轨道车辆增加轮轨间粘着力的增粘块及制作和使用方法

摘要

一种轨道车辆增加轮轨间粘着力的增粘块，增粘块是种含有增粘物质的复合材料，所述的含有增粘物质的复合材料是一种由合成的高聚物材料与可以增加车轮对与钢轨间粘着系数的粉末颗粒物合成的复合材料。所述的增粘块中至少包含有由粘合剂和粘着系数改进剂。将粘合剂和粘着系数改进剂按照配比在混料机中混合，通过合成方式形成有一定硬度的固体块，即增粘块。本发明通过制作出复合材料的增粘块，将其安装在车轮旁边，通过在车轮滚动表面涂增粘物质的方式，来改变车轮对与钢轨间粘着系数，从而抑制和预防空转的发生。

说明书

技术领域

本发明涉及一种防止轨道车辆轮子与钢轨打滑的装置及其制作和使用方法，具体说涉及一种增加轨道车辆轮对与钢轨间粘着牵引力的装置及其制作和使用方法。该装置可以代替机车撒砂增加轨道车辆轮对与钢轨间粘着牵引力。属于轨道车辆技术领域，主要用于铁路机车车辆中，也可以用于其它轨道车辆的防止车轮空转。 

背景技术

在轨道交通领域内，列车前面的机车头依靠机车的动力，通过一系列复杂的动力转换和传动使车轮前进。当车轮在钢轨上运行时，由于机车结构，轨道结构，环境和轮轨接触面的种种因素，车轮并不是以纯滚动的方式通过钢轨，而是在滚动的同时，伴随着一定的滑动，称这种滑动为“蠕滑”。当机车，钢轨的原因或轮轨接触面收到污染时（尤其油的污染）蠕滑会发展成空转。空转会对钢轨造成损害以致破坏，严重时，机车会停止前进。为了防止这种情况，一般是主动降低机车动力供给，降低牵引力并在钢轨上撒砂。后者是常用的方法。 

    通常将轮轨间不发生空转的轮周牵引力称为粘着牵引力。粘着牵引力等于机车轮对与钢轨接触点的总压力（即机车总粘着重量）乘以粘着系数。机车总粘着重量为定值时，粘着牵引力与粘着系数成正比，各种影响粘着系数的因素，成为影响机车粘着牵引力的因素。粘着系数越大，则机车越不易空转。而轮轨间粘着系数条件不好，用撒砂来改善，成为提高了粘着系数的一种措施。 

撒砂虽然可以防止机车空转，但它有如下的缺点： 

1、 大量频繁的撒砂不但会污染环境，还会影响到轨道电信号的传输。

2、大量频繁的撒砂增加后面列车的阻力，增加运行噪音；而且还对车轮的滚动轴承不利。 

3、为了达到预期的效果，必须选择质量良好（颗粒大小均匀，成分及硬度适中，及合适湿度）的沙子。砂子的处理工艺繁多和满足要求的砂子较少等。 

4、而空转已经发生时，撒砂只会加剧车轮的磨损，只有降低牵引力后才能在钢轨上撒砂。严重影响了牵引力的充分利用和发挥。 

5、撒砂在高速行车时使用效果差，原因是列车运行有一定的气流，沙子不能被成功的洒在轮轨间；能够进入轮，轨间起作用的砂子不到整个撒砂量的1/10。在轨面有冻冰，积雪，重油垢污染的情况下，撒砂效果不好。 

6、撒砂过程中，进入钢轨表面起作用的砂子很少，大部分砂子堆积在钢轨两侧，需要及时清理，撒砂造成的路基污染处理成本较大。 

7、而对砂子的处理：如烘砂，清筛，回收保存，机车上砂都需要耗费大量的人力和物力。 

8、大量频繁的撒砂，加快了轮轨的磨损。降低了换轮与换轨的周期。 

通过上述描述，可以得知，现有的机车撒砂尚存在一些不足，因此很有必要对此加以改造。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有机车撒砂方法的不足，提出一种既能增加轨道车辆轮对与钢轨间粘着牵引力，又不用撒砂的轨道车辆增加轮轨间粘着力的增粘装置，该装置既能增加轨道车辆车轮钢轨间粘着力，又不用撒砂，从而减少环境污染，减少人力和物力。 

本发明的另一个目的在于提出一种上述增粘装置的制作和使用方法。 

根据本发明的目的所提出的技术实施方案是：一种轨道车辆增加轮轨间粘着力的增粘块，增粘块是种含有增粘物质的复合材料，所述的含有增粘物质的复合材料是一种由合成的高聚物材料与可以增加车轮对与钢轨间粘着系数的粉末颗粒物合成的复合材料。 

进一步地，所述的增粘块中至少包含有由粘合剂和粘着系数改进剂，其中粘合剂和粘着系数改进剂组成重量份量比例是1：1～6.5。 

进一步地，所述的粘合剂为胶粘材料，由合成的高聚物材料组成；所述的合成的高聚物材料包括热固性树脂或热塑性树脂，如环氧酚醛，饱和式不饱和聚酯，聚氨基，聚氨酯塑料及聚丙烯，聚氯乙烯，聚甲醛，聚碳酸酯等或纤维素塑料和改性合成橡胶的二种以上的任意组合。 

进一步地，所述的粘着系数改进剂是Si，Ca，Fe，Cu，Mg，Al，Zn，Pb，Ba或Ti金属氧化物，与氢氧化物和/或金属盐按照任意配比混合形成的混合粉末颗粒。各成分可以是天然的矿石或工业制品。各种材料的颗粒粉平均直径控制在1~20μm之间。根据需要，在混合物之中可加入粘着系数改进剂总量的1-5%的纤维素材料和少量的非金属硬质材料，纤维素材料和少量的非金属硬质材料可按照任意比例配制。 

进一步地，所述的增粘块中还包含有固体润滑剂，粘附剂和调整剂，固体润滑剂、粘附剂和调整剂的选取比例根据粘合剂和粘着系数改进剂组合量的重量份量选取；固体润滑剂、粘附剂和调整剂与粘合剂和粘着系数改进剂组合量的重量份量的配比为：5～15：0.5～2：45～85：100。 

 进一步地，所述的固体润滑材料主要由硬脂酸锌、硬脂酸铝组成。它的作用是防止频繁使用增粘块时引起的轮轨间的噪音，但润滑剂的加入量不得大于全部重量的15%。 

进一步地，为了使增粘块较好的粘附在车轮表面和调节它的硬度，在增粘块中添加了粘附调节剂，粘附调节剂可以是松香，锌，铝的硬脂酸盐或石蜡一种或两种以上的组合物。 

进一步地，所述的粘合剂为胶粘材料，由合成的高聚物材料组成，合适的热固性树脂，热塑性树脂，如环氧酚醛，饱和式不饱和聚酯，聚氨基，聚氨酯塑料及聚丙烯，聚氯乙烯，聚甲醛，聚碳酸酯等或纤维素塑料和改性合成橡胶。 

进一步地，当在某些条件下，需要增粘剂较多地附着在车轮表面，所述的增粘块为胶粘性的增粘块，由于这种增粘块较软，强度低，为了使它能较好地使用，在这种增粘块的外面包裹有一定强度的塑料制成U形外壳补强；进一步地，所述的U形外壳里面有铆固增粘材料的梯形筋，上下侧面有平行于截面的细小小槽，以利于传动机械手的推动。 

进一步地，所述增粘快为柱形固体，其截面可以是方形，长方形，圆形，椭圆形或梯形。 

一种上述增粘快的制作方法，将粘合剂和粘着系数改进剂按照配比在混料机中混合，通过合成方式形成有一定硬度的固体块，即增粘块。 

进一步地，在合成过程中还加入有固化剂稀释剂，促进剂，合成的温度在80-120℃，利用专用模具成型。 

一种上述增粘快的使用方法，将增粘快安装在车轮滚动表面旁边，在车轮需要增粘时，将增粘块贴靠向转动车轮踏面，与转动车轮踏面相互摩擦，并在摩擦过程中将增粘块中的增粘物质粘附到车轮踏面上，改善接触点的粘着条件，以提高车轮对与钢轨间粘着系数，实现抑制和预防空转的发生。 

本发明的优点在于：通过制作出复合材料的增粘块，将其安装在车轮旁边，通过在车轮踏表面涂增粘物质的方式，来改变轮对与钢轨间粘着系数，从而抑制和预防空转的发生，具有操作方便，效果好，且不会出现撒沙沙子容易滚落在轨道之外，影响增粘效果，且容易形成环境污染等问题，且制作简单，使用方便，是一种实现替代撒沙，实现车辆轮轨之间增粘的升级替代技术方案。 

附图说明

图1有补强外壳的特殊“增粘块”示意图； 

图2增粘快在轨道车辆增粘装置上安装示意图。

图中：1、增粘块； 2、补强外壳； 3、小槽；4、管道； 5、调压阀 ；6、阀门； 7、传动机械手 ；8、弹簧 ；9、活塞； 10、增粘块支架；11、传动气缸。 

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。 

附图给出了本发明的一个具体实施方案，通过附图可以看出，本发明涉及一种轨道车辆增加轮轨间粘着力的增粘块，增粘块是种含有增粘物质的复合材料，所述的含有增粘物质的复合材料是一种由合成的高聚物材料与可以增加车轮对与钢轨间粘着系数的粉末颗粒物合成的复合材料。 

进一步地，所述的增粘块中至少包含有由粘合剂和粘着系数改进剂，其中粘合剂和粘着系数改进剂组成重量份量比例是1：1～6.5。。 

进一步地，所述的粘合剂为胶粘材料，由合成的高聚物材料组成；所述的合成的高聚物材料包括热固性树脂或热塑性树脂，如环氧酚醛，饱和式不饱和聚酯，聚氨基，聚氨酯塑料及聚丙烯，聚氯乙烯，聚甲醛，聚碳酸酯等或纤维素塑料和改性合成橡胶的二种以上的任意组合。 

进一步地，所述的粘着系数改进剂是Si，Ca，Fe，Cu，Mg，Al，Zn，Pb，Ba或Ti金属氧化物，与氢氧化物和/或金属盐按照任意配比混合形成的混合粉末颗粒。各成分可以是天然的矿石或工业制品。各种材料的颗粒粉平均直径控制在1~20μm之间。根据需要，在混合物之中可加入粘着系数改进剂总量的1-5%的纤维素材料和少量的非金属硬质材料，纤维素材料和少量的非金属硬质材料可按照任意比例配制。 

进一步地，所述的增粘块中还包含有固体润滑剂，粘附剂和调整剂，固体润滑剂、粘附剂和调整剂的选取比例根据粘合剂和粘着系数改进剂组合量的重量份量选取；固体润滑剂、粘附剂和调整剂与粘合剂和粘着系数改进剂组合量的重量份量的配比为：5～15：0.5～2：45～85：100。 

 进一步地，所述的固体润滑材料主要由硬脂酸锌、硬脂酸铝组成。它的作用是防止频繁使用增粘块时引起的轮轨间的噪音，但润滑剂的加入量不得大于全部重量的15%。 

进一步地，为了使增粘块较好的粘附在车轮表面和调节它的硬度，在增粘块中添加了粘附调节剂，粘附调节剂可以是松香，锌，铝的硬脂酸盐或石蜡一种或两种以上的组合物。 

进一步地，所述的粘合剂为胶粘材料，由合成的高聚物材料组成；所述的合成的高聚物材料包括热固性树脂或热塑性树脂，如环氧酚醛，饱和式不饱和聚酯，聚氨基，聚氨酯塑料及聚丙烯，聚氯乙烯，聚甲醛，聚碳酸酯等或纤维素塑料和改性合成橡胶的二种以上的任意组合。 

进一步地，当在某些条件下，需要增粘剂较多地附着在车轮表面，所述的增粘块为胶粘性的增粘块，由于这种增粘块较软，强度低，为了使它能较好地使用，在这种增粘块1的外面包裹有一定强度的补强外壳2，补强外壳2市塑料制成U形外壳，为增粘块1补强；进一步地，所述的U形外壳里面有铆固增粘材料的梯形筋，上下侧面有平行于截面的细小小槽3，以利于传动机械手的推动。 

进一步地，所述增粘快为柱形固体，其截面可以是方形，长方形，圆形，椭圆形或梯形。 

一种上述增粘快的制作方法，将粘合剂和粘着系数改进剂按照配比在混料机中混合，通过合成方式形成有一定硬度的固体块，即增粘块。 

进一步地，在合成过程中还加入有固化剂稀释剂，促进剂，合成的温度在80-120℃，利用专用模具成型。 

一种上述增粘快的使用方法，将增粘快安装在车轮滚动表面旁边，在车轮需要增粘时，将增粘块贴靠向转动车轮表面，与转动车轮表面相互摩擦，并在摩擦过程中将增粘块中的增粘物质粘附到车轮滚动面上，改善接触点的粘着条件，以提高车轮对与钢轨间粘着系数，实现抑制和预防空转的发生。 

本发明的优点在于：通过制作出复合材料的增粘块，将其安装在车轮旁边，通过在车轮滚动表面涂增粘物质的方式，来改变车轮对与钢轨间粘着系数，从而抑制和预防空转的发生，具有操作方便，效果好，且不会出现撒沙沙子容易滚落在轨道之外，影响增粘效果，且容易形成环境污染等问题，且制作简单，使用方便，是一种实现替代撒沙，实现车辆轮轨之间增粘的升级替代技术方案。 

工作原理

 整套装置安装在机车车轮前进方向一侧，在车轮制动闸瓦的下方。装置主要由增粘块支架10、增粘块1、传动气缸11、管道4、调压阀5、阀门6、传动机械手7、弹簧 8、活塞9等组成。如果机车车轮有空转倾向时，阀门6被打开，机车上的压缩空气迅速通过管道4和调压阀5进入传动气缸11，活塞9向左运动，压缩弹簧8压动传动机械手抓住“增粘块”向车轮方向移动，使“增粘块”以一定的压力贴靠在转动的车轮表面，在摩擦过程中，增粘材料粘附在车轮滚动面上，改善接触点的粘着条件以提高而车轮对与钢轨间粘着系数，抑制和预防空转的发生。同时起到了清理，清洁车轮滚动面的作用。当空转倾向消失，阀门6被关闭，传动气缸的活塞9在弹簧8作用下复位，带动机械手向右移动，使“增粘块”离开车轮滚动面。