代之前,我國鐵路客貨車輛共有30×104輛左右,除了客車(約2×104輛)于1978年實(shí)現(xiàn)了滾動油承化外,幾乎全部貨車仍為滑動軸承,使用冬季車軸油(HZ-23號,簡稱冬油)、夏季車軸油(HZ-44號,簡稱夏油)潤滑,并嚴(yán)格按季節(jié)進(jìn)行油品及含油料的換裝。這種季節(jié)性換油作業(yè),時間急、任務(wù)量大,耗費(fèi)大量人力、物力。
  1981年至于1983年,在過去工作的基礎(chǔ)上,對全國石油化工資源進(jìn)行了全面、深入的研究、試驗(yàn),終于突破了低凝原油的限制,分別利用石蠟基、中間基原油的適宜餾分作為基礎(chǔ)油,加入適量增粘、降凝等添加劑,解決了低溫性、粘溫性和潤滑性等幾項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo),較徹底地完成了冬夏通用車軸油的研制[7]。并從1984年10月1日起在全國推廣使用。
  該油經(jīng)過試驗(yàn),從1980年代后期以來,還全面推廣使用于南北方蒸汽機(jī)車輪軸的潤滑等方面,亦收到了良好效果。
 ?。?)鐵道車輛滾動軸承Ⅱ型脂
  為了適應(yīng)鐵路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展,從1981年起,每年約有1×104輛裝用滾動軸承的新造貨車交付使用。據(jù)悉,全路貨車現(xiàn)有約 50×104輛,其中,裝用滾動軸承的貨車約占80%。1973年至1978年鐵科院曾主持研制了客車滾動軸承Ⅰ型鋰基脂,但受當(dāng)時我國原材料、評價手段等條件限制,Ⅰ型脂尚不能滿足貨車運(yùn)用5年換脂的要求。為此,根據(jù)鐵道部科技發(fā)展計劃安排,鐵科院與天津漢沽石油化學(xué)廠合作,于1981年至1989年完成了換脂期為5年或50×104km的鐵路貨車滾動軸承脂(后更名為鐵道車輛滾動軸承Ⅱ型脂,以下簡稱Ⅱ型脂)研制任務(wù)。研制期間,突破了制脂工藝關(guān),于1988年獲我國“一步法制備鋰-鈣基潤滑脂的新工藝”發(fā)明專利。跟蹤觀察了日本、西德等5種貨車軸承脂樣的變化,并與研制脂對比、分析,結(jié)果證明Ⅱ型脂能夠滿足我國鐵路貨車5年或50×104km換脂期的要求,其質(zhì)量達(dá)到先進(jìn)水平。
 ?。?)車輛心盤潤滑脂
  90年代以前,我國鐵路車輛部門對于施行心盤潤滑未有嚴(yán)格要求。一般在下心盤內(nèi)涂抹3號鈣基潤滑脂、廢舊車軸油或其他代用油脂。近10年來,隨著貨車載重噸位與運(yùn)輸速度的提高,心盤磨耗問題日漸突出。尤其是大同~秦皇島間運(yùn)煤組合列車心盤磨耗十分嚴(yán)重。為此,1991年金化所主持完成了車輛心盤潤滑脂的研究、試驗(yàn)及擴(kuò)大裝車試驗(yàn),結(jié)果表明,含有適量天然鱗片石墨及多種添加劑的鋰基心盤脂,具有優(yōu)良的極壓抗磨、抗水、抗銹蝕性及高低溫性能,較原用3號鈣基脂減磨效果提高3倍~5倍。
  3.1.4 其他
 ?。?)廣—深線準(zhǔn)高速鐵道機(jī)車車輛滾動軸承潤滑脂(鐵道Ⅲ型脂)
  廣—深線準(zhǔn)高速鐵路采用DF11型內(nèi)燃機(jī)車牽引,機(jī)車軸質(zhì)23t,車輛軸質(zhì)14t,列車運(yùn)行Z高速度為180km·h-1,其軸箱軸承負(fù)荷高于國外高速鐵路軸承。為適應(yīng)上述運(yùn)用條件,于1992年至1995研制了準(zhǔn)高速機(jī)車車輛滾動軸承潤滑脂。經(jīng)室內(nèi)試驗(yàn)、臺架試驗(yàn)及廣深、京滬線裝車試驗(yàn)結(jié)果表明,鐵道Ⅲ型脂的各項(xiàng)性能明顯優(yōu)于瑞典SKF公司LGEP2極壓脂,運(yùn)用中溫升顯著降低。例如在廣深線車速155km·h-1~163km·h-1、軸質(zhì)23t條件下,DF11機(jī)車軸承溫升低10℃左右;雙層客車運(yùn)行試驗(yàn),其平均溫升比LGEP2脂降低9.6℃~5.6℃。Ⅲ型脂的主要性能達(dá)到了具有先進(jìn)水平的Shell Alrania EPD脂的水平[9],適于車速200km·h-1以下、軸質(zhì)23t以下的鐵路機(jī)車、客車滾動軸承使用。
 ?。?/span>2)新型(JH-1)輪軌潤滑脂
  80年代以來,隨著鐵路牽引動力內(nèi)燃化、電氣化的加快以及提速、重載列車的增加,使機(jī)車輪緣和鋼軌(尤其是曲線鋼軌)之間的磨損異常嚴(yán)重,直接影響著輪軌的使用壽命和運(yùn)輸安全。國內(nèi)外研究資料表明,采用輪軌潤滑技術(shù)對于降低磨損效果Z為突出。而其關(guān)鍵在于,輪軌潤滑裝置的合理設(shè)計與輪軌潤滑劑的正確研制,以及二者的嚴(yán)格匹配。為此,鐵道部于1987年下達(dá)了《新型輪軌潤滑裝置及潤滑劑的研究》項(xiàng)目。新型(JH-1)輪軌潤滑脂就是該項(xiàng)目的成果之一,是為華寶(HB)型輪緣潤滑裝置相匹配的專用油脂。
  該研究項(xiàng)目是由金化所與協(xié)作單位共同完成。經(jīng)過3年努力,于1990年7月結(jié)束研究工作。1991年1月隨即在8個鐵路局225臺機(jī)車首批示范性推廣,使用效果良好,輪緣減磨倍率、節(jié)約動力等主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均達(dá)到先進(jìn)水平[10]。截止到1999年6月,已經(jīng)在全路14個鐵路局,120多個機(jī)務(wù)段共7100多臺內(nèi)燃、電力機(jī)車推廣應(yīng)用這一新型輪軌潤滑系統(tǒng)。與之配套的JH-1型輪軌潤滑脂以其優(yōu)良的極壓抗磨性、高溫穩(wěn)定性、低溫泵送(易噴涂均勻霧化)性以及抗水防銹性受到了用戶好評。
  (4)鐵路機(jī)車柴油機(jī)專用燃油復(fù)合添加劑
  該項(xiàng)目是鐵道部科技司1993年列入部科技發(fā)展計劃,以金化所為主進(jìn)行配制的。該添加劑可提高柴油十六烷值3個~5個單位;提高柴油的貯存安定性,延長柴油的貯存期;提高柴油的清凈分散性、熱安定性;降低油耗平均在3%~5%。具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益?,F(xiàn)已在沈陽、北京、濟(jì)南、呼和浩特等鐵路局大面積推廣試用。
  3.2 新儀器設(shè)備籌建及配套
  儀器設(shè)備是完成研究科研工作的技術(shù)基礎(chǔ),是開展課題研究的重要手段。50年來,鐵道部科學(xué)研究院已建立了一套潤滑油、脂理化性能分析與摩擦、磨損、潤滑使用性能試驗(yàn)設(shè)備,還健全了包括FZG齒輪試驗(yàn)機(jī)、滑動軸承試驗(yàn)機(jī)、滾動軸承試驗(yàn)臺以及1135單缸柴油機(jī)試驗(yàn)臺等實(shí)型模擬評定試驗(yàn)設(shè)備。
  為配合引進(jìn)機(jī)車及車輛專用潤滑油、脂國產(chǎn)化的需要,自1978年以來還購置了RV2、RV20以及布氏等系列旋轉(zhuǎn)粘度計,內(nèi)燃機(jī)油高溫氧化、成焦板試驗(yàn)儀,潤滑脂軸承壽命、蒸發(fā)損失以及大型油料光譜(MOA)分析儀等專用試驗(yàn)儀器及設(shè)備,已成為我國鐵路系統(tǒng)潤滑油、脂評定中心及其技術(shù)咨詢中心。
  3.3 專用油、脂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)日臻完善
  技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是一項(xiàng)技術(shù)或發(fā)明創(chuàng)造是否成熟、是否具有使用價值的一個標(biāo)志。為了使鐵路專用潤滑油、脂更好地服務(wù)于安全運(yùn)輸生產(chǎn),以及規(guī)范產(chǎn)品的生產(chǎn)與監(jiān)督,在研制過程中也十分重視技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂。凡通過上級主管部門技術(shù)鑒定后的產(chǎn)品,即將其技術(shù)條件升格為部協(xié)議標(biāo)準(zhǔn);經(jīng)過3年~5年推廣使用后,在深入現(xiàn)場調(diào)查使用意見后,申報鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的研究與制訂。因此,鐵路專用潤滑油、脂的標(biāo)準(zhǔn)化工作逐漸完善,水平亦日趨提高。其標(biāo)準(zhǔn)的每項(xiàng)指標(biāo)既滿足了不同時期鐵路發(fā)展的要求,又盡量與發(fā)達(dá)國家的同類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)接軌。
  目前已經(jīng)制訂鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的專用潤滑油、脂有6項(xiàng),即鐵路機(jī)車三代柴油機(jī)油、四代柴油機(jī)油、多級四代柴油機(jī)油,鐵路機(jī)車牽引電機(jī)懸掛抱軸瓦油,鐵路機(jī)車輪對滾動軸承脂,鐵道車輛滾動軸承Ⅱ型脂等。
  4 對今后鐵路專用潤滑油、脂學(xué)科發(fā)展的看法與建議
  4.1 在跟蹤先進(jìn)技術(shù)的同時,繼續(xù)加強(qiáng)鐵路專用潤滑油、脂的研制,是促進(jìn)鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)的客觀要求近10年來,在進(jìn)口機(jī)車油脂國產(chǎn)化研究中發(fā)現(xiàn),由于時空條件的差異,國外廠商提出的潤滑油、脂技術(shù)條件不盡符合我國具體情況,國內(nèi)現(xiàn)有的品牌其技術(shù)條件亦難以滿足我國鐵路的實(shí)際需要。因此在描準(zhǔn)國外先進(jìn)技術(shù)的同時,深入調(diào)查研究,開發(fā)創(chuàng)新研制出符合我國鐵路要求的潤滑材料,是潤滑科技工作者義不容辭的責(zé)任。
  4.2 不失時機(jī)地進(jìn)行鐵路專用潤滑劑的更新?lián)Q代,是保證鐵路機(jī)車車輛運(yùn)動部件高效、節(jié)能、安全、長壽命的一項(xiàng)重要措施。
  展望我國鐵路在新世紀(jì)大發(fā)展的態(tài)勢,預(yù)計機(jī)車車輛專用油脂每5至10年應(yīng)該進(jìn)行一次更新?lián)Q代。鐵路潤滑工作者要不失時機(jī)的開發(fā)高性能的潤滑劑和研究合理的潤滑技術(shù),以保證新型機(jī)車、動車及車輛重要運(yùn)動部件的耐用壽命和安全可靠性。
  4.3 為適應(yīng)高速、重載鐵路的發(fā)展,建議盡快開展以下幾項(xiàng)新的潤滑技術(shù)的研究
 ?。?)高速鐵路潤滑劑的研究
  其中包括:動車(或機(jī)車)牽引電機(jī)滾動軸承脂、牽引齒輪潤滑油、輪對軸承潤滑劑以及輪軌潤滑劑等項(xiàng)研究。
 ?。?)高速鐵路動車(或機(jī)車)及變電站用高性能變壓器油的研究。
  參考文獻(xiàn)
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  [9楊啟錞等.新型JH-1輪軌潤滑脂研究.全國第六屆潤滑脂技術(shù)交流會論文集,1991

來源:《中國鐵道科學(xué)》第20卷第4期