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1、17号车钩及其零部件故障简析学生姓名： 丁宇 学 号： 1131206 专业班级： 铁道机车车辆 指导教师： 张爱民 摘要随看我国铁路运输提速、重载的发展，作为当前货车主流品种的17号上作用式车钩，在货物列车运行中时有故障发生，严重影响铁路的正常运输，造成了较大的经济损失。如车辆在运行中车钩自动分离、由于钩体裂纹和钩尾框后弯角裂纹引起的断裂造成的分离和钩舌折断造成的分离等。这不仅使铁路运输成本迅速增加，而且直接影响列车的安全。这也严重影响了我国铁路运输秩序，在一定的程度上制约了铁道车辆的进一步提速，影响铁路运力的进一步提高。本论文在对17号车钩运用过程中产生的故障进行全面分析的基础上，用计算机
2、仿真软件建立车钩的装配体模型并对其进行分析、评价和疲劳寿命预测，提出相应的预防和改进措施。基于装配体的17号车钩有限元分析对于车钩各零件的相互作用通过定义接触来传递，可以更好地模拟其在实际运用过程中的受力状态，找出车钩应力较大部位。这对于提高车辆连接的稳定性，防止分离，保证铁路运输秩序、节约成本、提高铁路运力具有重要的现实意义，为今后车钩的设计、改造、检修维护等提供一定的理论依据。关键词：17号车钩；故障；问题；措施目 录摘要2第一章 绪 论3第二章 17号上作用式车钩存在的问题及预防或改进措施42.1 引起车钩自动分离的主要原因及改进措施42.2引起车钩自动分离的其它原因及预防措施8第三章
3、17号车钩提钩装置存在问题153.1问题的提出153.2原因分析163.3建议及改进措施18第四章 17号车钩产生故障的原因及建议184.1调查情况184.2原因分析194.3建议20参考文献21第一章 绪 论 铁路是我国主要的运输方式，在国民经济中起着非常重要的作用。铁路的客货运量占我国总运量的 50%，是国民经济发展的先导。由于铁路运输安全、快速、运量大、方便、节能，相对公路运输而言污染小，不受自然气候条件的制约，所以它在世界整个运输业中具有重要的不可替代的地位。铁路运输尤其是高速铁路运输引起了世界各国的高速重视。近年来我国铁路得到了飞跃的发展，今后 20 年是我国铁路发展的高峰期，国家计
4、划修建干线高速铁路，许多大中城市开始或计划修建城市轻轨铁路和地铁。所以铁路运输尤其是高速铁路运输，将要在我国经济建设和人民生活中起到重要的作用。 但是在铁路运输业中，有许多关键技术问题还有待进一步解决。车钩缓冲装置是铁道车辆的重要部件，它在机车与车辆、车辆与车辆之间起着连挂作用，并在列车运行中传递牵引力和缓解冲击力，在车辆运输中起着非常重要的作用。随着我国铁路运输提速、重载的发展，作为当前货车主流品种的17号上作用式车钩，在货物列车运行中时有故障发生，严重影响铁路的正常运输，造成了较大的经济损失。如车辆在运行中车钩自动分离、由于钩体裂纹和钩尾框后弯角裂纹引起的断裂造成的分离和钩舌折断造成的分离
5、等。随着我国列车速度的提高和轴重的加大，17号车钩出现故障的频率越来越高。这不仅使铁路运输成本迅速增加，而且直接影响列车的安全。已经严重影响了我国铁路客货运输秩序，在一定的程度上制约了铁道车辆的进一步提速，影响铁路运力的进一步提高。因此，改进17号车钩的结构，对于提高车辆连接的稳定性、防止分离、保证铁路客货运输秩序、节约成本、提高铁路运力具有重要的现实意义。 由于采用低合金铸钢制造车钩，加上重载、提速的工况，使新造、检修车钩的裂纹发生率增加。为消除裂纹，采用了专用磁粉探伤设备，并规定对铸件做大面积全数检查，这给生产、检修部门都带来了较大的工作量，且质量难以保证。对由于材料、铸造、热处理等因素造
6、成的原始裂纹、焊补造成的裂纹和由于结构、缺陷等产生应力集中而造成的应用裂纹等产生的原因、避免的可能性、裂纹的扩展速率、疲劳裂纹及寿命都有进行专题研究的必要。对各种裂纹及寿命进行研究，对各种裂纹的成因、避免措施(尤其是避免产生原始裂纹) 、有效控制方法进行研究，对在正常工况下运用的车钩提出在其寿命期内可放心使用、免裂纹检查的科学根据，并指导实际应用，这些都是体现技术进步且有现实意义的课题。第二章 17号上作用式车钩存在的问题及预防或改进措施 17号车钩属于关节式非刚性自动车钩，它的设计较合理地安排了钩头与钩舌、钩舌与钩舌销之间的间隙，在闭锁位置时，可使钩舌销不受或较少地承受作用力，更充分地发挥了
7、车钩各部材料的承载能力。由于其强度大，因而在我国货车上大量地应用。然而，随着铁路提速和重载列车的开行，17号上作用式车钩在应用过程中出现的故障越来越多，而且故障发生的频次越来越高，严重影响了铁路运输秩序。车钩故障主要有自动分离和破损引起的分离两类。引起车钩自动分离的原因有防跳装置失效、车钩闭锁作用不良、钩提杆的横纵向位移大、钩提链松余量小、钩头的下垂或上翘等，其中防跳装置失效是引起车钩自动分离的主要原因。引起破损分离的原因有疲劳裂纹和铸造缺陷等。2.1 引起车钩自动分离的主要原因及改进措施 2.1.1 防跳装置失效原因分析 1.17 号上作用式车钩防跳装置存在的主要问题是防跳约束力太小。如图1
8、 所示，上锁销自重1.38kg ，现用上锁销杆以锁舌下平面支撑于钩头上平面上，重心位于中心孔G内，处于支撑面之内，产生防跳作用的偏心力主要是A A 断面左侧的重力，只占上锁销总重量的1/ 51/ 4 ，约0.2 kg0.4 kg 。在相互连接的一对车钩中，上锁销杆的防跳作用力，一个与列车运行方向一致，另一个与列车运行方向相反。与列车运行方向一致的车钩在列车制动时，由于惯性作用，钩腔内上锁销脱离防跳台，钩锁铁防跳失效。钩锁铁、上锁销杆和上锁销会在受到垂向振动时一起跳起，使得钩头内的防跳台起不到防跳作用。当钩锁铁弹跳到一定高度时，钩锁铁完全脱离钩锁铁承台，钩锁铁就无法限制钩舌的转动，必然造成车钩自
9、然分离。因此，车钩分离多发生在与列车前进方向相同一端的车钩上。 图1上锁销2. 为了防止在车辆运行时，钩锁铁因车辆运行时的剧烈振动(由车辆加速、制动和轨道不平顺等原因造成)而自动跳起造成脱钩的事故，17号车钩设有防跳装置。 对于上作用式车钩，如图2所示，上锁销的下部销钉沿着上锁销杆的弯孔滑下，致使上锁销下部弯钩及上锁销杆顶部倒入钩腔防跳台下方。这样，钩锁铁虽受到振动，但因上锁销杆顶部被钩头内的防跳台所阻挡而无法弹出，起到了防跳作用。应当看到，该防跳作用的实现依赖于车钩组件间的相互配合。然而，由于车钩组件均为铸造件，不同厂家甚至不同批次制造出来的零件都存在着较大的尺寸偏差，以及长期使用导致了零件
10、的磨损，致使各组件不能很好地配合，防跳失效现象经常发生。同时，车钩在运行过程中由于运行状况发生改变而产生了各部件间的碰撞，使得车钩内的钩锁铁、上锁销和上锁销杆产生剧烈的纵向和垂向振动，当上锁销下部弯钩及上锁销杆顶部因纵向振动而从钩腔防跳台下摆出时，钩锁铁、上锁销杆和上锁销就会在垂向振动时一起跳起，使得钩腔防跳台起不到防跳作用。当钩锁铁完全脱离钩锁承台弹跳到一定高度时，它就无法限制钩舌的转动了，脱钩就成为了必然。3.图2 17号上作用式车钩原结构2.1.2改善防跳性能的途径及方法图3 17号上作用式车钩改进结构改善防跳性能有两种途径:一种途径是根据运用要求，设计出结构更合理的新型车钩，另一种途径
11、是保持现用车钩的主体结构，通过局部结构的改进，提高防跳性能。显然，后一种途径会大大缩短设计周期，降低设计成本，但它还可能会继承原有结构的潜在缺陷。考虑到17号车钩的运用状况，本文选择了后一种途径，因为这样不会产生新老类型车钩之间互换困难的问题，增大了使用的范围和灵活性，可以在保证实现设计目标的前提下降低设计周期和改造成本。根据三杆直立不稳定的原理，大连交通大学课题组设计出了三连件防跳装置，它通过有效约束钩锁铁弹跳高度来实现防跳的目的，如图3所示。它由上锁销杆、上锁销和上锁提三个零件连接而成，替换原有的上锁销和上锁销杆，在不改变现有17号上作用式车钩的钩腔、钩舌、钩锁铁几何形状和尺寸限度的前提下
12、，充分利用钩腔内的空间，依靠构件特殊的几何形状，在其自身重力作用下，自由下落形成反“Z”形结构，与钩锁铁共同作用，实现两级防跳。正常情况下，车钩在受到冲击振动时，上锁提和上锁销共同作用，达到限制上锁销杆纵向运动幅度的目的，使得上锁销杆顶部始终处于钩腔防跳台下方，上锁销杆及钩锁铁垂向运动的幅度就得到了有效的控制，钩锁铁无法完全脱离锁铁承台，从而实现防跳的目的，此为一级防跳，与原防跳装置原理基本相同，但因为结构得到了改进，安全系数己经明显地提高了。二级防跳的实现是应用在非正常情况下，即车钩各零件因磨损或铸造误差而出现较大的尺寸偏差时，由于各零件的配合有了较大的间隙，上锁提和上锁销共同作用，有效地限
13、制上锁销杆的纵向运动幅度，使得上锁销杆顶部从钩头内腔的防跳台下方摆出后，能随时回归到原位。这种情况下，对原防跳装置来说防跳功能己经完全失效，随时会发生脱钩的事故。但对三连件防跳装置来说，由于其独特的结构，防跳功能仍能实现。此时，车钩继续受纵向和垂向冲击振动，上锁提和上锁销的连接部位将会与钩腔顶孔的前沿发生碰撞，使得上锁销因反弹而将上锁销杆回推到钩腔的防跳台下，重新恢复一级防跳的功能。这样就可以完全防止车钩自然分离现象的发生了。2.1.4改进防跳装置(三连件)的主要特点该17号上作用式车钩防跳装置结构简单，在车辆连挂和分解时操作方便，在检修时便于维修。主要特点是:(1)不改变现用的车钩装置的结构
14、和作用原理，防跳性能在现有的防跳锁的基础上有较大的提高;(2)不改变车站调车作业中车钩分解与连挂作业习惯;(3)符合铁路技术管理规则、铁路货车厂、段修规程要求;(4)不改变现有的车钩钩腔、钩舌、钩锁铁等其他配件的几何形状和尺寸限度;(5)不改变车钩检修的作业习惯;(6)防跳性能对钩腔内各配件磨损和尺寸偏差的敏感性小;(7)改造过程简单，可以在较短的时间内完成改装任务，适合在全路大批量改造，只需在车辆检修时将现用的上锁销和上锁销杆按要求换下即可。根据以上设计方案生产的防跳装置经装车运行试验证明，该防跳装置的防跳作用达到了理论设计预想。17号上作用式车钩安装该防跳装置，可大大提高防止自然分离的能力
15、，充分发挥其分解、连挂、检修简单，牵引力大，实用性强的特点，且投资少，见效快，改造方便。2.2引起车钩自动分离的其它原因及预防措施2.2.1车钩闭锁作用不良1.原因分析车钩各部位变形与综合磨耗尺寸过限，使车辆行驶在曲线区段时闭锁作用不良，两车钩相互转动而脱开，是导致货车车钩自动分离的原因之一。“假落锁”是造成车钩因闭锁作用不良而分离的最直接、最关键的原因之一假落锁是指车钩处于闭锁位置，钩锁铁虽己经落下挡住钩舌，但上锁销未充分落下，上锁销与车钩锁孔部有间隙，上锁销杆与车钩防跳台未处于防跳状态，此时用锁铁托具托起钩锁铁，钩锁铁向上移动，没有防跳作用。产生的主要原因是钩舌尾部钩锁承台堆焊过高。段修规
16、程中规定:17号车钩钩舌在钩锁承台处堆焊后，钩锁坐入量最小处不得小于45 mm。但在车钩检修中，为了处理防跳间隙超限，有些单位未认真进行配件选配，而单纯采用堆焊钩锁承台的方法，致使坐入量不足45 mm(即堆焊过高)，迫使钩锁铁和上锁销上移。如果上锁销杆上端超过上防跳台，钩锁铁可以向上移动，车钩没有防跳作用;如果上锁销杆上端平面与上防跳台基本处于同一高度，上锁销上端虽能坐入上防跳台下方，但动作不灵活。装车使用后，就可能出现上锁销杆上端不能坐入上防跳台下方而使防跳作用失灵，造成运行中车钩自动开锁分离。(2)车钩钩头各零件磨耗过限或钩腕外胀变形超限时，会使钩腕内距超限，车辆在弯道运行时会造成车钩自动
17、分离。(3)车钩钩腕的外胀、钩耳的上翘及下垂等各相关部位的严重变形，使车钩在装车后，往往造成闭锁失效。在钩腕加焊钢板时，未按要求焊接，在摩擦或撞击时容易脱落。(4)钩舌锁面、钩锁铁两侧面和钩腔内壁磨耗过限部位加修不良，如未按要求均匀堆焊再加工平整，而是仅在磨耗部位堆焊面积很小的一块或一行，在车辆运行当中受冲击或摩擦后极易脱落，造成闭锁位尺寸超限。(5)运用中钩提链圆销开口销过长或劈开角度不够，支撑在钩锁销孔边缘，阻碍落锁也会造成闭锁不良。2.预防措施(1)严格执行钩缓配件的使用寿命管理规定，不能进行无体止的焊修和热处理工作。(2)钩腔内部各配件修后应恢复其原形尺寸，重点加强对钩腔内防跳台的检查
18、与修理。对锁铁挂钩轴、上锁销杆上部圆弧严禁加修，过限或不能满足防跳性能要求时一律报废，对允许加修的钩腔内部配件，磨耗过限需要加修时，加修后必须恢复原型，不能恢复原形时，一律更换为新品。对钩腔内部防跳台及其余磨耗部位必须全数进行检查，防跳台磨耗过限时，具备加修能力的单位，加修后必须磨修，不具备加修能力的单位，必须对车钩进行更换，严禁使用过限车钩，严禁通过堆焊钩头顶部的上锁销杆座来调整防跳台限度。(3)对钩锁承台的加修须满焊，打磨必须平整，必须保证锁铁坐入量不小于45 mm，严禁在落成交验时以堆焊钩锁承台来解决防跳作用过限的问题。(4)选配组装过程中，除按规定对组装好的车钩进行三态作用试验外，还要
19、认真试验防跳作用是否可靠，并加强对车钩防跳间隙的限度控制。(5)检修车钩时，车钩钩腕端部外胀变形影响闭锁位置时应调修、堆焊或焊装厚度为5-1 Smm、高度为60-70mm的梯形钢板，钢板需有2个小于20mm的塞焊孔，焊后磨修平整;外胀变形大于1 Smm时更换。(6)配钩时，要在安装钩舌前测量闭锁尺寸，超限时重新选配。2.2.2钩提杆的横、纵向位移1.原因分析当列车通过曲线或辙岔时车体会带动钩提杆产生横、纵向的位移，钩提链松余量相应地会随之减少，在钩提杆的横、纵向位移过限特别是钩提杆头位于上锁销头的前方时，钩提杆链松余量的减少会加剧甚至丧失，极易引起车钩的自动分离。2.改进措施(1)对新造敞车、
20、棚车，上作用式钩提杆座直接设计为具有类似下作用式的定位槽，而对运行中的敞车、棚车，当定检到期后，可将上作用式钩提杆座改造为具有类似下作用式的定位槽，或给上作用式钩提杆座加装限位装置，使得钩提杆即使在纵向冲击力的作用下，也不能产生甩动，这是当前减少运行中列车车钩分离最有效的措施。(2)在车辆新造及各级修程检修时，严格执行上作用式车钩钩提杆与车钩纵向中心线左右横动量不大于S Omm要求。通过实际运用证明这种控制对预防货车分离事故的发生是有效的，因为在列车通过弯道或颠簸以及加速度和减速度时，在较大的钩提杆横动量和摆动的情况下，会给车钩上锁销一定的牵拉力，当牵拉力足够时就会使车钩达到开锁状态，从而导致
21、货物列车发生自动分离事故。因此，控制钩提杆横向串动量对防止车钩自动分离是必要的。由于检测方法不统一以及不规范，因此应该按照以下正确的测量方法进行测量。首先是确定测量基准，按厂修规程的要求:“当车钩纵向中心与车体纵向中心重合时，以上锁销孔纵向中心与钩提杆头部纵向中心重合时为基准”，这时的状态如图4所示(其中1为车体角柱，2为钩提杆座，3为钩提杆，4为车钩，5为车体端墙，6为钩提链)，车体的垂向中心线与钩提链6的垂向中心距离25mm的尺寸就得以确定，然后在钩提杆3上划好刻线再左右窜动钩提杆，根据刻线的位置变化测量出钩提杆3与钩提杆座2的左右移动量的数值小于S Omm为合格。图4货车端部示意图2.2
22、.3钩提杆的转动惯量1.原因分析由于敞车、棚车装用的车钩均为17号上作用式车钩，当列车车速发生突变时，列车将产生很大的纵向冲击力z6-z。正常状态下，上锁销杆导入端的上平面抵在钩腔内的防跳台下部，起到车钩的防跳作用。在纵向冲击力的作用下，钩提杆必然随着车体的惯性向上甩起，只要钩提杆的转动惯量产生的力大于提钩力，钩提杆就通过钩提链提升上锁销，使上锁销处在一个向上提升的力的作用状态下，而此时上锁销杆在车辆受到纵向冲击而产生的惯性力的作用下向前窜出，脱离钩腔内防跳止挡台下方，车钩即刻失去防跳作用。2.改进措施在车体端墙上加装限位装置，以限制钩提杆的摆动和纵向位移。该装置主要包括安装座、导向柱、上下两
23、部分滑动体和弹簧。工作原理:需要解钩时将滑动体拉起(此时弹簧被压缩)，当滑动体上的定位挡高出导向柱上的定位凹槽时，滑动体可以绕着导向柱旋转到使钩提杆不受约束位置，此时可以完成解钩;当车辆运行时，将滑动体恢复原来位置，由于解钩时弹簧被压缩，而此时弹簧要恢复原长，这就使得滑动体上的定位挡从新落入到导向杆柱上的定位凹槽中，起到了限制钩提杆的摆动和纵向位移的作用。该装置的主要零件实体图、导向柱和滑动体平面图分别如图5和图6所示。图5限位装置主要零件实体图3.限位装置的组装:图6导向柱和滑动体平面图图7限位装置组装图限位装置的安装:从图5中可知，如果各部件安装的位置正确，其钩提杆链垂向中心与车体中心距离
24、为25 mm，则钩提杆座(右)中心与钩提杆链垂向中心距应为65 mm o如果按这样的尺寸定位后测量钩提杆的横向移动量，就得出如下公式:左向的横动量数值应为:L=65-H/2-D/2+X右向的横动量数值应为:Ly=L,-117 5-65-H/2-D/2-T+X式中Lz为钩提杆左向的横动量数值;Ly为钩提杆右向的横动量数值;LI为钩提杆横向长度;X为钩提杆座安装误差;D为钩提杆直径;H为钩提杆座孔部宽度;T为钩提杆R(钩提把拐弯处)不能通过钩提杆座孔的剩余长度。如果设X=0时，按图纸(QCH176-84-00-000)的设计尺寸进行计算，就能得出名义尺寸时的钩提杆与车钩纵向中心线左右横动量。图纸中
25、的参数如下:H=25; D=X22; L,=1700;钩提杆座孔的直径X33;钩提把拐弯处的R=80。因此得出:Lz=41.Smm; Ly=37mmo考虑到上述的左右横动量，图中a, b, c, d的尺寸值分别为41.Smm, 22mm, 37mm和20mm，具体安装位置如图8所示。图8限位装置安装位置示意图2.2.4钩提链松余量1.原因分析按规定，在车辆新造及各级修程检修时，钩提链松余量要调整至40-50 mm，上作用式车钩钩提杆与车钩纵向中心线左右横动量不得大于50 mm。该限度是在车钩缓冲装置各部分配件状态良好下的静态测量值，但在实际运用中车钩随车辆一起发生振动，钩提杆出现横向移动和纵向
26、摆动，加之车钩缓冲装置各部分部件磨耗，车钩出现纵向移动等情况，钩提链松余量会被动减少，甚至没有松余量。另外，一些检修单位的检修质量不高，缓冲器自由高超限，增大了车钩缓冲装置在列车运行中的纵向移动，也会减少钩提链松余量。由于条件有限，部分松余量超限的钩提链不能及时发现。另外为了防止马蹄环丢失，许多车辆的马蹄环被焊死，运用中遇到这些情况时也无法处理，当路况不好、司机操作不当或车辆自身原因出现振动时极易造成车钩分离。2.改进措施检修单位应该加强对车钩及配件可见部位的检查，及时发现并处理钩提链过紧的故障。2.2.5纵向冲击力的作用1.原因分析货物列车编组一般都在60辆-70辆之间，列车在运行时，由于我
27、国现有货车制动机形式不一(GK, 103、120等多种制动机混编，制动波速不一)，运行速度稍有突变，列车的纵向冲击力就很大，列车的中后部尤其明显。因此，纵向冲击力是造成车钩分离的主要外因。2.改进措施加快现有货车的技术改造。为适应铁路运输重载、提速的需求，要加快对现有货车17A型小间隙车钩的更换、120分配阀的改造，以减少列车的纵向冲击力。2.2.6钩头的下垂或上翘1.原因分析在新段修规程中，段修落成车钩头下垂或上翘不超过5 mm，而在运用车中钩头的下垂或上翘超过5 mm的现象比较多。钩头的下垂或上翘在列车的编组中尤其在车辆空、重载相互连挂的情况下，容易引起车钩的互钩差而影响钩提链松余量。当列
28、车运行至路基松软或线路“三角坑”等病害地段时，易造成瞬间互钩差超限而导致列车分离。这种情况在平直良好线路调查时，各部限度尺寸均符合铁路货车运用维修规程的各项要求。2.改进措施在检修时应该认真的检查车辆钩托梁磨耗板是否丢失和钩身磨耗是否超限以保证两车车钩互钩差在75 mm范围内并且钩头下垂或上翘不超过5 mm。第三章 17号车钩提钩装置存在问题3.1问题的提出随着铁路车辆的快速发展，大量新型货车车辆零部件相继投人使用，如17号车钩在C70, P70 , NX70等新车型中已广泛应用。新型货车车辆零部件在工艺及技术方面已较成熟，质量可靠，但其附属件因没有配套改进，存在一些问题。如17号车钩提钩装置
29、就存在提钩杆扁平部位落人提钩杆座扁孔内间隙过大的问题。铁路货车段修规程中规定下作用车钩提钩杆扁平部位在提钩杆座处每侧长度不小于60 mm;在闭锁位置时，扁平部位须能自由落人提钩杆座的扁孔内，其间隙不大于2 mm。但在段修检修中，发现大量下作用提钩杆扁平部位落人提钩杆座的扁孔内，其间隙都大于2 mm。间隙过大，将会造成以下危害:(1)导致下作用车钩提钩杆严重倾斜，提钩杆手柄尾部与脚蹬接触，产生磨碰，易使钩提杆脱离钩提杆座的扁孔，致使复位弹簧折断或失效，一旦复位弹簧和防跳插销失效的情况发生，就会形成车钩防跳失效，造成车钩分离。提钩杆与脚蹬摩碰故障见图9。 (2)受列车运行的震动及调速的影响，钩提杆
30、与钩提杆座配合间隙过限时，会随着车辆震动及调速产生跳动或摆动，从而加剧了连轴、下锁销杆组成和17型车钩防跳面的磨耗，当各零部件磨耗严重时，相互配合作用达不到规定要求，会导致17型车钩防跳作用的失效。二位车钩防跳作用失效见图10。图9提钩杆与脚蹬摩碰故障图10二位车钩防跳作用失效故障2010年5 -8月份段修中对17型车钩提钩装置存在的问题进行了统计，结果见表1。3.2原因分析3.2.1提钩杆及支座制作不规范(1)17号车钩在新造后第一个段修检修中，就发现大量提钩杆与座扁孔间隙过限，从提钩杆实物测量来看，虽然要求提钩杆扁平部位在提钩杆座处每侧长度不小于60 mm，但由于压制扁平部位时不规范，造成
31、钩提杆扁平部位厚度达不到18 mm。(2)提钩杆支座是铸造件，与提钩杆材质不匹配，扁孔又是弧面形，间距制作也不规范都大于20mm，故在新造中，已有一部份提钩杆在扁孔内间隙大于2 mm，又因经过一个2年的段修期运用，提钩杆座扁孔弧面与提钩杆线性接触，极易磨耗，造成大部份提钩杆在扁孔内间隙超限。(3)钩提杆长度的制作也极不规范，因一位钩提杆须与手制动轴托上、下部和水平距离均大于20mm，所以一位钩提杆在中部有一个槽形弯曲，而二位钩提杆中部却不需要弯曲，在对钩提杆实物测量中，发现二位钩提杆长度过限情况大量存在，均大于设计尺寸1 200 mm，同时钩提杆手柄制作也不规范，长度未统一，往往超长。(4)C
32、o车型车体脚蹬位置靠后，脚蹬后挡格距钩提杆座垂直距离280 mm、水平距离250 mm，钩提杆手柄距车钩提杆座垂直距离300 mm、水平距离240 mm，造成了钩提杆手柄与车体脚蹬距离非常靠近。当钩提杆与钩提杆座配合间隙过大，因复位弹簧的作用，使钩提杆倾斜，形成了与车体脚蹬接触的J清况大量发生。3.2. 2厂、段修规程不合理厂、段修规程中规定提钩杆扁平部位与座扁平孔的间隙为2 mm，笔者认为不合理。通过检测发现，提钩杆扁平部位与座扁平孔只要存在间隙，在车辆运行中，因车辆震动及调速就会产生跳动或摆动，发生磨耗，所以提钩杆扁平部位与座扁平孔的间隙越小越好，而铁路货车厂修规程和铁路货车段修规程均规定
33、下作用车钩提钩杆扁平部位须能自由落人提钩杆座的扁孔内，其间隙不大于2 mm;特别是铁路货车站修规程中规定下作用车钩提钩杆与座凹槽间隙不大于3 mm，限度规定值过大。3.2.3施修方法不当检修时只注重钩提杆与座槽整体间隙不大于2mm，极易忽视局部磨耗，即使注意到了局部磨耗，也只是在磨耗部位堆焊，且焊点较小，无法恢复原型，不能从根本上解决问题，车辆一旦投人运行，又迅速产生新的磨耗。3.3建议及改进措施(1)建议规范钩提杆及钩提杆座的制作，确保符合运用要求。钩提杆有效长度应设计为1 100mm，钩提杆扁平部位外侧距钩提杆座70 mm，内侧距钩提杆座50 mm，保证扁平部位厚度不小于18mm，钩提杆手
34、柄长度应设计为150 mm，钩提杆手柄端部与钩提杆座水平距离应设计为120 mm、垂直距离应设计为150 mm，可有效规避与脚蹬接触，符合运用要求。 (2)改造钩提杆座，便于钩提杆座的检修，同时保证钩提杆不脱离钩提杆座扁孔内，杜绝车钩防跳失效。在钩提杆座扁孔部位焊装一个“u”形的厚4 mm、高45 mm、间距19 mm的磨耗套(见图11)，材质为45型钢板型压。同时增加一个防跳插销(见图12)穿人“u”形的磨耗套中，卡住钩提杆，使其不能跳动和摆动。因提钩杆复位弹簧极易折损，采用了提钩杆防跳装置后可取消复位弹簧，减少材料成本和检修工作量。2个防跳作用(提钩杆插销防跳和车钩下锁销插销防跳)可有效保
35、证17号车钩防跳失效。同时改造提钩杆支座也可应用于所有下作用式车钩，并且便于提钩杆支座的检修，易于更换。图11钩提杆座“u”形磨耗套 图12钩提杆防跳插销(3) 建议厂、段、辅修程中钩提杆与钩提杆座的配合间隙改为应不大于1 mm。因车辆震动或调速就会引发提钩杆及下锁锁杆转轴等零部件的运动，产生磨耗，提钩杆扁平部位与座扁平孔的间隙越小越好，建议厂、段、辅修规程规定的下作用车钩提钩杆扁平部位须能自由落人提钩杆座的扁孔内，其间隙应控制在1 mm以内。第四章 17号车钩产生故障的原因及建议湖东车辆段在检修C63A型敞车的17号车钩中发现,下钩耳孔裂纹和牵引台裂损较多,钩尾端部及钩舌销孔磨耗严重,已构成
36、行车事故隐患。为了探索其中的原因,对1999年8月10月车钩检修中发现的故障进行了全面的调查分析。4.1调查情况1999年8月10月共检修17号车钩963个,其中下钩耳孔裂纹97个,牵引台裂损10个,占检修数的百分比分别为10. 07%、1. 04%。下钩耳孔裂纹多数在钩耳孔护销缘处,并伴有铸造缺陷,最长裂纹达20mm。而钩尾端部到销孔边缘的厚度按Q /BT17818295货车段修检修工艺中的限度掌握,磨耗过限的车钩近50%。表2车钩裂损情况 表2为车钩裂损情况统计，表3为裂损车钩铸造年份情况统讯4.2原因分析4.2.1制造误差或更换钩舌时选配不当由于制造工艺上的误差或在运用检修中更换钩舌时选
37、配不当，造成钩舌闭锁后活动量大在列车运行中，加速了牵引台的磨耗和振动，降低了牵引台的强度，尤其是上下牵引台只有1个单独受力时，更容易产生裂损。表3裂损车钩铸造年份情况 对于17号固定车钩，在列车的摆动中，其牵引台较16号转动车钩的牵引台承受了更多的剪切力和扭转力，因此，17号车钩牵引台的裂损数量较16号车钩的多，这与表1的统计数字是吻合的。4.2.2加修钩耳孔或配装钩舌不当检修中，由于加修钩耳孔的不当或配装钩舌时，使钩耳孔中心至牵引台间的距离变小等原因，使得钩耳孔护销突缘承担了全部牵引力，这样，在冲击力和牵引力等多种力的作用下，钩耳孔附近便产生了裂统另外，上下钩耳由于铣孔镶套所造成的不同心度，
38、也会使其受力不均，造成钩耳孔附近产生裂统4.2.3大秦线的特殊性大秦线长大坡道多，曲线多，车辆上翻车机且单元重载编组与其他线路比较，车辆受力大，车钩配件受力更大，增加了侧向力和扭转力，况且车辆循环使用，特定部位的受力也是循环重复，而且频繁的列车分离和神钩，加速了钩耳孔和牵引台的裂损，也加剧了钩尾端部及钩舌销孔的磨耗4.2.4铸造缺陷的影响由表2知，下钩耳裂纹的车钩大多铸造于1997年，计71件，占钩耳孔裂纹数的73.2%;牵引台裂损的车钩大多铸造于1994年，计8件，占牵引台裂损数的80%(有些车钩还是同炉铸造的飞从现场部分车钩下钩耳孔裂纹、牵引台裂损的情况来看，铸件大多存在不同程度的夹渣、缩
39、孔砂眼、缩松、缺肉等缺陷。车钩铸造时，厂家为了追求数量，未严格执行铸造工艺有时浇铸速度过快，钢水中气体未能及时排出砂型，造成缩孔、缩松;有时砂型春得太松，导致铸件存有砂眼;有时钢水熔渣多，造成钩耳孔、牵引台附近夹h由于钩耳孔护销突缘和牵引台处局部截面变化大，钢水凝固时散热不均匀，极易形成应力集中。这些铸造缺陷在交变应力的作用下，逐渐形成裂统4.3建议( 1)对17号车钩钩耳孔牵引台附近应进行认真检查，对牵引台磨耗严重或有裂纹的应更换车钩，特别要注意1994年生产的17号车钩的牵引台和1997年生产的16号车钩的下钩耳孔。( 2)对于有裂纹的钩耳孔，应沿裂纹长度方向铲削V形(60o 70o)坡口
40、，并彻底清除裂纹痕迹，根据裂纹部位及坡口情况，选择适当直径的电焊条和电流焊缝处不得有裂统夹渣、气孔、咬边未焊透等缺陷，并须有2mm的增强焊波焊后应进行探伤确定，对热处理后的车钩做好全面检查，不得有过烧、脱碳变形及热裂等现象 ( 3)车钩加修区应设法改进工艺流程，增加车钩翻转装置，既提高工作效率，又便于检查、施煤车钩组装时，钩舌选配应适当，对钩舌闭锁后活动量较大的应处理;对上下钩耳变形严重的，应更换车锹 ( 4)车钩生产厂家应规范铸造工艺，在砂型、浇铸等方面多下功夫，尽量减少车钩铸件的夹渣、缩孔、砂眼等缺隐 (5) 新版Q/BT 231 240-1998(货车段修工艺未对钩尾端部到钩舌销孔边缘的
41、厚度提出限度要求，现场检修人员不好掌握随着该部位长时间不做检测，钩尾端部到钩舌销孔边缘的厚度将越来越薄，钩舌销孔也越来越大，很难保证没有问题建议有关部门认真研究，制定相应检修措施，确保该部位状态良好。参考文献1 庞川宾,邹新军,卢润平. 大秦线货车16、17号车钩钩尾销孔疲劳裂纹形成原因及应对措施J. 太原铁道科技. 2008(04)2 陈坚. 17号车钩装卸装置的研制J. 上海铁道科技. 2008(02)3 白淑萍. 大秦线C80型货车16、17号车钩裂纹原因分析及应对措施J. 铁道技术监督. 2008(09)4 邵志芳. 从我国货车车钩的演变观其发展趋势J. 铁道车辆. 2005(07)5
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