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鐵道機車車輛專業畢業設計

欄目: 畢業設計 / 釋出於: / 人氣:2.84K

課 題 鐵路貨車車鉤分離原因分析及對策

鐵道機車車輛專業畢業設計

摘要:

鐵路貨車車鉤分離事故發生的頻率雖然不大,但卻嚴重影響著鐵路運輸的正常秩序,針對貨車車鉤分離的問題,從車鉤緩衝裝置各配件的損傷及磨耗方面對車鉤發生分離的原因進行了詳細調查研究,並據此提出防止貨車車鉤分離的措施。

關鍵詞:貨車 車鉤分離 自動分離 防止措施

前言:

長期以來,貨物列車車鉤分離事故一直干擾著鐵路運輸的正常秩序,特別是近年來貨物列車提速過載戰略實施後,這一問題變得尤為突出,已成為影響鐵路運輸正常秩序的重要因素之一。要從根本上解決貨車車鉤的分離問題,必須首先找出事故的真正原因,然後對症找出相關的解決措施。

一 什麼是車鉤及車鉤的作用

在車鉤緩衝裝置中,車鉤的作用是用來實現機車和車輛或車輛之間的連掛和傳遞牽引力及衝擊力,並使車輛之間保持一定的距離。從板和鉤尾框則起著傳遞縱向力(牽引力或衝擊力)的作用。

為了保證車輛連掛安全可靠和車鉤緩衝裝置安裝的互換性,我國鐵路機車車輛有關規程規定:車鉤緩衝器裝車後,其車鉤鉤舌的水平中心線距鋼軌面在空車狀態下的高度,客車為880mm(允許+10mm,-5mm誤差),貨車為880mm(±10mm)。兩相鄰車輛的車鉤水平中心線最大高度差不得大於75mm。

車鉤是用來實現機車和車輛或車輛和車輛之間的連掛,傳遞牽引力及衝擊力,並使車輛之間保持一定距離的車輛部件。車鉤按開啟方式分為上作用式及下作用式兩種。通過車鉤鉤頭上部的提升機構開啟的叫上作用式(一般貨車大都採用此式);藉助鉤頭下部推頂槓桿的動作實現開啟的叫下作用式(客車採用)。車鉤按其結構型別分為螺旋車鉤、密接式自動車鉤、自動車鉤及旋轉車鉤等。螺旋車鉤使用最早,但因缺點較多已被淘汰,密接式自動車鉤多為高速鐵路車輛所用。中國除在大秦鐵路過載單元列車上使用旋轉車鉤外,現一律採用自動車鉤。所謂自動車鉤,就是先將一個車鉤的提杆提起後,再用機車拉開車輛或與另一車輛車鉤碰撞時,能自動完成摘構或掛鉤的動作的車鉤。中國鐵道部門1956年確定1、2號車鉤為標準型車鉤。但隨著列車速度的提高和牽引噸位的增加,又於1957、1965年先後設計製造了15號車鉤和13號車鉤。客車使用15號車鉤,貨車則逐步用13號車鉤代替2號車鉤。

車鉤由鉤頭,鉤身、鉤尾三個部分組成、車鉤前端粗大的部分稱為鉤頭,在鉤頭內裝有鉤舌、鉤舌銷,鎖提銷,鉤舌推鐵和鉤鎖鐵。車鉤後部稱為鉤尾,在鉤尾上開有垂直扁鎖孔,以便與鉤尾框聯結。為了實現掛鉤或摘鉤,使車輛連線或分離,車鉤具有以下三種位置,也就是車鉤三態:鎖閉位置——車鉤的鉤舌被鉤鎖鐵擋住不能向外轉開的位置。兩個車輛連掛在一起時車鉤就處在這種位置。開鎖位置——即鉤鎖鐵被提起,鉤舌只要受到拉力就可以向外轉開的位置。摘鉤時,只要其中一個車鉤處在開鎖位置,就可以把兩輛連掛在一起的車分開。全開位置——即鉤舌已經完全向外轉開的位置。當兩車需要連掛時,只要其中一個車鉤處在全開位置,與另一輛車鉤碰撞後就可連掛。旋轉車鉤的構造與普通車鉤不同,鉤尾開有鎖孔,鉤尾銷與鉤尾框的轉動套連線。鉤尾端面為一球面,頂緊在帶有凹球面的前從板上。當鉤頭受到扭轉力矩作用時,鉤身連同尾銷以及轉動套一起轉動。旋轉車鉤現在只安裝在專為大秦鐵路運煤單元組合列車設計的車輛上。這種車輛的一端裝設旋轉車鉤,另一端裝設固定車鉤,整列車上每組連線的兩個車鉤,兩兩相互搭配。當滿載煤炭的車輛進入卸煤區的翻車機位時,翻車機帶動車輛翻轉180度,將煤炭傾倒出來。旋轉車鉤可以使車輛翻轉卸貨時不摘鉤連續作業,縮短了卸貨作業時間。 密接式車鉤一般在高速鐵路和地下鐵道的車輛上使用。它的體積小、重量輕、兩車鉤連掛後各方向的相對移動量很小,可實現真正的“密接”;同時,對提高制動軟管、電氣接頭自動對接的可靠性極為有利。

緩衝器用來緩和列車在執行中由於機車牽引力的變化或在起動、制動及調車作業時車輛相互碰撞而引起的縱向衝擊和振動。緩衝器有耗散車輛之間衝擊和振動的功能,從而減輕對車體結構和裝載貨物的破壞作用。緩衝器的工作原理是藉助於壓縮彈性元件來緩和衝擊作用力,同時在彈性元件變形過程中利用摩擦和阻尼吸收衝擊能量。

根據緩衝器的結構特徵和工作原理,一般緩衝器可分為:摩擦式緩衝器、橡膠式緩衝器和液壓緩衝器等。摩擦緩衝器由前、後兩部分組成,前部為螺旋彈簧(客車用)或環彈簧(貨車用),後部為內、外環彈簧,彼此以錐面相配合,兩部分之間有彈簧座板分隔。螺旋彈簧用來緩和衝擊作用力,環彈簧兩滑動斜面間的摩擦力用來起到吸收能量的作用。當緩衝器受力壓縮時,使各環相互擠壓,這時外環彈簧中就儲存了大部分的衝擊能量;同時各內外環簧的斜面之間因相互摩擦而將一部分衝擊能變成熱能。當外力除去後,各環簧之間又產生摩擦,將所儲存能量的一部分再一次轉變為摩擦熱能而消散,因而起到了緩衝和減振的作用。橡膠緩衝器的頭部為楔塊摩擦部分,由三個形狀完全相同且帶傾斜角的楔塊,壓頭和箱體等部分組成,楔塊介於壓頭與箱體之間,整個緩衝器封閉在箱體內。橡膠緩衝器是藉助橡膠分子內摩擦和彈性變形起到緩和衝擊和消耗能量作用的。為了增大緩衝器容量,在頭部裝有金屬摩擦部分,藉助三個帶有傾角的楔塊,在受壓時與箱體及壓頭間各接觸斜面產生相對位移,因摩擦而消耗衝擊能量。

二 車鉤的結構和工作原理

1 13號車鉤

(1)13號車鉤的簡介:

我國貨車上用的車鉤主要是13號車鉤。

鉤舌高: 300

鉤頸(寬、高): 203、166

鉤尾刀鉤舌: 845

鉤尾至鉤頭臺肩距: 540

鉤身壁厚: 垂直面22、水平面19~22

鉤耳孔形狀: 長圓孔42~44

鉤舌銷直徑: 41直徑

鉤尾(寬、高): 平面135、166

尾銷孔: 長圓孔100、44

鉤尾銷: 長圓100、40

材料: zg230—450/gz25mncrnimo

抗拉強度: 2400—2600/3000以上

質量: 203kg

開啟方式: 上作用式/下作用式

使用車輛: 新造貨車

(2) 型別(上作用式和下作用式):

①上作用式:

②下作用式:

(2) 13號車鉤的結構特點以及作用:

①組成:13號車鉤由鉤體、鉤舌及鉤頭配件等組成,其中鉤體分為鉤頭、鉤身、鉤尾3部分,13號車鉤由鑄鐵製成。如圖所示:

現用的13號上作用式車鉤鉤舌的開合主要受鉤腔內鎖鐵約束。當鉤舌處於全開位置時,鉤鎖鐵脫離鉤鎖鐵承臺,位於鉤舌尾部上面,鉤舌推鐵將鉤舌推開;當鉤鎖鐵處於開鎖位、鉤舌沒有張開時,鉤鎖鐵鎖腿的下承臺落於鉤舌推鐵的鎖座上,鉤鎖鐵失去對鉤舌轉動的約束,此時鉤舌受到拉力作用時就可以自由張開;當鉤舌處於閉鎖位時,鉤鎖鐵落入鉤舌鎖座內。

2 17號車鉤

(1)17號車鉤組成

17號車鉤是我國從1988年起開始研製的過載貨車車鉤,與16型車鉤及配套的鉤尾框一起應用在大秦線需翻車機卸貨的過載單元列車上,提高卸貨率25%以上。鑑於17型車鉤具有連掛間隙小、結構強度高、連鎖效能好及垂向防脫效能高等優點,以及多年運用表現出的優點效能,從XX年起我國新造70t及以上貨車全部採用了17型車鉤及17型鑄造或鍛造鉤尾框。

(2)結構特點

①車鉤的連掛間隙小。

②車鉤具有聯鎖和防脫功能。

③鉤舌銷不受力。

④耐磨效能好。

⑤良好的防跳效能。

⑥結構強度高。

⑦自動對中功能。

⑧連掛效能好。

17型車鉤可與我國現有鐵路機車車輛使用的13號車鉤、13a型車鉤及15號車鉤等正常連掛使用

(3)工作原理

我們都瞭解車鉤作用是實現連掛和傳遞牽引力及衝擊力,使車輛保持一定距離。17號車鉤牽拉時作用力傳遞 :車鉤→鉤尾銷→鉤尾框→後從板→緩衝器→前從板→前從板座→牽引樑;其衝擊時作用力傳遞:車鉤→前從板→緩衝器→後從板→後從板座→牽引樑。17號車鉤的三態作用表現是:

閉鎖位置:車輛連掛後,車鉤必須處於閉鎖位置才能傳遞牽引力。當鉤舌轉動到閉鎖位時,鎖鐵坐於鉤舌尾部的座鎖臺上,鉤舌不能繞鉤舌銷轉動開啟。此為閉鎖位置。

開鎖位置:兩連掛著的車輛欲分開時,必須有一個車鉤處於開鎖位置。提起車鉤提杆手柄,帶動鎖鐵上升到一定的高度,此時放下鉤提杆,鎖鐵停留在鉤舌推鐵的座鎖面上,此時鉤舌不能自動開啟,如果鉤舌受到牽引力就能繞鉤舌銷轉動,此為開鎖位置。

全開位置:在車輛彼此連掛之前,必須有一個車鉤處於全開位置,才能達到自動連掛的目的。繼續扳動鉤提杆至極限位置,鉤舌繞鉤舌銷轉動開啟。此為全開位置。

三 因車鉤問題所引起的事故記錄

XX年4月18日至12月31日,太原鐵路局太原北車輛段管轄範圍內發生的6起鉤尾框斷裂事故具體情況如表所示。由表1可以看出鉤尾框斷裂具體有以下特點:

(1)斷裂的鉤尾框主要為zg230—450材質製造的,佔總量的83.3%。

(2)鉤尾框斷裂全部發生在列車牽引較大上坡道處。

(3)發生斷裂的鉤尾框均存在鑄造缺陷或舊痕裂損。

(4)斷裂的鉤尾框主要集中在鉤尾框的彎角處。

四 造成車鉤分離的原因分析及建議措施

1(1)配件材質鑄造存在的缺陷

6起鉤尾框斷裂事故中,因鑄造有缺陷,夾渣導致鉤尾框整體強度下降造成斷裂的有2起,佔33.3%,斷面金相組織表面現象較為粗糙。6起鉤尾框斷裂事故中有5起鉤尾框為zg230—450普碳鋼材質,分析認為,普碳鋼材質的鉤尾框已不能滿足提速牽引噸較大的列車。

(2)列車牽引噸數較大

發生的6起鉤尾框斷鉤事故中有3起為牽引近5500t,1起牽引近5000t,1起牽引近4500t,1起牽引近3500t。6起鉤尾框斷裂事故中有5起式列車牽引超過4000t,列車牽引噸數大已成為鉤尾框斷裂不可忽視的客觀原因。

(3)車輛檢修質量低

6起鉤尾框斷裂事故中有5起因鉤尾框存在舊裂痕,使其整體強度下降,造成執行中列車分離佔83.3%。探取原因,車鉤檢修時,因鉤尾框探傷中沒有嚴格執行工藝標準或者探傷不到位,造成漏檢、漏探、漏修。使存在隱患的鉤尾框裝上車使用,導致事故的發生。

(4)司機操作不當

列車執行在坡度較大的路線上,機車處於全力牽引狀態,在列車執行接近或剛過接觸網分相位置時,司機操縱機車進行調速,由於操縱不當,起速過快,列車部車輛瞬間變速,在緩衝器處於全部舒張狀態時對機車給予的縱向牽引力沒有緩衝的空間,完全依靠鉤尾框自身強度,使鉤尾框牽引力瞬間增大,這種情況下鉤尾框極容易發生瞬間斷裂。

(5)氣候原因

6起斷鉤事故分別發生在北方的春、秋、冬3個季節。季節氣候的變化對金屬材料有較大的影響。特別是季節交變期間,北方氣溫變化較大,車輛由較為炎熱或較為寒冷的地區執行到與當地氣溫反差較大的地區時,沒有完全適應當地氣候,在車輛受同樣力的作用下,也易產生斷裂。

(6)線路坡度大

太原鐵路局地理位置複雜,線路彎道多,曲線半徑小,多坡道,6起鉤尾框斷裂事故全部發生在9.5%~13%的上坡道上,此時鉤尾框承受的縱向牽引力遠遠大於平直線路上所承受的牽引力,特別是鉤尾框本身存在鑄造缺陷,或者陳舊性裂紋,極易產生應力集中發生斷裂。

2 事故預防及改進措施

(1)加速淘汰使用時間達15 a以上的zg230—450材質的1 3號車鉤鉤尾框。zg230---450普

碳鋼使用15a以上時,其疲勞強度已滿足不了長大列車的執行要求.應加大用新材質高強度鉤尾框替換普通碳鋼鉤尾框的速度.用高強度的新型材料為鉤尾框提供強度保證。

(2)適當增加鉤尾框探傷檢查區域。鉤尾框斷裂除集中在前後彎角部位外,鉤尾框的前部也佔有一定的比例。為了保證列車執行安全,消除安全隱患,建議修改鉤尾框探傷區域,變彎角處探傷為全面探傷。

(3)強化檢修質量。杜絕鉤尾框帶病裝車使用,在廠修、段修時,對鉤尾框彎角處等易發生斷裂的部位進行重點探傷,嚴格執行檢修工藝標準,嚴格按規定執行裂紋報廢及壽命報廢制度,杜絕由於漏檢漏修而造成的鉤尾框斷裂事故

(4)提高司機操縱水平嚴格長大列車上坡道牽引時的作業標準。機務部門加強對司機的機車牽引技術培訓,特別是對線路起伏及曲線多的區段的機車牽引技術培訓,確保列車執行中處於平穩狀態,防止及減4,n車內部及機車牽引產生過大的縱向衝動。

(一)13號車鉤鉤尾框後彎角處裂紋故障及對策

13 號車鉤鉤尾框後彎角處裂紋故障原因分析

(1)鉤尾框受力狀況鉤尾框後彎角部位應力集中是產生裂紋的根本原因

(2)自身強度對鉤尾框的影響

①材質效能缺陷

②鑄造缺陷

(3)提速過載對鉤尾框的影響

(4)車輛混編及制動機效能對鉤尾框的影響

(5)機車操縱不良對鉤尾框的影響

(6)檢修質量對鉤尾框的影響

(7)車鉤緩衝器自身因素對鉤尾框的影響

①緩衝器效能不良,使鉤尾框受力惡化

②車鉤緩衝裝置配合間隙過大

③鉤尾框後彎角磨損

13 號車鉤鉤尾框後彎角處裂紋故障應對措施及建議

(1)提高車鉤緩衝裝置的設計質量

(2)提高鉤尾框製造質量

(3)切實加強貨車檢修工作,努力提高檢修質量

(4)加速車輛制動系統更新改造

(5)建議制定合理可行的裂紋故障限度

(6)建議淘汰2 號緩衝器

上作用13號車鉤外部附件缺陷引起車鉤分離的原因分析和建議

原因分析:

(1)列車產生的衝動,使車輛振動加劇,提鉤杆擺動量過大,導致車鉤自然開鎖,造成分離。

a.列車執行中產生的衝動,中部較嚴重,後部較輕,前部最輕。

b.列車執行中的調速以及制動和緩解均使列車產生衝動。

c.在正常牽引工況和隋力執行工況,有時發生瞬間衝動或間隔時間較短的連續性衝動(多發生在曲線區段) 。

d.由於列車編組較長,各車輛制動機的型號不統一,制動力的大小不均勻,導致各車輛的制動和緩解起始、終了時間不一致,造成列車縱向衝動。

e.司機操縱不當,列車在中低速執行時,司機操縱減壓量過大。特別是高速執行時,使用非常制動,列車的衝動更為劇烈。列車產生的衝動頻率和幅度也相對較大,也印證了車鉤分離的故障大都集中在列車中部的現象。

(2)在列車動態執行中,車鉤外部附件不良,導致車鉤自然開鎖,造成分離

a.列車執行中,由於列車的衝動使提鉤杆的橫向和縱向擺動量過大,提鉤鏈鬆餘量不足,提鉤鏈過緊,將車鉤提開,致使車鉤開鎖分離。

b.列車執行中,由於提鉤鏈環焊口焊接質量不高,凸凹不平滑,提鉤鏈環由垂向自由狀態改變為水平或傾斜緊固狀態,造成提鉤鏈鬆餘量不足,將車鉤提開,致使車鉤開鎖分離。

c.因貨物墜落而砸彎提鉤杆,造成提鉤鏈鬆餘量不足,致使車鉤開鎖分離。

d.提鉤鏈馬蹄環圓銷開口銷過長或未捲起,開口銷兩腳部仍支撐在車鉤上鎖銷孔周圍,使上鎖銷未充分落下,失去防跳作用,將車鉤提開,致使車鉤開鎖分離。

e.列車執行中,由於篷布繩索掛拉提鉤杆和提鉤鏈,將車鉤提開,致使車鉤開鎖分離。另外,線路不平順和車輪踏面擦傷、剝離等缺陷情況的存在,無疑會使車輛的振動更加劇烈,導致提鉤杆縱向、橫向擺動過於頻繁、猛烈,擺動幅度進一步加大。特別是在劇烈衝動的瞬間,由於緩衝器自由高超限,增大了車鉤緩衝裝置的縱向移動量,使提鉤鏈鬆餘量進一步減少,產生提鉤動作,導致車鉤的分離。

建議措施:

(1)列檢應對運行於長大下坡道複雜地段的列車車鉤進行捆綁加固,減少因提鉤杆擺動發生自然開鎖的可能性。

(2)列檢應加強對車鉤緩衝裝置的檢查確認,發現2號緩衝器破損、自由高衰弱超過30mm時要扣修處理。

(3)列檢檢查發現兩連線車鉤拉伸大於35mm、壓縮小於8mm應進一步檢查確認,發現叢板、鉤尾扁銷折斷丟失,衝擊座、叢板座破損時要扣修處理。

(4)列檢檢查發現提鉤鏈鬆餘量小於40mm,提鉤杆橫動量超過30~50mm時,必須妥善處理。

(5)列檢檢查發現提鉤鏈環超長、超寬、焊口凸凹不平時,必須妥善處理。

(6)新造和廠修時應嚴格按照有關工藝規程對車鉤外部附件進行安裝和施修,提鉤鏈環按圖紙要求製造,提鉤鏈鬆餘量、提鉤杆橫動量符合技術標準。

(7)段修、輔修時對車鉤外部附件逐一檢查施修。非標提鉤鏈環全數由圓環型加改為日字型,並將焊口打磨平整。嚴格控制提鉤杆左右橫動量30~50mm,超限時移動提鉤杆座調整。提鉤鏈長度控制在45~55mm,提鉤鏈馬蹄環的圓銷開口銷改制成短腳的並須捲起。

(8)建議把上作用提鉤杆外座槽改裝成下作用式,並將提鉤杆與座槽接觸部位壓扁成為20 ~22mm,長度為250mm,確保提鉤杆始終處於正位。

(9)司機應嚴格按照操作規程實施列車制動、緩解,儘量減少列車的縱向衝動,在途中使用制動停車後,二次起動應進行坐鉤試驗。

(10)車務部門應嚴格裝載貨物的加固檢查,防止列車執行中貨物墜落。

(二)16號、17號車鉤故障的原因及建議措施

1.故障情況:

XX年8~10月,在檢修c63、c63a型敞車中發現16、17號車鉤故障較多,其中鉤耳孔裂紋和牽引臺裂損、鉤腔內側面和鉤腔內配件磨耗,鉤尾端部及鉤尾銷孔磨耗等已構成行車事故隱患。其中在運用中發生的故障情況有:16、17號分離20起,其中自動分離11起,伸鉤引起的分離9起(包括裝卸場地因翻車機造成的2起);因鉤耳孔裂紋造成扣車的52起,其中上鉤耳孔裂紋8起,下鉤耳孔裂紋44起;因車鉤閉鎖尺寸大造成摘車施修的37起。

2.原因分析:

(1)鑄造缺陷的影響

從現場部分車鉤的鉤耳孔裂紋、牽引臺損裂的情況來看,鑄件大多存在不同程度的夾渣、縮孔、砂眼、縮鬆、缺肉等缺陷。這些鑄造缺陷在交變應力的作用下,鑄件形成裂紋。

(2)製造誤差或更換鉤舌時選配不當

由於在製造工藝上存在誤差或在運用檢修中更換鉤舌時選配不當,造成鉤舌閉鎖後活動量大,在列車執行中,加速了牽引臺磨耗和振動,降低了牽引臺的強度,尤其是上下牽引臺其中只有1個單獨受力時,更容易產生裂紋。對於17號固定車鉤而言,在列車執行擺動過程中,其牽引臺較16號轉動車鉤的牽引臺承受了更多的扭轉力和剪下力,因此17號車鉤牽引臺的裂損數較16號車鉤的多。

(3)加修鉤耳孔或裝配鉤舌不當

檢修中,由於對鉤耳孔的加修不當或裝配鉤舌時,使鉤耳空中心至牽引臺間的距離變小等原因,使得鉤耳孔護銷突緣承擔了全部牽引力,在衝擊力和牽引力等多種力的作用下,鉤耳孔附近便產生了裂紋。另外由於銑孔鑲套所造成的不同心度的存在,也會造成上下鉤耳受力不均,使鉤耳孔附近產生裂紋。

(4)車鉤檢修工裝不齊備、工藝未落實

由於段內車鉤檢修工裝部齊備,造成鉤腔內側面、上下牽引臺、鉤尾銷孔、鉤尾端部到銷孔邊緣的厚度磨耗後不能得到及時加修,以至於隨著車鉤製造時間越長磨耗越多。鉤尾銷孔,鉤尾端部到銷孔邊緣的厚度磨耗後,造成了車鉤縱向間隙變大,引起車鉤左、右、上、下襬動和外竄,執行間車輛衝擊力就會變大,加速了車鉤配件的裂損和磨耗,給列車分離留下了隱患。

(5)大秦線的特殊性

大秦線長大坡道多,曲線多,車輛要上翻車機,且為單元過載編組。與其它線路相比,車輛受力大,車鉤配件受力更大,增加了側向力和扭轉力,由於車輛迴圈使用,特定部位也迴圈重複受力,在加上列車的頻繁分離和伸鉤。加速了鉤耳孔和牽引臺的裂損,也加劇了鉤腔內側面和鉤腔內配件、鉤尾端部及鉤尾銷孔的磨耗。

3.建議及措施:

(1)對16、17號車鉤鉤耳孔、牽引臺周圍應認真檢查,對牽引臺磨耗嚴重或有裂紋的車鉤應更換,要特別注意1994年生產的17號車鉤的牽引臺和1997年生產的16號車鉤的鉤耳孔。對於有裂紋的鉤耳孔,應沿裂紋長度方向鏟削v形(60°~70°)坡口,並徹底清除裂紋,根據裂紋部位及坡口情況,選擇適當直徑的電焊條和電流進行焊接。焊縫處不得有裂紋,夾渣,氣孔,咬邊,未焊透等缺陷,並需有2mm的增強焊縫,焊後應進行探傷檢查,對熱處理後的車鉤做好全面檢查,不得有過燒,脫碳,變形及熱裂等現象。

(2)車鉤加修工區應設法改進工藝流程,添置車鉤翻轉裝置和車鉤焊修裝置,如埋弧焊機、co2氣體保護焊機等,既提高工作效率,又便於檢查施焊。車鉤組裝時,鉤舌選配應適當,對鉤舌閉鎖後活動量大的應及時處理;對上下鉤耳變形嚴重的應更換車鉤。

(3)車鉤生產廠家應規範製造工藝,儘量減少車鉤鑄件的夾渣,縮孔、砂眼等缺陷。

(4)在段修、輔修時,應提高焊接質量,加強焊接前的預熱和焊後的打磨,確保恢復配件的原型;為鉤腔內防跳臺製作測量樣板,一邊磨耗過限時焊修打磨,並保持原有稜角。

(5)在16、17號車鉤上擴大裝用放自動分離止銷。對鉤尾厚度磨耗過限的車鉤加焊鋼板,如將不同厚度的鋼板在同一磨具上衝壓成型後,與鉤尾端部焊為一體,或在鉤尾加裝含油尼龍耐磨套,以減少鉤尾端部的磨耗。

(三)車鉤防跳失效的原因及預防措施

1.車鉤防跳作用失效

為防止鉤鎖鐵在列車縱向衝擊力作用下跳動上移,車鉤設有防跳裝置。13號上作用車鉤在正常情況下通過上鎖銷防止鉤鎖鐵跳動上移,但防跳裝置失效後,鎖鐵跳起上移時無約束和限制,即可發生自動分離。造成防跳作用失效的主要原因:

(1)當前,鉤腔防跳臺磨耗無檢測手段,檢修中只能憑經驗用肉眼估測,加之鉤腔空間狹小不易加修,難以恢復原有的稜角,運用中鉤腔內防跳臺不斷磨耗,失去防跳作用。

(2) 執行中上鎖銷防跳止端與鉤腔防跳臺不斷接觸磨耗,上鎖銷防跳止端失去原有的稜角, 呈圓弧過渡, 失去防跳作用。

(3)上鎖銷杆未進入或半進人防跳臺,上鎖銷杆與車鉤防跳臺未處於防跳狀態。

(4)由於鉤舌、鎖鐵、上鎖銷杆、防跳臺等部件磨耗,特別是各部件磨耗量均在允許的極限值時, 組裝後, 就會產生8~10m m的累計間隙,加上原設計的裝配間隙就會導致防跳間隙過大,容易造成脫鉤。

(5)鉤鎖鐵立面或鉤舌的鉤鎖承臺磨耗,鎖鐵沒有完全落位,上鎖銷雖然落下,但車鉤防跳作用沒有到位,車鉤處於假閉鎖。

(6)大部分13號車鉤的使用年限較久,都有不同程度的磨耗,導致上鎖銷上移時該處不能有效阻檔,防跳作用失效。

(7)從設計構造上看,由於上鎖銷定位凸簷的支點作用,使上鎖銷的下部的沉頭鉚釘沿著下鎖銷杆的腰形孔滑下。使上鎖銷防跳止端卡在鉤腔上防跳臺下方。同時,隨著上鎖銷向鉤腔後壁偏移,上鎖銷杆防跳臺也隨著偏移到鉤腔後壁上防跳臺的下方,從而起到防跳作用。但是車輛在執行中往往同時伴隨著垂直振動、橫向振動和縱向振動,在增速、減速時往往產生縱向衝擊,從而造成上鎖銷及上鎖銷杆向前位移,使上鎖銷與下鎖銷杆形成的弓形變成直線形,整體脫離防鉤腔上防跳臺,失去防跳作用。閉鎖尺寸超限受牽引力的影響,鉤腕、鉤舌外漲,鉤耳變形,執行中的磨耗及加修調整閉鎖尺寸焊修不合理等多種因素,導致車鉤閉鎖尺寸過大,超出運用限度,從而容易造成列車脫鉤,特別是列車在彎道上高速執行時更加危險。

2.車鉤防跳裝置失效預防及對策

改造防跳效能主要可分為兩個途徑設計新型車鉤或進行區域性改造,前者屬於戰略層面改造,後者屬於適應性改造,更具有可行性。關於防跳裝置改造研究較多,以大連交通大學設計三連件防跳裝置為例,該設計據三杆直立不穩定原理,增加上鎖提,充分利用原有車鉤內部空間,依靠零部件自重與幾何形狀,實現二級防跳。

3.其他原因及預防

(1)閉鎖不良

①原因:與車鉤各零部件磨損變形有關,當車輛經過大麴線路段,無法閉鎖,因車鉤扭轉過巨大而脫開。②預防:及時更新換品,嚴格執行配件壽命管理,控制焊接、維修處理次數與工藝;加強對內部原件的檢修;提高焊接、打磨標準,避免磨損過速,增加防跳效用;選配組裝時,需進行三態作用實驗,並實踐驗證,在使用初期重點監測。

(2)鉤提杆位移過大

①原因:車輛經曲道、岔道時,車體振動劇烈、偏轉力與離心力較大,使鉤提杆橫向、縱向移動,鉤提杆鏈鬆餘量迅速減少甚至喪失,造成脫鉤。②預防:針對新造車廂、定檢車輛增設上下式鉤提杆座定位槽;維修時,嚴格要求,務必控制鉤提杆位移範圍。

主要參考文獻與資料:

1 《車輛構造與檢修》 袁xx 中國鐵道出版社

2 《車輛工程》 嚴xx 鐵道出版社 XX

3 《鐵道車輛》 四方研究所 XX

4 貨車車鉤分離的原因和措施 王xx

5 貨車車鉤分離原因分析及建議措施 麻xx

後語

畢業設計的製作對於我們來說是一個不小的挑戰,因為從來沒有做過,但也是如此,讓我們體驗到了新的東西,使我們在許多方面得到了加強,在畢業設計收集資料的過程中我也學到了不少知識,收穫不少。

本次論文設計在熊老師的悉心指導下順利完成。在過程中,熊老師對該論文從選題,構思到最後定稿的各個環節給予細心指引與教導,使我們得以最終完成畢業論文設計。在學習中,老師嚴謹的治學態度、豐富淵博的知識、敏銳的學術思維、精益求精的工作態度以及侮人不倦的師者風範是我終生學習的楷模,導師們的高深精湛的造詣與嚴謹求實的治學精神,將永遠激勵著我。雖然在論文裡還有好多東西沒想到和找到,但我們一定會努力,不斷進取。在此,謹向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意!

最後感謝向百忙之中抽時間對本文進行審閱,評議和參與本人論文答辯的各位老師,還感謝我們設計小組的團結、努力,圓滿完成設計。

設計人:侯xx

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