摘要

    CRH2动车组车钩缓冲装置主要由柴田密接式车钩与橡胶缓冲器构成。同时CRH2 动车组配置了三种柴田密接式车钩1. 头车密接式车钩2. 中间连接车钩3. 过渡车钩。

本论文研究内容摘要：

(1)柴田密接式车钩总体结构设计。

(2)柴田密接式车钩工作性能分析。

(3)橡胶缓冲器结构设计

(4)车钩与缓冲器装置、执行部件及接受设计。

(5)对设计零件进行设计计算分析和校核。

(6)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。

关键词：CRH2动车，柴田密接式车钩，动车车钩

Summary

     CRH2 EMU buffer coupler device is mainly composed of Shibata Tightlock Couplers with rubber buffers. Meanwhile CRH2 EMU configured three Shibata Tightlock coupler 1. truck Tightlock intermediate connector coupler Coupler 2.

3. Transition coupler.

This thesis Abstract:

   (1) Shibata Tightlock coupler overall structural design.

   (2) Shibata Tightlock coupler performance analysis.

   (3) rubber bumper design

(4) coupler and buffer means, and to accept the execution unit design.

   (5) Calculation of design parts design analysis and verification.

    (6) to draw the whole assembly drawings and assembly drawings and important parts of the design part of the part drawing.

Keywords: CRH2 EMU, Shibata tight-coupler, coupler EMU

目录

摘要 1

Summary 2

第一章 绪论 4

1.1国内机车车辆用车钩缓冲装置的概况 4

1.2国际机车车辆用车钩缓冲装置概况 5

1.3密接式钩缓装置的国产化研究 5

1.4国内车钩缓冲装置的发展展望 6

第二章 CRH2动车组车钩缓冲装置简 7

2.1 国内外车钩的研究现状 7

2.2车钩缓冲装置的作用 9

2.3密接式车钩缓冲连接装置 10

2.4柴田式密接式车钩 10

2.5密接式车钩结构设计 14

2.6解钩风缸结构设计 16

第三章 CRH2动车组缓冲装置 19

3.1缓冲装置的作用 19

3.2缓冲器容量设计 19

3.2缓冲器总体结构设计 20

3.3缓冲器零部件设计 23

3.3缓冲器的主要性能参数及特点 25

参考文献 26

第一章 绪论

车钩、缓冲器是铁路机车车辆连接与起缓冲作用的重要零部件,多用普碳钢或高强度低合金钢制成。随着铁路客运速度的不断提高和货运载重量的不断加大,对车钩、缓冲器的刚性、强度、质量、容量和耐磨性等性能要求越来越高。新品开发的周期也越来越短,专业化制造的能力也越来越强。

 CRH2 动车组是中国铁路引进的具有世界先进水平的四大高速动车组之一, 而其车钩缓冲装置又是动车组最基本最重要的部件之一。熟悉 CRH2 动车组车钩缓冲装置的构造、原理与性能特点, 对消化吸收先进技术, 促进运用检修, 最终使其国产化, 具有积极的意义。本次主要研究与设计CRH2 动车组车钩缓冲装置的结构、类型与作用原理, 最后分析了高速动车组车钩、缓冲装置的性能特征。

1.1国内机车车辆用车钩缓冲装置的概况

货车车钩: 随着货运单列载重总量从早期的1 500 t～2 500 t ,到现在开行的10 000 t及以上,我国货车车钩从20 世纪50 年代开始至今,先后开发了2 号、13 号、16 号、17 号、13A 等型号的车钩,车钩材料也由ZG230 - 450 提升为C 级钢、E 级钢,车钩的强度水平从1 500 kN～2 300 kN 提高到了3 000kN～3 500 kN ,其连接间隙也从19. 5 mm 减小到12mm。

客车车钩:随着客运列车编组14～16 辆增加到18～20 辆,在15 号车钩的基础上,先后又开发了C级钢15C 型车钩、15X 型小间隙车钩和E 级钢密接式车钩、动车组车钩等。

随着车钩的发展,缓冲器也有了很大发展。从建国初期的2 号、3 号缓冲器开始,又先后开发了MX- 1 型橡胶缓冲器、MT - 2 型、MT - 3 型缓冲器以及大容量弹性胶泥缓冲器等产品。缓冲器的容量水平从早期的20 KJ 、35 KJ 、50 KJ 提高到了100 KJ 。

近年来,我国客运形势发生了很大的变化,特别是经过6次客运提速,在很大程度上带动了客车钩缓系统的发展。随着干线客车速度从160km/h、180 km/h 提升至200 km/h 及以上,客车钩缓也经历了15号车钩配1 号缓冲器、15C 车钩配G1 缓冲器、15X车钩配G1 缓冲器、密接式车钩配弹性胶泥缓冲器的发展过程。在动车组方面,也都基本采用了柴田密接式车钩、橡胶缓冲器系统,正在逐步实现与国际水平的接轨。

1.2国际机车车辆用车钩缓冲装置概况

在国际铁路机、客、货车用车钩方面,机车、货车用车钩主要是以美国研制生产的E 型和F 型车钩为代表。主要生产各种AAR 标准车钩, 如: E60DE、E67CE、E68CE、E69BE、SBE60DE、SBE67CE、F70DE、F79DE、F73BE、SE60DE、SE67CE、SE69BE、SF70DE、SF73BE 等型号的车钩及各种钩尾框, 如: Y41AE、Y45AE 型钩尾框和冲击座、从板等。除此之外,还有德国的Schaku 公司、日本的柴田公司、Scharfenberg 公司、瑞典Dellner公司生产密接式车钩、缓冲器及CA - 3型自动车钩、链子钩,其产品除用于本国及欧洲客、货车辆外,同时还供应北美、澳洲及东南亚等地区。

在缓冲器制造生产方面,美国铁路货车缓冲器主要有ASF - Keystone 公司、Wabtec 公司及Miner等。如ASF - Keystone 公司的缓冲器占北美液压缓冲器市场的60 %～70 %。Wabtec 公司自1904年起开始设计开发缓冲器,在摩擦弹簧缓冲器的设计、试验、生产方面具有丰富的经验,先后开发了Mark 系列等多种类型缓冲器,如:Mark 50型、Mark 325型、Mark558型钢弹簧摩擦式缓冲器,Mark H60型钢弹簧与液压组合的摩擦式缓冲器、Mark R500型钢弹簧与橡胶组合的摩擦式缓冲器。Miner 公司以研制生产橡胶缓冲器著称,典型产品有SL - 76橡胶缓冲器和TF -880型弹性体缓冲器等。此外,其他各国际知名车钩生产企业在生产车钩的同时,大多数也配套生产各型缓冲器。

1.3密接式钩缓装置的国产化研究

由于城市轨道交通车辆启动和变速过程中纵向加(减)速度较大，对车辆舒适度要求较高，传统结构的客车车钩缓冲装置联挂间隙较大、自动化程度较低，不能满足其使用要求，必须采用密接式车钩缓冲装置。另外城轨车辆编组小，对车辆轻量化要求较高，因此不能直接把铁路上使用的高强度密接式车钩直接照搬过来。目前世界上较为先进的密接式车钩主要有SCHAKU式、BSI式、柴田式等3种。其中柴田式早已于上世纪60年代用于我国北京地铁，其改进型已在我国高速动车组和多个城市的城轨车辆上应用。而SCHAKU式属引进城轨车辆上使用的型式。进口的上海地铁及轻轨车辆采用SCHAKU型结构的密接式车钩，它有3种不同的类型，即全自动车钩、半自动车钩和半永久车钩。全自动车钩可以实现机械、气路、电路的自动连接。半自动车钩的机械、气路连接结构与作用原理与全自动车钩相同，但是电路需要人工手动连接。半永久车钩的机械、气路、电路的连接都需要人工手动操作，一般只有在车间维修时才进行分解。其中联挂系统是整套设备的关键。

 国产密接式车钩缓冲装置与国外密接式车钩缓冲装置相比,技术上主要存在以下不足:

(1) 在冰雪等低温环境下,连挂与解钩性能不够理想;

(2) 在实际运用中,还未能解决好风、电的自动连挂问题;

(3) 对过载保护与碰撞的能量吸收,在结构设计上还有差距;

(4) 可伸缩高强度密接式车钩、半永久式车钩,技术上仍不成熟,且没有形成完整的车钩系列。

因此，国产密接式车钩缓冲装置有待进一步的提高和发展。