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1、列车车钩常见故障推理与维护姓名学号学习中心内蒙古远程与继续教育学院学习中心入学时间专业机械设计制造及其自动化毕业论文题目：列车车钩常见故障推理与维护摘 要传递牵引力，制动力并缓和纵向冲击力的车辆部件。它由车钩，缓冲器、钩尾框，从板等组成一个整体，安装于车底架构端的牵引梁内。为了保证车辆连挂安全可靠和车钩缓冲装置安装的互换性，我国铁路机车车辆有关规程规定：车钩缓冲器装车后，其车钩钩舌的水平中心线距钢轨面在空车状态下的高度，客车为880mm（允许+10mm，-5mm误差），货车为880mm（10mm）。两相邻车辆的车钩水平中心线最大高度差不得大于75mm13号车钩虽然逐步淡出历史舞台但在中国铁路发
2、展史上有着举足轻重的作用。鉴于车钩在货物列车运行中的重要作用，车钩故障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。通过对车钩裂损产生原因的分析，提出加强车钩检修质量的措施，降低货车运用典型故障反馈率。目 录绪论第一章13号上作用式车钩的组成与作用原理1.1 组成车钩的零件1.2组成车钩缓冲装置的零件及功能 1.3 车钩的开锁位、闭锁位、全开
3、位的作用1.4 对车钩的要求第二章13号上作用式车钩存在的问题及预防或改进措施2.1分析防跳装置失效的原因2.2车钩闭锁作用不良第三章 车购钩耳及钩耳框裂纹产生原因及措施第四章 3.1车钩钩耳裂纹的产生原因及应采取的措施3.2钩尾框框身裂纹产生的原因及应采取的措施结束语参考文献 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。随着铁
4、路货车全面重载和提速，车钩裂损故障的频发，大大增加铁路货车的临修率，影响了货车正常运用秩序。13号车钩在以前发生的铁路事故案例中多数为脱钩和裂损，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。随着我国列车速度的提高和轴重的加大，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。近年来我国铁路得到了飞跃的发展，16、17号车钩大量应用，国家修建干线高速铁路，许多大中城市都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，已经在
5、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，虽然13号上作用式车钩现在很少，但也有少量被使用也发生事故。也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。而且直接影响列车的安全。因此，对13号车钩的检修也应该注意，这对于提高车辆连接的稳定性、防止分离、保证铁路客货运
6、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
7、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。第一章13号上作用式车钩的组成与作用原理11组成车钩的零件车钩可分为钩头、钩身、钩尾三个部分。车钩及其零件都由铸铁制成,钩舌销连接钩头与钩舌，钩舌可绕钩舌销转动，钩头内部装有钩锁铁、钩舌推铁、钩提销(下作用式车钩为钩推销)等零件。当这些零件处于不同位置时，可使车钩具有闭锁、开锁、全开三种作用，俗称三态作用。钩身部分为空腹的厚壁断面，钩尾部分开有钩尾销孔，可借助于钩尾销与钩尾框相连。图1 13号上作用式车钩零件13号车钩中包括1钩体、2钩舌、3钩舌推铁、4上锁销、5上锁销杆、6钩锁铁和7钩舌销。13号车钩的设计较合理地安
8、排了钩头与钩舌及钩舌与钩舌销之间的间隙。在闭锁位置时，即使钩舌销不受或较少地分担作用力，从而更充分地发挥了车钩各部材料的承载能力，故车钩的强度较大。由普通碳钢制造的13号车钩的抗拉破坏强度约2.5MN左右，当采用低合金高强度铸钢时，其抗拉破坏强度可达3MN以上。而普通铸钢的2号车钩抗拉破坏强度仅为1.61.8MN。图2 13号车钩钩头、钩舌及钩舌销各部间隙13号车钩钩头、钩舌及钩舌销之间的间隙配置如图1.3所示。钩头与钩舌上下两个牵引突缘之间的间隙1最小两个护销突缘之间的间隙2稍大，钩耳孔与钩舌销之间的间隙3最大，即123。车钩受牵拉时，两个牵引突缘最先受力，当牵引突缘受磨耗间隙增大后，它与护
9、销突缘起传递牵引力。当各突缘间经磨耗后间隙均增大时，则牵引突缘、护销突缘与钩舌销三者共同承受牵引力。此外，将钩耳孔做成长圆形，既可保证纵向的合理间隙，又避免了横向的间隙过大。12组成车钩缓冲装置的零件及功能车辆最重要的零部件之一就是车辆缓冲装置，车辆与机车车辆与车辆之间就是靠车辆缓冲装置连接的，并且传递和缓和列车在运行或在调车作业时所产生的牵引力和冲击力。车钩缓冲装置由车钩、缓冲器、钩尾框、从板等零部件组成。图3为车钩缓冲装置的一般结构形式。在钩尾框内依次装有前从板、缓冲器后从板(有时不需后从板)，借助钩尾销把车钩和钩尾框连成一个整体，从而使车辆具有连挂、牵引和缓冲三种功能。 图3 13号车钩
10、缓冲装置简图在车钩缓冲装置中，车钩的作用是用来实现机车和车辆或车辆和车辆之间的连挂和传递牵引力及冲击力，并使车辆之间保持一定的距离。缓冲器是用来缓和列车运行及调车作业时车辆之问的冲撞，吸收冲击动能，减小车辆相互冲击时所产生的动力作用。从板和钩尾框则起着传递纵向力(牵引力或冲击力)的作用。13 车钩的开锁位、闭锁位、全开位的作用13号车钩具有三种作用位置，即三态作用，分别为全开位、闭锁位、开锁位。在结构上钩头零件中的钩舌推铁不是簪盘地放置在钩头腔内，它带有突出的转轴成水平位置插在钩头腔内相应的孔中。在装配位置方面，钩锁铁是坐在钩舌推铁的一端。(1)闭锁位置(图4)图4 上作用式车钩闭锁位置钩锁铁
11、的中部台阶。小落在钩舌推铁的端6卜，此时钩锁铁处于最低位置，钩舌尾部c受钩锁铁d处阻挡，钩锁铁的另侧受钩腔内壁阻挡，钩舌被锁住不得转动，即闭锁位置。为了防止列车在运行中由于振动而引起钩锁铁跳动，造成自动脱钩的危险，设有防跳装置。对于上作用式车钩，上锁销的下部销钉沿着上锁销的弯孔滑下，致使上锁销F部弯钩及上锁销柑顶部e处倒入钩头内腔相应位置的挡棱，F方。这样，钩锁铁虽受振动，但用上锁销杆顶部被钩头内的挡棱所顶拌，起到了一定的防跳作用。(2)开锁位置(图5)图5 上作用式车钩开锁位置扳动钩提杆，提起上锁销，此时上锁销的下部圆销沿上部的弯孔上滑，使上锁销杆绕锁铁的小提梁转动，从而摆脱了挡棱的阻挡，继
12、而提起钩锁铁，使钩锁铁中部前面的下端与钩舌尾部几乎处于同一平面。钩锁铁的2处倒于钩舌尾部，这时放F钩提杆，则钩锁铁因头重前仰使下部的缺口h处坐在钩舌推铁的一端b E，此时钩舌受牵引力即。自由转动，呈开锁位置。(3)全开位置(图6)图6 上作用式车钩全开位置如果继续扳动钩提杆至极限位置，使钩锁铁上升至其前端上部的f处与钩头内腔的j处接触，并以此点为支点，钩锁铁下面的k部踢拨钩舌推铁的相应端，则钩舌推铁绕其转轴水平转动，其另一端踢拨钩舌尾部，使钩舌转开至全开状态。此即为全开位置。在车辆连挂之前，必须有一个车钩处于全开位置，才能实现自动连挂。14 对车钩的要求无论那种类型号的车钩，都必须满足下列要求
13、： 要有足够的强度； 容易辨识其连接状态，以免误认而造成列车分离事故； 不能因为运行而振动而自动解锁脱钩； 不能因各部稍有磨耗而影响其作用和挂钩的安全； 构造要简单，操作方便，拆装容易，以降低运用成本。本章小结本章对13号车钩的组成、结构和三态作用进行详细介绍，为后面的故障分析等做准备。第二章 13号车钩自动分离的主要几个原因和改进措施13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，更充分地发挥了车钩各部材料的承载能力。由于其强度大。然而，随着铁路提速和重载列车的开行，13号上作用式车钩在应用过程中出
14、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。，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。21分析防跳装置失效的原因113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7所示，上锁销自重138kg，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1514，约O2 kgO4 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。
15、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7 上锁销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闻造成)而自动跳起造成脱钩的事故，13号车钩设有防跳装置。对于上作用式车钩，如图 8 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发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，13号车钩组件均为铸造件，甚至不同批次制造出来的零部件存在着较大的尺寸偏差。以及长期使用导致了零件的磨损，致使组件不能好地配合，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，“发生剧烈的纵向和垂向振动，
