Grease for Wheel Flanges of Industrial Locomotives .


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Category: Medical / Health
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Transcripts
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Grease for Wheel Flanges of Industrial Locomotives Okin Lubchem Co.

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Contents 서��  운� �특성 윤활개소 윤활� � �� 택 윤활급�� 장치 �� 택 윤활 효과 결��  참�� 자료

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1. 서��  �� 무타이어와 아스팔트 사이의 높은 마찰계수 때문에 급출발 , 급� �동 , �� 속운� �이 가능한 자동차에 비해 �� 도차량은 강��  ��  과 � �일사이의 마찰계수가 낮아 � �상운� � 속도까지 가속하는데 많은 시간과 에너지가 필요��  뿐 아니라 급� �동 역시 시속 50Km 시 120m 이상 ( 화물기관차의 경우 250m) 의 � �동거리를 가지는 단� �이 있다 . 하지만 ��  과 � �일의 낮은 마찰계수 때문에 지구상의 어떤 운송수단 보다도 친환경� �이며 한꺼번에 많은 사람 혹은 화물들을 효율� �으로 운송��  수 있다는 장� �때문에 그 효용과 관심은 지속� �으로 �� 조되��  있다 . 여기에서 우리는 �� 도차량의 효율성 � ��� 를 위해 ��  과 � �일사이의 마찰계수에 관� �된 함수들 , 즉 , 마찰/마모와 윤활에 대한 �� 찰과 아울러 � �� � ��  플랜지 윤활� �와 급�� 장치를 소개 드리�� 자 합니다 .

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2. 운� �특성 높은 축 하중 (Axle Load) 높은 스트� �스와 Creepage 구름마찰과 미끄럼 마찰 경계마찰과 혼합마찰

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높은 축 하중 (Axle Load) 여객용에 비해 산업용 기차에 걸리는 높은 축 하중 ( Axle Load ) 은 �� 과 � �일에 많은 마모와 소성변형 , 모재부 (Subsurface) 열화 , � �촉부의 재료피로파괴 등을 일으킨다 . [ 표면피로에 의한 Pitting 이 발생한 Wheel Flange ] [ 모재부 열화로 shelling 이 발생한 Wheel Rim ]

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[ � �일의 Scoring( 상 ) 과 Rippling( 하 )] [ Abrasive wear 와 Adhesive wear 가 동시에 발생하��  있는 Wheel ]

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높은 스트� �스와 Creepage 곡�� 구간 주행시 각 Wheels 에 작용하는 Creep Forces

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[ 곡�� 구간 주행시 원심� �에 의해 바깥쪽 횔의 플랜지와 � �일 플랭크에 집중응� �이 걸리며 안쪽 �� 의 Rim 과 � �일사이에는 Stick-Slip 과 미끄럼 마찰에 의한 소음이 발생한다 . ] [ � �일 플랭크에 가해진 집중하중에 의해 � �일의 Subsurface 가 열화 �� 열된 � �일 단면 ]

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구름 마찰과 미끄럼마찰 Rails 위에서 구름마찰을 하는 Wheels 에는 낮은 마찰계수로 인해 미끄럼 마찰도 피��  수 없이 일어난다 . 우측 그래프는 미끄럼 마찰이 극히 � �을 때 재료표면의 수명이 미끄럼 마찰의 증가에 따라 급격히 감소됨을 보여주��  있다 .

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[ 구름마찰에 의한 모재부의 피로현상으로 �� 열 발생 ] [ 미끄럼마찰에 의해 모재부 �� 열이 촉진되어 Scuffing 발생 ] �� 하중의 구름마찰에 의해 Subsurface( 모재부 ) 에 �� 열이 발생 (1) 하여 반복된 하중에 의해 Spalling(3) 이 발생한 Pit 에 미끄럼 마찰이 일어나면 Subsurface 에 발생한 �� 열을 더욱 진행 (5) 시켜 결국에는 � �촉표면에 커다란 Scuffing(6) 이 일어나게 된다 .

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경계마찰과 혼합마찰 Boundary Friction and Mixed Friction Wheels 는 Rails 위를 주로 마찰계수가 큰 경계마찰과 혼합마찰상태로 구름운동과 미끄럼운동을 하므로 격심한 마모발생과 아울러 마찰동� �손실도 큰 운� �특성을 갖��  있다 . Contact Coefficient, ℳ

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운� �특성에 따른 문� �� � Wheel Flange/Gage Rail Face 마모 Rail Head/Wheel Rim 마모 Wheel 답면의 높은 삭� �비용 Wheel 답면 삭� �으로 운행율 � �하 곡�� 구간에서의 소음발생 Wheels/Rails 의 단수명 Wheel Flange 의 높은 마찰에 의한 동� �손실

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3. 윤활개소 Wheel Flange Rail Flank & Gage Rail Face Rail Head & Wheel Rim

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Wheel Flange/Rail Flank & Gage Rail Face 윤활개소별 윤활목표 재료표면의 피로파괴 방지 – � �상마모 - 수명연장 하중과 마찰� �에 의한 소성변형 방지 - 수명연장 미끄럼 마찰계수 � �감 – 탈�� 위험과 소음감소 , 에너지 � �감 Rail Head/Wheel Rim ( 참�� 자료에서 소개 ) 구름마찰� �항 감소 – 에너지 � �감 , 마모감소 미끄럼 마찰계수 조� � – � �동거리 무영향 , 견인� � 향상 횡� � (Lateral Force) 과 소음 감소

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4. 윤활� � �� 택 �� � �착성 - � �촉면 잔류와 비산방지 온도변화에 안� �된 윤활성과 분사성 급�� 장치에 대한 � �합성 내마모성 - 경계 윤활성 내하중성 , 방청성 , 내수성 , 산화안� �성 , 극압성 중금속 비함�� 의 친환경성 생분해성 장기 � �장성

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Solution "Biodegradable Synthetic Ester" 환경에 무해 낮은 수질오염 높은 생분해성 독성 물질 불포함 용� �성분 불포함 탁월한 윤활성

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Wheel Flange Lubricant Locolube ECO of FUCHS Lubritech GmbH

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Locolube ECO 의 특징 생분해성 식물성 에스테르기�� 의 벤톤계 그리이스 � �온 �� 동성과 열안� �성 , �� � �착성 그라파이트와 특수백색 �� 체윤활� �의 경계윤활성 15% 의 구동에너지 ( 연료비 ) � �감 마모 , 소음과 마찰 감소 � �비주기 연장 � �비작업 감소 극소량 윤량 탈��  위험 감소

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Locolube ECO 에 수행된 시험들 Friction Value Tannert Timken Almen-Wieland Environment CECL-33-A93 OECD 301 An E RAL-UZ 64 Wear FBT Welding Load FBT Wear Timken Adhesion Power Tannert Timken-Retention Fling-Off Test Corrosion Protection Erichsen Water Resistance Emcor

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Locolube ECO 의 � �용

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��  플랜지 윤활장치 네트웍에 의한 극소량 연속급��  (0.03g/cycle) 트랙 및 주변의 오염손실 없이 급�� � �량 윤활에 사용 운� �자나 � �비팀에 관계없이 채택된 � �어장치에 따라 곡�� 주로 , 거리 , 시간에 의한 자체� �어 윤활관리 트랙사이드 윤활장치 재충진 주기설� �의 어� �움 �� 과 주변오염이 야기되는 곡�� 주로에서의 과잉급��  네트웍에 의한 � �확한 윤활이 어� �다 . 5. 윤활급�� 장치 �� 택 부� �� �한 장치는 윤활성능 � �하와 경비상승 �� 발

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��  플랜지 급�� 방법 (On Board Type) 첫번째 ��  플랜지에 노즐을 통해 극소량 직� � 급��  � �일 플랭크에 � �달된 윤활� �가 후속 �� 에 간� � 급��  � �일 헤드로의 오염 혹은 퍼짐이 없이 플랭크에 만 간� �급�� 

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Vogel WFL SP 8 of Willy Vogel AG. 윤활� � 분사 폭 : 20 mm 분사 주기별 분사량 : 30mg 첫번째 ��  �� 막두께 : 약 0.5 ℳ 분사 주기별 운� �거리 : 500 m 1000Km 운� � 시 급�� 량 : 60g [ 윤활� � 분사 패턴 ] [ 시스템 개략도 , 분사 노즐 ]

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6. 윤활 효과 차륜 답면의 마모 감소 마모 감소로 인한 추가 효과 마찰계수 감소 - 소음 , 에너지 감소 연료/에너지와 Wheel Sets � �비 경비� �감

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1. 차륜 답면의 마모감소 삭� � 주기 연장 , 삭� � 횟수 증가 - 수명연장 : 마모부분 : 삭� �시 재료손실 부분 [ 윤활 ] [ 비윤활 ] : 삭� �후 차륜 단면

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비윤활로 인한 Rail 의 마모

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10 만 Km Field Test Wheel Flange Wear Reduction

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2. 마모 감소로 인한 추가효과 D.B. AG : Deutsche Bahn AG( 독일�� 도 ), Ö BB : 오스트리아 국��  , Conrail : Consolidated Rail Corporation( 미국 )

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3. 마찰계수 감소 : 에너지 � �감

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4. 연료/에너지와 Wheel Sets � �비경비 � �감 CSX : 미국�� 도 물류회사 , AAR : 북미�� 도연합 , BNSF : Burlington Northern Santa Fe Railway � �일 윤활로 가능한 연간 � �감액 ( 영국 ) ( 단위 : 백만불 )

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Wheel Sets 관� � 작업들의 백분율 변화 Wheel Flange Wear Contact Surface Wear Chipping Wheel Flange & Contact Surface Wear Wheel Rim Miscellaneous 재래식 광�� 계 그리이스를 1991 년 부터 �� 성능 생분해성 그리이스로 변경한 후 � �상마모와 관� �된 작업들로 단순화 되��  있다 . 기관차의 ��  플랜지 관� � 작업 ( 오스트리아 �� 도 � �공 )

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7. 결��  �� 성능 윤활� �와 � �� � 급�� 장치의 �� 택으로 여러 �� 도 회사들이 ��  플랜지 윤활에서 얻은 경험들의 ??��과는 다음과 같습니다 . 트랙의 마찰� �항이 30 ~35% 감소 견인� �과 � �동거리에 영향 없이 여��  구동� � 증가 . 15% 연료비 � �감 - 6 개월 내 초기투자비 조기 회수 . 30 ~80% 마모감소로 �� 과 � �일의 수명연장 . 소음 및 탈��  가능성 감소로 안� �성 증가 . 관리�� 지비와 기타 간� �경비 � �감 .

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8. 참�� 자료 Top of (Rail Head) 기관차의 �� 은 화차 혹은 객차를 견인하기 위해 � �일과의 높은 마찰이 요구된다 . 기관차는 �� 과 � �일의 � �촉에 따른 마찰� �항을 극복��  수 있는 많은 에너지가 요구된다 . �� 과 � �일의 수명에는 낮은 미끄럼 마찰이 �� 리하다 .

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Top of Rail 마모

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마찰조� �� �가 도포된 Top of Rail

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Top of Rail 마찰연구를 위한 美 BNSF 社 의 Test Car

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Train 과 Track 사이 에 요구되는 안� �성 Stress Energy of Train Strength of Track Safety Factor

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Train 과 Track 사이 에 발생하는 트러블 Stress $ 9.6 Billion Annual Expense (in U.S) Energy of Train Strength of Track Failure

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운행중 Train 과 Track 사이 에 변하는 안� �성 Str

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