17號車鉤及其零部件故障簡析

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1、西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17號車鉤及其零部件故障簡析 學(xué)生姓名： 丁宇 學(xué) 號： 1131206 專業(yè)班級： 鐵道機車車輛 指導(dǎo)教師： 張愛民 摘要 隨看我國鐵路運輸提速、重載的發(fā)展，作為當(dāng)前貨車主流品種的17號上作用式車鉤，在貨物列車運行中時有故障發(fā)生，嚴(yán)重影響鐵路的正常運輸，造成了較大的經(jīng)濟損失。如車輛在運行中車鉤自動分離、由于鉤體裂紋和鉤尾框后彎角裂紋引起的斷裂造成的分離和鉤舌折斷造成

2、的分離等。這不僅使鐵路運輸成本迅速增加，而且直接影響列車的安全。這也嚴(yán)重影響了我國鐵路運輸秩序，在一定的程度上制約了鐵道車輛的進(jìn)一步提速，影響鐵路運力的進(jìn)一步提高。 本論文在對17號車鉤運用過程中產(chǎn)生的故障進(jìn)行全面分析的基礎(chǔ)上，用計算機仿真軟件建立車鉤的裝配體模型并對其進(jìn)行分析、評價和疲勞壽命預(yù)測，提出相應(yīng)的預(yù)防和改進(jìn)措施?；谘b配體的17號車鉤有限元分析對于車鉤各零件的相互作用通過定義接觸來傳遞，可以更好地模擬其在實際運用過程中的受力狀態(tài)，找出車鉤應(yīng)力較大部位。這對于提高車輛連接的穩(wěn)定性，防止分離，保證鐵路運輸秩序、節(jié)約成本、提高鐵路運力具有重要的現(xiàn)實意義，為今后車鉤的設(shè)計、改造、檢修維護(hù)

3、等提供一定的理論依據(jù)。 關(guān)鍵詞：17號車鉤；故障；問題；措施 I 目 錄 摘要 2 第一章 緒 論 3 第二章 17號上作用式車鉤存在的問題及預(yù)防或改進(jìn)措施 4 2.1 引起車鉤自動分離的主要原因及改進(jìn)措施 4 2.2引起車鉤自動分離的其它原因及預(yù)防措施 8 第三章 17號車鉤提鉤裝置存在問題 15 3.1問題的提出 15 3.2原因分析 16 3.3建議及改進(jìn)措施 18 第四章 17號車鉤產(chǎn)生故障的原因及建議 18 4.1調(diào)查情況 18 4.2原因分析 19 4.3建議 20

4、 參考文獻(xiàn) 21 II 第一章 緒 論 鐵路是我國主要的運輸方式，在國民經(jīng)濟中起著非常重要的作用。鐵路的客貨運量占我國總運量的 50%，是國民經(jīng)濟發(fā)展的先導(dǎo)。由于鐵路運輸安全、快速、運量大、方便、節(jié)能，相對公路運輸而言污染小，不受自然氣候條件的制約，所以它在世界整個運輸業(yè)中具有重要的不可替代的地位。鐵路運輸尤其是高速鐵路運輸引起了世界各國的高速重視。近年來我國鐵路得到了飛躍的發(fā)展，今后 20 年是我國鐵路發(fā)展的高峰期，國家計劃修建干線高速鐵路，許多大中城市開始或計劃修建城市輕軌鐵路和地鐵。所以鐵路運輸尤其是高速鐵路運輸

5、，將要在我國經(jīng)濟建設(shè)和人民生活中起到重要的作用。 但是在鐵路運輸業(yè)中，有許多關(guān)鍵技術(shù)問題還有待進(jìn)一步解決。車鉤緩沖裝置是鐵道車輛的重要部件，它在機車與車輛、車輛與車輛之間起著連掛作用，并在列車運行中傳遞牽引力和緩解沖擊力，在車輛運輸中起著非常重要的作用。隨著我國鐵路運輸提速、重載的發(fā)展，作為當(dāng)前貨車主流品種的17號上作用式車鉤，在貨物列車運行中時有故障發(fā)生，嚴(yán)重影響鐵路的正常運輸，造成了較大的經(jīng)濟損失。如車輛在運行中車鉤自動分離、由于鉤體裂紋和鉤尾框后彎角裂紋引起的斷裂造成的分離和鉤舌折斷造成的分離等。隨著我國列車速度的提高和軸重的加大，17號車鉤出現(xiàn)故障的頻率越來越高。這不僅使鐵路運輸成本迅

6、速增加，而且直接影響列車的安全。已經(jīng)嚴(yán)重影響了我國鐵路客貨運輸秩序，在一定的程度上制約了鐵道車輛的進(jìn)一步提速，影響鐵路運力的進(jìn)一步提高。因此，改進(jìn)17號車鉤的結(jié)構(gòu)，對于提高車輛連接的穩(wěn)定性、防止分離、保證鐵路客貨運輸秩序、節(jié)約成本、提高鐵路運力具有重要的現(xiàn)實意義。 由于采用低合金鑄鋼制造車鉤，加上重載、提速的工況，使新造、檢修車鉤的裂紋發(fā)生率增加。為消除裂紋，采用了專用磁粉探傷設(shè)備，并規(guī)定對鑄件做大面積全數(shù)檢查，這給生產(chǎn)、檢修部門都帶來了較大的工作量，且質(zhì)量難以保證。對由于材料、鑄造、熱處理等因素造成的原始裂紋、焊補造成的裂紋和由于結(jié)構(gòu)、缺陷等產(chǎn)生應(yīng)力集中而造成的應(yīng)用裂紋等產(chǎn)生的原因、避免

7、的可能性、裂紋的擴展速率、疲勞裂紋及壽命都有進(jìn)行專題研究的必要。對各種裂紋及壽命進(jìn)行研究，對各種裂紋的成因、避免措施(尤其是避免產(chǎn)生原始裂紋) 、有效控制方法進(jìn)行研究，對在正常工況下運用的車鉤提出在其壽命期內(nèi)可放心使用、免裂紋檢查的科學(xué)根據(jù)，并指導(dǎo)實際應(yīng)用，這些都是體現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步且有現(xiàn)實意義的課題。 第二章 17號上作用式車鉤存在的問題及預(yù)防或改進(jìn)措施 17號車鉤屬于關(guān)節(jié)式非剛性自動車鉤，它的設(shè)計較合理地安排了鉤頭與鉤舌、鉤舌與鉤舌銷之間的間隙，在閉鎖位置時，可使鉤舌銷不受或較少地承受作用力，更充分地發(fā)揮了車鉤各部材料的承載能力。由于其強度大，因而在我國貨車上大量地應(yīng)用。然而，隨著鐵路提速

8、和重載列車的開行，17號上作用式車鉤在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的故障越來越多，而且故障發(fā)生的頻次越來越高，嚴(yán)重影響了鐵路運輸秩序。車鉤故障主要有自動分離和破損引起的分離兩類。引起車鉤自動分離的原因有防跳裝置失效、車鉤閉鎖作用不良、鉤提桿的橫縱向位移大、鉤提鏈松余量小、鉤頭的下垂或上翹等，其中防跳裝置失效是引起車鉤自動分離的主要原因。引起破損分離的原因有疲勞裂紋和鑄造缺陷等。 2.1 引起車鉤自動分離的主要原因及改進(jìn)措施 2.1.1 防跳裝置失效原因分析 1.17 號上作用式車鉤防跳裝置存在的主要問題是防跳約束力太小。如圖1 所示，上鎖銷自重1.38kg ，現(xiàn)用上鎖銷桿以鎖舌下平面支撐于鉤頭上平

9、面上，重心位于中心孔G內(nèi)，處于支撐面之內(nèi)，產(chǎn)生防跳作用的偏心力主要是A —A 斷面左側(cè)的重力，只占上鎖銷總重量的1/ 5～1/ 4 ，約0.2 kg～0.4 kg 。在相互連接的一對車鉤中，上鎖銷桿的防跳作用力，一個與列車運行方向一致，另一個與列車運行方向相反。與列車運行方向一致的車鉤在列車制動時，由于慣性作用，鉤腔內(nèi)上鎖銷脫離防跳臺，鉤鎖鐵防跳失效。鉤鎖鐵、上鎖銷桿和上鎖銷會在受到垂向振動時一起跳起，使得鉤頭內(nèi)的防跳臺起不到防跳作用。當(dāng)鉤鎖鐵彈跳到一定高度時，鉤鎖鐵完全脫離鉤鎖鐵承臺，鉤鎖鐵就無法限制鉤舌的轉(zhuǎn)動，必然造成車鉤自然分離。因此，車鉤分離多發(fā)生在與列車前進(jìn)方向相同一端的車鉤上。

10、 圖1上鎖銷 2. 為了防止在車輛運行時，鉤鎖鐵因車輛運行時的劇烈振動(由車輛加速、制動和軌道不平順等原因造成)而自動跳起造成脫鉤的事故，17號車鉤設(shè)有防跳裝置。 對于上作用式車鉤，如圖2所示，上鎖銷的下部銷釘沿著上鎖銷桿的彎孔滑下，致使上鎖銷下部彎鉤及上鎖銷桿頂部倒入鉤腔防跳臺下方。這樣，鉤鎖鐵雖受到振動，但因上鎖銷桿頂部被鉤頭內(nèi)的防跳臺所阻擋而無法彈出，起到了防跳作用。應(yīng)當(dāng)看到，該防跳作用的實現(xiàn)依賴于車鉤組件間的相互配合。然而，由于車鉤組件均為鑄造件，不同廠家甚至不同批次制造出來的零件都存在著較大的尺寸偏差，以及長期使用導(dǎo)致了零件的磨損，致使各組件不能很好地配合，防跳失效現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。同

11、時，車鉤在運行過程中由于運行狀況發(fā)生改變而產(chǎn)生了各部件間的碰撞，使得車鉤內(nèi)的鉤鎖鐵、上鎖銷和上鎖銷桿產(chǎn)生劇烈的縱向和垂向振動，當(dāng)上鎖銷下部彎鉤及上鎖銷桿頂部因縱向振動而從鉤腔防跳臺下擺出時，鉤鎖鐵、上鎖銷桿和上鎖銷就會在垂向振動時一起跳起，使得鉤腔防跳臺起不到防跳作用。當(dāng)鉤鎖鐵完全脫離鉤鎖承臺彈跳到一定高度時，它就無法限制鉤舌的轉(zhuǎn)動了，脫鉤就成為了必然。 3. 圖2 17號上作用式車鉤原結(jié)構(gòu) 2.1.2改善防跳性能的途徑及方法 圖3 17號上作用式車鉤改進(jìn)結(jié)構(gòu) 改善防跳性能有兩種途徑:一種途徑是根據(jù)運用要求，設(shè)計出結(jié)構(gòu)更合理的新型車鉤，另一種途徑是保持現(xiàn)用車鉤的主體結(jié)構(gòu)，通過局部

12、結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，提高防跳性能。顯然，后一種途徑會大大縮短設(shè)計周期，降低設(shè)計成本，但它還可能會繼承原有結(jié)構(gòu)的潛在缺陷?？紤]到17號車鉤的運用狀況，本文選擇了后一種途徑，因為這樣不會產(chǎn)生新老類型車鉤之間互換困難的問題，增大了使用的范圍和靈活性，可以在保證實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)的前提下降低設(shè)計周期和改造成本。根據(jù)三桿直立不穩(wěn)定的原理，大連交通大學(xué)課題組設(shè)計出了三連件防跳裝置，它通過有效約束鉤鎖鐵彈跳高度來實現(xiàn)防跳的目的，如圖3所示。它由上鎖銷桿、上鎖銷和上鎖提三個零件連接而成，替換原有的上鎖銷和上鎖銷桿，在不改變現(xiàn)有17號上作用式車鉤的鉤腔、鉤舌、鉤鎖鐵幾何形狀和尺寸限度的前提下，充分利用鉤腔內(nèi)的空間，依靠構(gòu)件特

13、殊的幾何形狀，在其自身重力作用下，自由下落形成反“Z”形結(jié)構(gòu)，與鉤鎖鐵共同作用，實現(xiàn)兩級防跳。正常情況下，車鉤在受到?jīng)_擊振動時，上鎖提和上鎖銷共同作用，達(dá)到限制上鎖銷桿縱向運動幅度的目的，使得上鎖銷桿頂部始終處于鉤腔防跳臺下方，上鎖銷桿及鉤鎖鐵垂向運動的幅度就得到了有效的控制，鉤鎖鐵無法完全脫離鎖鐵承臺，從而實現(xiàn)防跳的目的，此為一級防跳，與原防跳裝置原理基本相同，但因為結(jié)構(gòu)得到了改進(jìn)，安全系數(shù)己經(jīng)明顯地提高了。二級防跳的實現(xiàn)是應(yīng)用在非正常情況下，即車鉤各零件因磨損或鑄造誤差而出現(xiàn)較大的尺寸偏差時，由于各零件的配合有了較大的間隙，上鎖提和上鎖銷共同作用，有效地限制上鎖銷桿的縱向運動幅度，使得上鎖

14、銷桿頂部從鉤頭內(nèi)腔的防跳臺下方擺出后，能隨時回歸到原位。這種情況下，對原防跳裝置來說防跳功能己經(jīng)完全失效，隨時會發(fā)生脫鉤的事故。但對三連件防跳裝置來說，由于其獨特的結(jié)構(gòu)，防跳功能仍能實現(xiàn)。此時，車鉤繼續(xù)受縱向和垂向沖擊振動，上鎖提和上鎖銷的連接部位將會與鉤腔頂孔的前沿發(fā)生碰撞，使得上鎖銷因反彈而將上鎖銷桿回推到鉤腔的防跳臺下，重新恢復(fù)一級防跳的功能。這樣就可以完全防止車鉤自然分離現(xiàn)象的發(fā)生了。 2.1.4改進(jìn)防跳裝置(三連件)的主要特點 該17號上作用式車鉤防跳裝置結(jié)構(gòu)簡單，在車輛連掛和分解時操作方便，在檢修時便于維修。主要特點是: (1)不改變現(xiàn)用的車鉤裝置的結(jié)構(gòu)和作用原理，防跳性能在

15、現(xiàn)有的防跳鎖的基礎(chǔ)上有較大的提高; (2)不改變車站調(diào)車作業(yè)中車鉤分解與連掛作業(yè)習(xí)慣; (3)符合《鐵路技術(shù)管理規(guī)則》、《鐵路貨車廠、段修規(guī)程》要求; (4)不改變現(xiàn)有的車鉤鉤腔、鉤舌、鉤鎖鐵等其他配件的幾何形狀和尺寸限度; (5)不改變車鉤檢修的作業(yè)習(xí)慣; (6)防跳性能對鉤腔內(nèi)各配件磨損和尺寸偏差的敏感性小; (7)改造過程簡單，可以在較短的時間內(nèi)完成改裝任務(wù)，適合在全路大批量改造，只需在車輛檢修時將現(xiàn)用的上鎖銷和上鎖銷桿按要求換下即可。 根據(jù)以上設(shè)計方案生產(chǎn)的防跳裝置經(jīng)裝車運行試驗證明，該防跳裝置的防跳作用達(dá)到了理論設(shè)計預(yù)想。17號上作用式車鉤安裝該防跳裝置，可大大提高防止

16、自然分離的能力，充分發(fā)揮其分解、連掛、檢修簡單，牽引力大，實用性強的特點，且投資少，見效快，改造方便。 2.2引起車鉤自動分離的其它原因及預(yù)防措施 2.2.1車鉤閉鎖作用不良 1.原因分析 車鉤各部位變形與綜合磨耗尺寸過限，使車輛行駛在曲線區(qū)段時閉鎖作用不良，兩車鉤相互轉(zhuǎn)動而脫開，是導(dǎo)致貨車車鉤自動分離的原因之一。 “假落鎖”是造成車鉤因閉鎖作用不良而分離的最直接、最關(guān)鍵的原因之一 假落鎖是指車鉤處于閉鎖位置，鉤鎖鐵雖己經(jīng)落下?lián)踝°^舌，但上鎖銷未充分落下，上鎖銷與車鉤鎖孔部有間隙，上鎖銷桿與車鉤防跳臺未處于防跳狀態(tài)，此時用鎖鐵托具托起鉤鎖鐵，鉤鎖鐵向上移動，沒有防跳作用。產(chǎn)生的主要

17、原因是鉤舌尾部鉤鎖承臺堆焊過高。段修規(guī)程中規(guī)定:"17號車鉤鉤舌在鉤鎖承臺處堆焊后，鉤鎖坐入量最小處不得小于45 mm"。但在車鉤檢修中，為了處理防跳間隙超限，有些單位未認(rèn)真進(jìn)行配件選配，而單純采用堆焊鉤鎖承臺的方法，致使坐入量不足45 mm(即堆焊過高)，迫使鉤鎖鐵和上鎖銷上移。如果上鎖銷桿上端超過上防跳臺，鉤鎖鐵可以向上移動，車鉤沒有防跳作用;如果上鎖銷桿上端平面與上防跳臺基本處于同一高度，上鎖銷上端雖能坐入上防跳臺下方，但動作不靈活。裝車使用后，就可能出現(xiàn)上鎖銷桿上端不能坐入上防跳臺下方而使防跳作用失靈，造成運行中車鉤自動開鎖分離。 (2)車鉤鉤頭各零件磨耗過限或鉤腕外脹變形超限時，會

18、使鉤腕內(nèi)距超限，車輛在彎道運行時會造成車鉤自動分離。 (3)車鉤鉤腕的外脹、鉤耳的上翹及下垂等各相關(guān)部位的嚴(yán)重變形，使車鉤在裝車后，往往造成閉鎖失效。在鉤腕加焊鋼板時，未按要求焊接，在摩擦或撞擊時容易脫落。 (4)鉤舌鎖面、鉤鎖鐵兩側(cè)面和鉤腔內(nèi)壁磨耗過限部位加修不良，如未按要求均勻堆焊再加工平整，而是僅在磨耗部位堆焊面積很小的一塊或一行，在車輛運行當(dāng)中受沖擊或摩擦后極易脫落，造成閉鎖位尺寸超限。 (5)運用中鉤提鏈圓銷開口銷過長或劈開角度不夠，支撐在鉤鎖銷孔邊緣，阻礙落鎖也會造成閉鎖不良。 2.預(yù)防措施 (1)嚴(yán)格執(zhí)行鉤緩配件的使用壽命管理規(guī)定，不能進(jìn)行無體止的焊修和熱處理工作。

19、(2)鉤腔內(nèi)部各配件修后應(yīng)恢復(fù)其原形尺寸，重點加強對鉤腔內(nèi)防跳臺的檢查與修理。對鎖鐵掛鉤軸、上鎖銷桿上部圓弧嚴(yán)禁加修，過限或不能滿足防跳性能要求時一律報廢，對允許加修的鉤腔內(nèi)部配件，磨耗過限需要加修時，加修后必須恢復(fù)原型，不能恢復(fù)原形時，一律更換為新品。對鉤腔內(nèi)部防跳臺及其余磨耗部位必須全數(shù)進(jìn)行檢查，防跳臺磨耗過限時，具備加修能力的單位，加修后必須磨修，不具備加修能力的單位，必須對車鉤進(jìn)行更換，嚴(yán)禁使用過限車鉤，嚴(yán)禁通過堆焊鉤頭頂部的上鎖銷桿座來調(diào)整防跳臺限度。 (3)對鉤鎖承臺的加修須滿焊，打磨必須平整，必須保證鎖鐵坐入量不小于45 mm，嚴(yán)禁在落成交驗時以堆焊鉤鎖承臺來解決防跳作用過限的

20、問題。 (4)選配組裝過程中，除按規(guī)定對組裝好的車鉤進(jìn)行三態(tài)作用試驗外，還要認(rèn)真試驗防跳作用是否可靠，并加強對車鉤防跳間隙的限度控制。 (5)檢修車鉤時，車鉤鉤腕端部外脹變形影響閉鎖位置時應(yīng)調(diào)修、堆焊或焊裝厚度為5-}-1 Smm、高度為60-}-70mm的梯形鋼板，鋼板需有2個小于20mm的塞焊孔，焊后磨修平整;外脹變形大于1 Smm時更換。 (6)配鉤時，要在安裝鉤舌前測量閉鎖尺寸，超限時重新選配。 2.2.2鉤提桿的橫、縱向位移 1.原因分析 當(dāng)列車通過曲線或轍岔時車體會帶動鉤提桿產(chǎn)生橫、縱向的位移，鉤提鏈松余量相應(yīng)地會隨之減少，在鉤提桿的橫、縱向位移過限特別是鉤提桿頭位于上

21、鎖銷頭的前方時，鉤提桿鏈松余量的減少會加劇甚至喪失，極易引起車鉤的自動分離。 2.改進(jìn)措施 (1)對新造敞車、棚車，上作用式鉤提桿座直接設(shè)計為具有類似下作用式的定位槽，而對運行中的敞車、棚車，當(dāng)定檢到期后，可將上作用式鉤提桿座改造為具有類似下作用式的定位槽，或給上作用式鉤提桿座加裝限位裝置，使得鉤提桿即使在縱向沖擊力的作用下，也不能產(chǎn)生甩動，這是當(dāng)前減少運行中列車車鉤分離最有效的措施。 (2)在車輛新造及各級修程檢修時，嚴(yán)格執(zhí)行上作用式車鉤鉤提桿與車鉤縱向中心線左右橫動量不大于S Omm要求。通過實際運用證明這種控制對預(yù)防貨車分離事故的發(fā)生是有效的，因為在列車通過彎道或顛簸以及加速度和減

22、速度時，在較大的鉤提桿橫動量和擺動的情況下，會給車鉤上鎖銷一定的牽拉力，當(dāng)牽拉力足夠時就會使車鉤達(dá)到開鎖狀態(tài)，從而導(dǎo)致貨物列車發(fā)生自動分離事故。因此，控制鉤提桿橫向串動量對防止車鉤自動分離是必要的。由于檢測方法不統(tǒng)一以及不規(guī)范，因此應(yīng)該按照以下正確的測量方法進(jìn)行測量。 首先是確定測量基準(zhǔn)，按廠修規(guī)程的要求:“當(dāng)車鉤縱向中心與車體縱向中心重合時，以上鎖銷孔縱向中心與鉤提桿頭部縱向中心重合時為基準(zhǔn)”，這時的狀態(tài)如圖4所示(其中1為車體角柱，2為鉤提桿座，3為鉤提桿，4為車鉤，5為車體端墻，6為鉤提鏈)，車體的垂向中心線與鉤提鏈6的垂向中心距離25mm的尺寸就得以確定，然后在鉤提桿3上劃好刻線再左

23、右竄動鉤提桿，根據(jù)刻線的位置變化測量出鉤提桿3與鉤提桿座2的左右移動量的數(shù)值小于S Omm為合格。 圖4貨車端部示意圖 2.2.3鉤提桿的轉(zhuǎn)動慣量 1.原因分析 由于敞車、棚車裝用的車鉤均為17號上作用式車鉤，當(dāng)列車車速發(fā)生突變時，列車將產(chǎn)生很大的縱向沖擊力[}z6-z}}。正常狀態(tài)下，上鎖銷桿導(dǎo)入端的上平面抵在鉤腔內(nèi)的防跳臺下部，起到車鉤的防跳作用。在縱向沖擊力的作用下，鉤提桿必然隨著車體的慣性向上甩起，只要鉤提桿的轉(zhuǎn)動慣量產(chǎn)生的力大于提鉤力，鉤提桿就通過鉤提鏈提升上鎖銷，使上鎖銷處在一個向上提升的力的作用狀態(tài)下，而此時上鎖銷桿在車輛受到縱向沖擊而產(chǎn)生的慣性力的作用下向前竄出，脫離鉤

24、腔內(nèi)防跳止擋臺下方，車鉤即刻失去防跳作用。 2.改進(jìn)措施 在車體端墻上加裝限位裝置，以限制鉤提桿的擺動和縱向位移。該裝置主要包括安裝座、導(dǎo)向柱、上下兩部分滑動體和彈簧。工作原理:需要解鉤時將滑動體拉起(此時彈簧被壓縮)，當(dāng)滑動體上的定位擋高出導(dǎo)向柱上的定位凹槽時，滑動體可以繞著導(dǎo)向柱旋轉(zhuǎn)到使鉤提桿不受約束位置，此時可以完成解鉤;當(dāng)車輛運行時，將滑動體恢復(fù)原來位置，由于解鉤時彈簧被壓縮，而此時彈簧要恢復(fù)原長，這就使得滑動體上的定位擋從新落入到導(dǎo)向桿柱上的定位凹槽中，起到了限制鉤提桿的擺動和縱向位移的作用。該裝置的主要零件實體圖、導(dǎo)向柱和滑動體平面圖分別如圖5和圖6所示。 圖5限位裝置主

25、要零件實體圖 3.限位裝置的組裝: 圖6導(dǎo)向柱和滑動體平面圖 圖7限位裝置組裝圖 限位裝置的安裝:從圖5中可知，如果各部件安裝的位置正確，其鉤提桿鏈垂向中心與車體中心距離為25 mm，則鉤提桿座(右)中心與鉤提桿鏈垂向中心距應(yīng)為65 mm o如果按這樣的尺寸定位后測量鉤提桿的橫向移動量，就得出如下公式: 左向的橫動量數(shù)值應(yīng)為:L}=65-H/2-D/2+X 右向的橫動量數(shù)值應(yīng)為:Ly=L,-117 5-65-H/2-D/2-T+X 式中Lz為鉤提桿左向的橫動量數(shù)值;Ly為鉤提桿右向的橫動量數(shù)值;LI為鉤提桿橫向長度;X為鉤提桿座安裝誤差;D為鉤提桿直徑;H為鉤提桿座孔部寬

26、度;T為鉤提桿R(鉤提把拐彎處)不能通過鉤提桿座孔的剩余長度。如果設(shè)X=0時，按圖紙(QCH176-84-00-000)的設(shè)計尺寸進(jìn)行計算，就能得出名義尺寸時的鉤提桿與車鉤縱向中心線左右橫動量。圖紙中的參數(shù)如下:H=25; D=X22; L,=1700;鉤提桿座孔的直徑X33;鉤提把拐彎處的R=80。因此得出:Lz=41.Smm; Ly=37mmo 考慮到上述的左右橫動量，圖中a, b, c, d的尺寸值分別為41.Smm, 22mm, 37mm和20mm，具體安裝位置如圖8所示。 圖8限位裝置安裝位置示意圖 2.2.4鉤提鏈松余量 1.原因分析 按規(guī)定，在車輛新造及各級修程檢

27、修時，鉤提鏈松余量要調(diào)整至40-50 mm，上作用式車鉤鉤提桿與車鉤縱向中心線左右橫動量不得大于50 mm。該限度是在車鉤緩沖裝置各部分配件狀態(tài)良好下的靜態(tài)測量值，但在實際運用中車鉤隨車輛一起發(fā)生振動，鉤提桿出現(xiàn)橫向移動和縱向擺動，加之車鉤緩沖裝置各部分部件磨耗，車鉤出現(xiàn)縱向移動等情況，鉤提鏈松余量會被動減少，甚至沒有松余量。另外，一些檢修單位的檢修質(zhì)量不高，緩沖器自由高超限，增大了車鉤緩沖裝置在列車運行中的縱向移動，也會減少鉤提鏈松余量。由于條件有限，部分松余量超限的鉤提鏈不能及時發(fā)現(xiàn)。另外為了防止馬蹄環(huán)丟失，許多車輛的馬蹄環(huán)被焊死，運用中遇到這些情況時也無法處理，當(dāng)路況不好、司機操作不當(dāng)或

28、車輛自身原因出現(xiàn)振動時極易造成車鉤分離。 2.改進(jìn)措施 檢修單位應(yīng)該加強對車鉤及配件可見部位的檢查，及時發(fā)現(xiàn)并處理鉤提鏈過緊的故障。 2.2.5縱向沖擊力的作用 1.原因分析 貨物列車編組一般都在60輛-70輛之間，列車在運行時，由于我國現(xiàn)有貨車制動機形式不一(GK, 103、120等多種制動機混編，制動波速不一)，運行速度稍有突變，列車的縱向沖擊力就很大，列車的中后部尤其明顯。因此，縱向沖擊力是造成車鉤分離的主要外因。 2.改進(jìn)措施 加快現(xiàn)有貨車的技術(shù)改造。為適應(yīng)鐵路運輸重載、提速的需求，要加快對現(xiàn)有貨車17A型小間隙車鉤的更換、120分配閥的改造，以減少列車的縱向沖擊力。

29、2.2.6鉤頭的下垂或上翹 1.原因分析 在新《段修規(guī)程》中，段修落成車鉤頭下垂或上翹不超過5 mm，而在運用車中鉤頭的下垂或上翹超過5 mm的現(xiàn)象比較多。鉤頭的下垂或上翹在列車的編組中尤其在車輛空、重載相互連掛的情況下，容易引起車鉤的互鉤差而影響鉤提鏈松余量。當(dāng)列車運行至路基松軟或線路“三角坑”等病害地段時，易造成瞬間互鉤差超限而導(dǎo)致列車分離。 這種情況在平直良好線路調(diào)查時，各部限度尺寸均符合《鐵路貨車運用維修規(guī)程》的各項要求。 2.改進(jìn)措施 在檢修時應(yīng)該認(rèn)真的檢查車輛鉤托梁磨耗板是否丟失和鉤身磨耗是否超限以保證兩車車鉤互鉤差在75 mm范圍內(nèi)并且鉤頭下垂或上翹不超過5 mm。

30、第三章 17號車鉤提鉤裝置存在問題 3.1問題的提出 隨著鐵路車輛的快速發(fā)展，大量新型貨車車輛零部件相繼投人使用，如17號車鉤在C70, P70 , NX70等新車型中已廣泛應(yīng)用。新型貨車車輛零部件在工藝及技術(shù)方面已較成熟，質(zhì)量可靠，但其附屬件因沒有配套改進(jìn)，存在一些問題。如17號車鉤提鉤裝置就存在提鉤桿扁平部位落人提鉤桿座扁孔內(nèi)間隙過大的問題。 《鐵路貨車段修規(guī)程》中規(guī)定下作用車鉤提鉤桿扁平部位在提鉤桿座處每側(cè)長度不小于60 mm;在閉鎖位置時，扁平部位須能自由落人提鉤桿座的扁孔內(nèi)，其間隙不大于2 mm。但在段修檢修中，發(fā)現(xiàn)大量下作用提鉤桿扁平部位落人提鉤桿座的扁孔內(nèi)，其間隙都大于2

31、mm。間隙過大，將會造成以下危害: (1)導(dǎo)致下作用車鉤提鉤桿嚴(yán)重傾斜，提鉤桿手柄尾部與腳蹬接觸，產(chǎn)生磨碰，易使鉤提桿脫離鉤提桿座的扁孔，致使復(fù)位彈簧折斷或失效，一旦復(fù)位彈簧和防跳插銷失效的情況發(fā)生，就會形成車鉤防跳失效，造成車鉤分離。提鉤桿與腳蹬摩碰故障見圖9。 (2)受列車運行的震動及調(diào)速的影響，鉤提桿與鉤提桿座配合間隙過限時，會隨著車輛震動及調(diào)速產(chǎn)生跳動或擺動，從而加劇了連軸、下鎖銷桿組成和17型車鉤防跳面的磨耗，當(dāng)各零部件磨耗嚴(yán)重時，相互配合作用達(dá)不到規(guī)定要求，會導(dǎo)致17型車鉤防跳作用的失效。二位車鉤防跳作用失效見圖10。 圖9提鉤桿與腳蹬摩碰故障 圖10二位車鉤防

32、跳作用失效故障 2010年5 -8月份段修中對17型車鉤提鉤裝置存在的問題進(jìn)行了統(tǒng)計，結(jié)果見表1。 3.2原因分析 3.2.1提鉤桿及支座制作不規(guī)范 (1)17號車鉤在新造后第一個段修檢修中，就發(fā)現(xiàn)大量提鉤桿與座扁孔間隙過限，從提鉤桿實物測量來看，雖然要求提鉤桿扁平部位在提鉤桿座處每側(cè)長度不小于60 mm，但由于壓制扁平部位時不規(guī)范，造成鉤提桿扁平部位厚度達(dá)不到18 mm。 (2)提鉤桿支座是鑄造件，與提鉤桿材質(zhì)不匹配，扁孔又是弧面形，間距制作也不規(guī)范都大于20mm，故在新造中，已有一部份提鉤桿在扁孔內(nèi)間隙大于2 mm，又因經(jīng)過一個2年的段修期運用，提鉤桿座扁孔弧面與提鉤桿線性接

33、觸，極易磨耗，造成大部份提鉤桿在扁孔內(nèi)間隙超限。 (3)鉤提桿長度的制作也極不規(guī)范，因一位鉤提桿須與手制動軸托上、下部和水平距離均大于20mm，所以一位鉤提桿在中部有一個槽形彎曲，而二位鉤提桿中部卻不需要彎曲，在對鉤提桿實物測量中，發(fā)現(xiàn)二位鉤提桿長度過限情況大量存在，均大于設(shè)計尺寸1 200 mm，同時鉤提桿手柄制作也不規(guī)范，長度未統(tǒng)一，往往超長。 (4)C}o車型車體腳蹬位置靠后，腳蹬后擋格距鉤提桿座垂直距離280 mm、水平距離250 mm，鉤提桿手柄距車鉤提桿座垂直距離300 mm、水平距離240 mm，造成了鉤提桿手柄與車體腳蹬距離非?？拷?。當(dāng)鉤提桿與鉤提桿座配合間隙過大，因復(fù)位彈

34、簧的作用，使鉤提桿傾斜，形成了與車體腳蹬接觸的J清況大量發(fā)生。 3.2. 2廠、段修規(guī)程不合理 廠、段修規(guī)程中規(guī)定提鉤桿扁平部位與座扁平孔的間隙為2 mm，筆者認(rèn)為不合理。通過檢測發(fā)現(xiàn)，提鉤桿扁平部位與座扁平孔只要存在間隙，在車輛運行中，因車輛震動及調(diào)速就會產(chǎn)生跳動或擺動，發(fā)生磨耗，所以提鉤桿扁平部位與座扁平孔的間隙越小越好，而《鐵路貨車廠修規(guī)程》和《鐵路貨車段修規(guī)程》均規(guī)定下作用車鉤提鉤桿扁平部位須能自由落人提鉤桿座的扁孔內(nèi)，其間隙不大于2 mm;特別是《鐵路貨車站修規(guī)程》中規(guī)定下作用車鉤提鉤桿與座凹槽間隙不大于3 mm，限度規(guī)定值過大。 3.2.3施修方法不當(dāng) 檢修時只注重鉤提桿與

35、座槽整體間隙不大于2mm，極易忽視局部磨耗，即使注意到了局部磨耗，也只是在磨耗部位堆焊，且焊點較小，無法恢復(fù)原型，不能從根本上解決問題，車輛一旦投人運行，又迅速產(chǎn)生新的磨耗。 3.3建議及改進(jìn)措施 (1)建議規(guī)范鉤提桿及鉤提桿座的制作，確保符合運用要求。鉤提桿有效長度應(yīng)設(shè)計為1 100mm，鉤提桿扁平部位外側(cè)距鉤提桿座70 mm，內(nèi)側(cè)距鉤提桿座50 mm，保證扁平部位厚度不小于18mm，鉤提桿手柄長度應(yīng)設(shè)計為150 mm，鉤提桿手柄端部與鉤提桿座水平距離應(yīng)設(shè)計為120 mm、垂直距離應(yīng)設(shè)計為150 mm，可有效規(guī)避與腳蹬接觸，符合運用要求。 (2)改造鉤提桿座，便于鉤提桿座的檢修，同時

36、保證鉤提桿不脫離鉤提桿座扁孔內(nèi)，杜絕車鉤防跳失效。在鉤提桿座扁孔部位焊裝一個“u”形的厚4 mm、高45 mm、間距19 mm的磨耗套(見圖11)，材質(zhì)為45型鋼板型壓。同時增加一個防跳插銷(見圖12)穿人“u”形的磨耗套中，卡住鉤提桿，使其不能跳動和擺動。因提鉤桿復(fù)位彈簧極易折損，采用了提鉤桿防跳裝置后可取消復(fù)位彈簧，減少材料成本和檢修工作量。2個防跳作用(提鉤桿插銷防跳和車鉤下鎖銷插銷防跳)可有效保證17號車鉤防跳失效。同時改造提鉤桿支座也可應(yīng)用于所有下作用式車鉤，并且便于提鉤桿支座的檢修，易于更換。 圖11鉤提桿座“u”形磨耗套 圖12鉤提桿防跳插銷 (3) 建議廠、段、輔

37、修程中鉤提桿與鉤提桿座的配合間隙改為應(yīng)不大于1 mm。因車輛震動或調(diào)速就會引發(fā)提鉤桿及下鎖鎖桿轉(zhuǎn)軸等零部件的運動，產(chǎn)生磨耗，提鉤桿扁平部位與座扁平孔的間隙越小越好，建議廠、段、輔修規(guī)程規(guī)定的下作用車鉤提鉤桿扁平部位須能自由落人提鉤桿座的扁孔內(nèi)，其間隙應(yīng)控制在1 mm以內(nèi)。 第四章 17號車鉤產(chǎn)生故障的原因及建議 湖東車輛段在檢修C63A型敞車的17號車鉤中發(fā)現(xiàn),下鉤耳孔裂紋和牽引臺裂損較多,鉤尾端部及鉤舌銷孔磨耗嚴(yán)重,已構(gòu)成行車事故隱患。為了探索其中的原因,對1999年8月—10月車鉤檢修中發(fā)現(xiàn)的故障進(jìn)行了全面的調(diào)查分析。 4.1調(diào)查情況 1999年8月—10月共檢修17號車鉤963個

38、,其中下鉤耳孔裂紋97個,牽引臺裂損10個,占檢修數(shù)的百分比分別為10. 07%、1. 04%。下鉤耳孔裂紋多數(shù)在鉤耳孔護(hù)銷緣處,并伴有鑄造缺陷,最長裂紋達(dá)20mm。而鉤尾端部到銷孔邊緣的厚度按Q /BT178～182—95《貨車段修檢修工藝》中的限度掌握,磨耗過限的車鉤近50%。 表2車鉤裂損情況 表2為車鉤裂損情況統(tǒng)計，表3為裂損車鉤鑄造年份情況統(tǒng)訊 4.2原因分析 4.2.1制造誤差或更換鉤舌時選配不當(dāng) 由于制造工藝上的誤差或在運用檢修中更換鉤舌時選配不當(dāng)，造成鉤舌閉鎖后活動量大在列車運行中，加速了牽引臺的磨耗和振動，降低了牽引臺的強度，尤其是上下牽引臺只有1個單獨受力

39、時，更容易產(chǎn)生裂損。 表3裂損車鉤鑄造年份情況 對于17號固定車鉤，在列車的擺動中，其牽引臺較16號轉(zhuǎn)動車鉤的牽引臺承受了更多的剪切力和扭轉(zhuǎn)力，因此，17號車鉤牽引臺的裂損數(shù)量較16號車鉤的多，這與表1的統(tǒng)計數(shù)字是吻合的。 4.2.2加修鉤耳孔或配裝鉤舌不當(dāng) 檢修中，由于加修鉤耳孔的不當(dāng)或配裝鉤舌時，使鉤耳孔中心至牽引臺間的距離變小等原因，使得鉤耳孔護(hù)銷突緣承擔(dān)了全部牽引力，這樣，在沖擊力和牽引力等多種力的作用下，鉤耳孔附近便產(chǎn)生了裂統(tǒng) 另外，上下鉤耳由于銑孔鑲套所造成的不同心度，也會使其受力不均，造成鉤耳孔附近產(chǎn)生裂統(tǒng) 4.2.3大秦線的特殊性 大秦線長大坡道多，曲線多

40、，車輛上翻車機且單元重載編組與其他線路比較，車輛受力大，車鉤配件受力更大，增加了側(cè)向力和扭轉(zhuǎn)力，況且車輛循環(huán)使用，特定部位的受力也是循環(huán)重復(fù)，而且頻繁的列車分離和神鉤，加速了鉤耳孔和牽引臺的裂損，也加劇了鉤尾端部及鉤舌銷孔的磨耗 4.2.4鑄造缺陷的影響 由表2知，下鉤耳裂紋的車鉤大多鑄造于1997年，計71件，占鉤耳孔裂紋數(shù)的73.2%;牽引臺裂損的車鉤大多鑄造于1994年，計8件，占牽引臺裂損數(shù)的80%(有些車鉤還是同爐鑄造的飛從現(xiàn)場部分車鉤下鉤耳孔裂紋、牽引臺裂損的情況來看，鑄件大多存在不同程度的夾渣、縮孔砂眼、縮松、缺肉等缺陷。 車鉤鑄造時，廠家為了追求數(shù)量，未嚴(yán)格執(zhí)行鑄造工藝有

41、時澆鑄速度過快，鋼水中氣體未能及時排出砂型，造成縮孔、縮松;有時砂型春得太松，導(dǎo)致鑄件存有砂眼;有時鋼水熔渣多，造成鉤耳孔、牽引臺附近夾h由于鉤耳孔護(hù)銷突緣和牽引臺處局部截面變化大，鋼水凝固時散熱不均勻，極易形成應(yīng)力集中。這些鑄造缺陷在交變應(yīng)力的作用下，逐漸形成裂統(tǒng) 4.3建議 ( 1)對17號車鉤鉤耳孔牽引臺附近應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真檢查，對牽引臺磨耗嚴(yán)重或有裂紋的應(yīng)更換車鉤，特別要注意1994年生產(chǎn)的17號車鉤的牽引臺和1997年生產(chǎn)的16號車鉤的下鉤耳孔。 ( 2)對于有裂紋的鉤耳孔，應(yīng)沿裂紋長度方向鏟削V形(60o~ 70o)坡口，并徹底清除裂紋痕跡，根據(jù)裂紋部位及坡口情況，選擇適當(dāng)直徑的電

42、焊條和電流焊縫處不得有裂統(tǒng)夾渣、氣孔、咬邊未焊透等缺陷，并須有2mm的增強焊波焊后應(yīng)進(jìn)行探傷確定，對熱處理后的車鉤做好全面檢查，不得有過燒、脫碳變形及熱裂等現(xiàn)象 ( 3)車鉤加修區(qū)應(yīng)設(shè)法改進(jìn)工藝流程，增加車鉤翻轉(zhuǎn)裝置，既提高工作效率，又便于檢查、施煤車鉤組裝時，鉤舌選配應(yīng)適當(dāng)，對鉤舌閉鎖后活動量較大的應(yīng)處理;對上下鉤耳變形嚴(yán)重的，應(yīng)更換車鍬 ( 4)車鉤生產(chǎn)廠家應(yīng)規(guī)范鑄造工藝，在砂型、澆鑄等方面多下功夫，盡量減少車鉤鑄件的夾渣、縮孔、砂眼等缺隱 (5) 新版Q/BT 231~ 240-1998(貨車段修工藝》未對鉤尾端部到鉤舌銷孔邊緣的厚度提出限度要求，現(xiàn)場檢修人員不好掌握隨著該

43、部位長時間不做檢測，鉤尾端部到鉤舌銷孔邊緣的厚度將越來越薄，鉤舌銷孔也越來越大，很難保證沒有問題建議有關(guān)部門認(rèn)真研究，制定相應(yīng)檢修措施，確保該部位狀態(tài)良好。 參考文獻(xiàn) [1] 龐川賓,鄒新軍,盧潤平. 大秦線貨車16、17號車鉤鉤尾銷孔疲勞裂紋形成原因及應(yīng)對措施[J]. 太原鐵道科技. 2008(04) [2] 陳堅. 17號車鉤裝卸裝置的研制[J]. 上海鐵道科技. 2008(02) [3] 白淑萍. 大秦線C80型貨車16、17號車鉤裂紋原因分析及應(yīng)對措施[J]. 鐵道技術(shù)監(jiān)督. 2008(09) [4] 邵志芳. 從我國貨車車鉤的演變觀其發(fā)展趨勢[J]. 鐵道車輛.

44、 2005(07) [5] 馮國卿. 16號、17號車鉤故障的原因分析及建議[J]. 鐵道機車車輛工人. 2002(11) [6] 孟慶儒. 提速后車鉤緩沖裝置出現(xiàn)的問題及措施[J]. 鐵道機車車輛工人. 2000(12) [7] 劉德君. 影響16號車鉤轉(zhuǎn)動性能因素的改進(jìn)及建議[J]. 鐵道機車車輛. 2000(03) [8] 張鳳翔,管勝恩. 貨車13號車鉤及緩沖裝置檢修故障分析及建議[J]. 鐵道機車車輛. 2001(02) [9] 王傳勇. 貨車13號和13A型上作用車鉤新型防跳裝置常見故障探討[J]. 鐵道車輛. 2008(01) [10] 劉俊清,于科華.

45、大秦線C80型敞車轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架車輪輪緣單側(cè)磨耗原因分析及改進(jìn)措施[J]. 鐵道車輛. 2006(11) [11] 張濤. 對裝用新型三連件防跳裝置車鉤在運用中所出現(xiàn)問題的探討[J]. 鐵道車輛. 2008(06) [12] 周廣平,舒遠(yuǎn)健. 淺談可控減速頂電磁閥的維護(hù)與檢修[J]. 減速頂與調(diào)速技術(shù). 2006(02) [13] 孫麗萍,王志勇,王玉艷,關(guān)成秀,鄒濱雁. 三連件防跳裝置在13號上作用式車鉤上的實現(xiàn)與仿真[J]. 大連鐵道學(xué)院學(xué)報. 2005(03) [14] 韓美榮,沈忠. 13號車鉤鉤耳裂損分析與改進(jìn)[J]. 機車車輛工藝. 2006(01) [15] 孫

46、麗萍,王志勇,王玉艷,關(guān)成秀,鄒濱雁. 三連件防跳裝置在13號上作用式車鉤上的實現(xiàn)與仿真[J]. 大連鐵道學(xué)院學(xué)報. 2005(03) [16] 諸白香,蔡國慶. 鐵道車輛車鉤防跳作用不良的原因分析及預(yù)防措施[J]. 湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2004(03) [17] 岳剛. 貨車提速后車鉤分離的原因分析及建議[J]. 機車車輛工藝. 2004(02) [18] K.Y. Sze,W.K. Chan.A six-node pentagonal assumed natural strain. Finite Elements in Analysis and Design . 2001 [19] J. Tanga,V. Ogarevicb,C. S. Tsai.An integrated CAE environment for simulation-based durability. Advances in Engineering . 2001 [20] Y. H. Wei,Z. B. Dong,R. P. Liu.Three-dimensional numerical simulation. Modeling Simul. Materials Science and Engineering . 2005 20