Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Karevan,Mahmoud Farzin
مهدی کاروان (استاد مشاور) محمود فرزین (استاد راهنما)
 
STUDENT
Kamran Moradian
کامران مرادیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Characterization of Solid Lubricants Used in Railway Industries
Solid lubricants are used for wheel flanges of trains which contact rails, other machines that have wheel and rail and also in applications that is necessary to reduce local friction in contact areas between two metals. Using solid lubricants in wheel flange-rail gauge corner contact, especially in railroad curves significantly reduces wear and in addition increases wheel and rail life and also reduces risk of derailment. Due to non-fluidic and non-spreading features of solid lubricants, as compared with fluid lubricants, such as oil and grease, they have obtained priority and increasing applications day by day. Due to availability of a wide range of solid lubricants and their different applications in various rail road conditions, knowing their essential features and characteristics and their methods of testing and examination, helps us to choose them properly and causes optimized lubrication conditions where they are used. For these reasons it was decided to investigate on various features of solid lubricants and compare two types of solid lubricants, one made in Iran called Lubrisol and another one called LCF, made by LB Foster. The above mentioned solid lubricants were compared based on tests suggested by DIN EN 16028 standard. Performed tests were: friction test, hardness test, Thermal Gravimetric Analysis (TGA), density test, flame retardancy, water absorption and Scanning Electron Microscope (SEM) test. Pin-on-disc test was performed instead of twin-disc test by making a novel mechanism to apply solid lubricant on the rotating disc in order to establish friction conditions similar to real conditions. According to DIN EN 16028 standard, melting point test has been specified to evaluate thermal properties of solid lubricants, but this test is inapplicable for solid lubricants made by thermosetting polymers and Thermal Gravimetric Analysis (TGA) was used instead. By comparing LCF and Lubrisol solid lubricants it was concluded that both parts had similar lubrication properties and thermal stability in the operating temperature ranges. Hardness and density of Lubrisol was less than LCF by about 10% and its water absorption was 10 times more than LCF part; however, it was about 1% which is negligible and acceptable; because test condition is much more severe than real condition. Keywords: Solid Lubricants, Train Wheel Flange, Rail Gauge Corner, Wear, Tribology, Pin-on-Disc Test
روانکار جامد، برای روانکاری فلنج چرخ‌های قطار، چرخ‌های ماشین‌های ‌ریلی، ریل‌ها و در کاربردهایی که لازم است در تماس بین دو سطح فلزی، به‌طور موضعی اصطکاک کاهش یابد، مفید و مورد استفاده است. استفاده از روانکار جامد، در تماس فلنج چرخ با گوشه ریل، به‌خصوص در پیچ‌ها، به‌طور چشمگیری سایش را کاهش داده و علاوه‌بر افزایش عمر چرخ و ریل، خطر خروج قطار از ریل را نیز کاهش می‌دهد. با توجه به ویژگی غیرسیالی این محصولات و عدم انتشار آن‌ها برسطح ریل، استفاده از روانکارهای جامد نسبت به روانکارهای سیال مثل روغن و گریس، ارجحیت داشته و کاربرد آن‌ها، روزبه‌روز در حال افزایش است. نظر به اینکه دامنه وسیعی از روانکارهای جامد وجود دارد که هریک عملکردی متفاوت در خطوط ریلی مختلف دارد، آشنایی با خواص و نقد وبررسی آن‌ها، به انتخاب صحیح این محصولات کمک کرده و روانکاری بهینه‌شده‌ای در مجموعه ریل و قطار مورد استفاده، دردست می‌دهد. برهمین اساس، تصمیم گرفته شد تا خواص و ویژگی‌های این محصولات را استخراج کرده و به مقایسه ویژگی‌های نمونه بومی‌سازی‌شده (ساخت ایران) این محصولات، با روانکار جامد LCF ساخت شرکت LB Foster، پرداخته شود. روش تحقیق مورد استفاده، انجام آزمایش‌های موجود در استاندارد DIN EN 16028 بر روی هردومحصول بود و نتایج به‌دست آمده از روانکار LCF، به‌عنوان مرجع قرارگرفته و نتایج نمونه بومی‌سازی‌شده، با آن مقایسه شد. آزمایش‌هایی که دراین تحقیق برروی روانکارهای جامد انجام شد، شامل آزمایش ضریب اصطکاک، سختی، آنالیز توزین حرارتی، چگالی، مقاومت در برابر شعله، جذب آب و تصویربرداری با میکروسکوپ الکترونی بود. در این تحقیق، با ساخت مکانیزمی جهت اعمال روانکار جامد و برقراری شرایط اصطکاکی نزدیک به واقعیت، آزمایش پین برروی دیسک، جایگزین آزمایش دیسک برروی دیسک شد. باتوجه به اینکه در استاندارد مرجع، آزمایش دمای ذوب برای تعیین خواص حرارتی محصولات در نظر گرفته شده است، اما این آزمایش برای روانکارهای جامد حاوی پلیمر ترموست قابل اجرا نبوده و به‌جای آن، از آزمایش آنالیز توزین حرارتی، استفاده شد. ازمقایسه خواص روانکار مرجع با نمونه بومی‌سازی‌شده، نتیجه‌گیری شد که هردومحصول، دارای خواص روانکاری و پایداری حرارتی مشابه، در بازه دمای کاری بودند. سختی و چگالی نمونه بومی‌سازی‌شده، حدود 10% کمتر از نمونه مرجع بود و جذب آب آن، باوجود اینکه 10 برابر بیشتر از نمونه مرجع بود، اما مقداری ناچیز (درحدود 1%) و قابل قبول برای عملکرد محصول بود؛ چرا که شرایطی که محصول در آن آزمایش شد، بسیار بحرانی‌تر از شرایط واقعی بوده و در چنین شرایطی، مقدار جذب آب اندازه‌گیری شده، بسیار ناچیز است و اختلالی در عملکرد محصول، ایجاد نخواهد کرد. کلمات کلیدی: روانکار جامد، فلنج چرخ قطار، گوشه ریل، سایش، اصطکاک شناسی، راه‌آهن، آزمایش پین برروی دیسک

ارتقاء امنیت وب با وف بومی