Rzecz o transporcie kolejowym – czyli jak smar wprowadza kolej na właściwe tory

Transport kolejowy nabiera rozpędu. Bijemy rekordy prędkości, wdrażamy nowe rozwiązania technologiczne, rozwijamy infrastrukturę. Technologia musi być coraz bardziej bezpieczna i spełniać wyśrubowane standardy jakości. Bez względu jednak czy mówimy o kolejach dużych prędkości, pociągach towarowych czy podmiejskich, musimy mieć na uwadze jedno – żaden skład nie ruszy z miejsca, jeśli nie zadbamy o właściwe smarowanie jego kluczowych elementów. Tak było w czasach lokomotyw spalinowych, tak jest i dziś, gdy kolej osiąga prędkości bliskie 600 km / h.

Pojazd szynowy to skomplikowana, pełna technologicznych zakamarków maszyna. Jeśli zdamy sobie sprawę z jego uniwersalnego charakteru i różnorodności form w jakiej może się objawiać – dostrzeżemy jak wiele jest czynników decydujących o doborze właściwego środka smarnego.

Niektóre z maszyn szynowych działają w ekstremalnych temperaturach z dużymi amplitudami dobowymi; inne muszą wytrzymywać obciążenia wielkiego gabarytu, który przewożą. Każda, bez wyjątku, maszyna poruszająca się po torach musi walczyć z korozją i absorbować setki drgań każdego dnia pracy – i to bez różnicy czy przewozi pasażerów czy towary. Przy tak dużym zróżnicowaniu potrzeb i wysokich kosztach eksploatacji pojazdów liczy się nie tylko aspekt bezpieczeństwa i niezawodności dobranych środków smarnych, ale także czynnik ekonomiczny.

Testy w wyspecjalizowanych laboratoriach

Biorąc pod uwagę zróżnicowane potrzeby i ryzyko jakie niesie za sobą źle dobrany środek smarny, firmy dostarczające oleje dla kolejnictwa muszą spełniać wyśrubowane standardy jakości. O dopuszczeniu smaru do użytku decyduje europejska norma EN 12081, określająca wymagania jakościowe smarów przeznaczonych do smarowania łożysk tocznych maźnic kolejowych.

Przykładowo, w FUCHS oleje dla kolejnictwa poddawane są drobiazgowemu monitoringowi w ultranowoczesnych laboratoriach, w których odzwierciedla się różnego rodzaju warunki zewnętrzne i obciążenia jakim poddawane są maszyny. Testuje się mechaniczną stabilizację smarów, właściwości antykorozyjne, odporność na zużycie, separację oleju, ciśnienie oraz właściwości temperatury.

Stabilność mechaniczną smaru ocenia się na podstawie wytrzymałości na ścinanie po 100 000 podwójnych skoków (Pw 100 000) i wycieku smaru na skutek ciągłych wstrząsów i drgań (test V2F).

Właściwości ochrony przed korozją są natomiast sprawdzane przy użyciu wody destylowanej (tzw. test Emcor) – efekty kontaktu z łożyskiem zewnętrznym pierścienia ocenia się po około 7 dniach ekspozycji na środek.

Smarowanie smarem łożyskowym i ochrona przed zużyciem są określane w testach FE8. Po testowych przebiegach z określonymi prędkościami łożysk, temperaturami i obciążeniami osiowymi określa się zużycie łożysk tocznych i ich koszy. Stwierdza się również statyczne oddzielanie oleju od zasilania łożyska w niskich temperaturach (co najmniej -20 °C). Przydatność w niskiej temperaturze jest oceniana w odniesieniu do sztywniejszej konsystencji w odpowiednio niskich temperaturach.

Podobnie jak wszystkie elementy konstrukcyjne w maźnicy, smary są testowane w ekstremalnych warunkach dla ich specyficznych obszarów rozmieszczenia na złożonym stanowisku badawczym stosującym wymagające warunki odpowiadające normie EN 12082.

Oprócz ekspertów FUCHS, przydatność olejów do zastosowania w kolejnictwie potwierdzają także zewnętrzne laboratoria technologiczne oraz certyfikowane normy jakości ISO 9001: 2008 i ISO / TS 16949: 2009.

Eksploatacja w wymagających warunkach

Wśród elementów, które najczęściej podlegają smarowaniu w pojazdach szynowych trzeba przede wszystkim zwrócić uwagę na wspomniane już wcześniej maźnice – czyli łożyska toczne pojazdu, wały oraz sprzęgła nierozłączne – tzw.przeguby Cardana łączące poszczególne wagony ze sobą.

Szczególnie łożyska toczne pełnią niezwykle ważną funkcję i muszą spełniać w pojazdach szynowych wiele wymagań technicznych. Jakość smaru stosowana w tym przypadku musi podlegać testom ocenianym jako „testowanie jakości I klasy”. Smar jest tu jednym z kluczowych elementów konstrukcyjnych, spełniającym krytyczne zadanie. W zależności od typu zestawu kołowego stosowane są łożyska walcowe, stożkowe, a nawet łożyska baryłkowe. W transporcie kolejowym łożysko podlega dużym siłom promieniowym i dlatego ma na ogół specjalne, wewnętrzne klatki poliamidowe przystosowane do zastosowania w maźnicach.

Ze względu na rosnącą tendencję do wykorzystywania szybkich i ciężkich pociągów towarowych na coraz dłuższych trasach w sektorze transportu kolejowego, nowoczesne maźnice muszą zapewniać dłuższą żywotność, przy jednoczesnym przenoszeniu coraz większych obciążeń i naprężeń pod względem masy i temperatury.

Nie są to oczywiście jedyne elementy taboru, które muszą podlegać smarowaniu w pojeździe szynowym. Pełny wachlarz miejsc, w których należy zastosować smary obejmuje bowiem nie tylko elementy jezdne, ale także: prowadnice drzwi, pantografy – odbierające prąd z linii wysokiego napięcia, głowice zderzaków kolejowych, systemy hamulcowe, amortyzatory, silniki, sprzęgła hydrodynamiczne, skrzynie biegów, przekładnie, hydrauliczne napędy jezdne i zasilanie sprężonym powietrzem. Dopiero właściwe smarowanie tych wszystkich elementów jezdnych i wyposażenia zapewnia pojazdom szynowym bezawaryjne działanie, a obsłudze taboru, pasażerom i towarom – bezpieczeństwo transportu.