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CRH2 车组 车钩 缓冲 装置 设计 SW 三维 CAD

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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AbstractCRH2 motor unit coupler buffer device is mainly composed of Chaidan tight-coupled coupler and rubber buffer.At the same time, CRH2 EMU is equipped with three kinds of close-coupled couplers of Chaidan 1. Head-car close-coupled coupler 2. Intermediate connection coupler 3. Transition coupler.Summary of research content of this paper:(1) Overall structure design of Chaidan close-coupled coupler.(2) Performance analysis of Chaida close-coupled coupler.(3) Structural design of rubber buffer(4) Hooks and buffers, actuating parts and acceptance designs.(5) Design calculation analysis and check of design parts.(6) Draw assembly drawing of the whole machine, assembly drawing of important components and part drawing of design parts.Key words: CRH2 electric vehicle, Chaidan close-coupled coupler, electric vehicle coupler目录摘要1Abstract2第一章 绪论41.1国内机车车辆用车钩缓冲装置的概况41.2国际机车车辆用车钩缓冲装置概况51.3密接式钩缓装置的国产化研究51.4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72.1 国内外车钩的研究现状72.2车钩缓冲装置的作用92.3密接式车钩缓冲连接装置102.4柴田式密接式车钩102.5密接式车钩结构设计132.6解钩风缸结构设计16第三章 CRH2动车组缓冲装置183.1缓冲装置的作用183.2缓冲器容量设计183.2缓冲器总体结构设计193.3缓冲器零部件设计233.3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 t2 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 kN2 300 kN 提高到了3 000kN3 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1416 辆增加到1820 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。1.4国内车钩缓冲装置的发展展望1) 由于我国多年来实行货运重载的技术政策,对车钩、缓冲器都已采用了高强度低合金钢制造,目前国内车钩缓冲器的强度、容量等性能指标与生产制造水平与国际先进水平相差无几,正在进一步实现与国际先进制造水平的接轨;2) 随着我国客运干线列车的不断提速和城市地铁、轻轨等轨道交通的快速发展,对速度为200 kmh及其以上的高速列车、电力及内燃动车组用密接式钩缓装置,我国应结合技术引进和吸收消化,提高自主创新能力,加大研发、生产与推广应用的力度;3) 应当进一步重视机车车辆用车钩、缓冲器材料与制造工艺的研究与开发;在设计与制造、试验与质量检测、运行与维护方面,应当等同采用先进的国际标准;4) 我国机车车辆用车钩、缓冲器的研发与生产能力相当大,但目前品种还较单一,且力量分散,集约化制造程度不高,应当适当调整生产组织结构,走国际先进的专业化、规模化生产之路,以适用产品除满足国内发展需要外,力争跻身国际轨道交通的钩缓产品市场。第二章 CRH2动车组车钩缓冲装置简 车钩缓冲装置是连接车辆最基本的部件，也是最重要的部件之一。车钩缓冲装置和风挡装置均是车端连接的有机组成部分，通过它们使列车车辆相互连接，实现相邻车辆之间的纵向力传递和通道的连接。2.1 国内外车钩的研究现状目前，大多数国家的客运列车用车钩均为密接式车钩，少数国家的客运列车用 车钩仍沿用货车车钩。密接式车钩能够显著降低车辆的纵向冲动水平，从而大大提 高车辆的舒适性和安全性。密接式车钩根据制式的不同，主要分为日本模式和欧洲 模式两种形式。日本模式的代表作为柴田式车钩如图1所示，工作原理如图2所示； 欧洲模式的代表作有夏芬伯格车钩如图3所示，工作原理如 图4所示。日本模式采用的是半圆形钩舌密接式车钩，而欧洲模式采用的是锁型(Latch Type)密接式车钩。日本模式车钩的生产商主要是日本住友金属工业株式会社和日本铸钢所，电气 连接器的生产商是JAE(日本航空电子）。在欧洲，有很多高度专业化的生产企业，这 些企业将技术研究、产品开发整合在一起，产品涉及机械车钩、电气连接器、缓冲 器全套系统。主要的生产商由德国Voith Turbo (福伊特）公司、法国Faiveley (法维 莱）公司、瑞典Dellner (丹纳）公司。 图1柴田式车钩 图2柴田式车钩作用原理 图3夏芬伯格式车钩 图4夏芬伯格式车钩工作原理 我国对密接式车钩和缓冲器仅处于仿造的起步阶段，无论在理论和应用研究还 是制造水平都还处于较低水平，而目前尚无集机械、气、电于一体的全自动密接式 车钩。目前200km/h提速、货车提速至160km/h、大量的城市地铁和城间动车组以及 将来的高速铁道车辆均需要大量性能良好、作用可靠的密接式车钩，但是国内现有 产品尚不能完全满足市场的需求。我国对密接式车钩和缓冲器仅处于仿造的起步阶段，无论在理论和应用研究还 是制造水平都还处于较低水平，而目前尚无集机械、气、电于一体的全自动密接式 车钩。目前200km/h提速、货车提速至160km/h、大量的城市地铁和城间动车组以及 将来的高速铁道车辆均需要大量性能良好、作用可靠的密接式车钩，但是国内现有 产品尚不能完全满足市场的需求。按照牵引连接装置的连接方式，车钩可分为自动车钩和非自动车钩。自动车钩不需要人工参与就能实现连接，而非自动车钩则需要借助人工来完成车辆间的连接。自动车钩又分为两种基本类型：非刚性车钩和刚性车钩。非刚性车钩如图(a),允许相连的车钩钩体之间有一定的垂向相对位移，即两车钩总轴线存在高差时，两个车钩成阶梯形状，并且各自保持水平位置。钩体的尾端相当于销接，这就保证了车钩在水平面的位移。非刚性车钩结构简单，强度高，重量轻，与车体的连接较简单，常用于货车和普通客车。刚性车钩如图（b）,也称为密接式车钩，它不允许相连的车钩钩体之间有垂向相对位移，而且对前后的间隙要求应限制在很小的范围内。如果两车钩总轴线存在高差时，两车钩处于同一直线上并成倾斜状态。两钩体的尾端具有完全的销接，这就保证了两连挂车辆之间可以具有相对的平移和角位移，使其适应线路水平面及纵剖面的变化，缓和车体在弹簧上的振动及外界对车辆的作用力。 图1 非刚性车钩与刚性车钩(a) 非刚性车钩 (b)刚性车钩刚性车钩与非刚性车钩相比有如下有点：（1） 减小了两个车钩连接表面之间的间隙，从而降低了列车间的纵向力，提高了列车运行的平稳性；（2） 由于车钩零件的位移减少了，并且在这些零件上的作用力也减小了，因此改善了自动车钩内部零件的工作条件；（3） 减小了车钩连接表面的磨耗；（4） 减小了连挂车钩时相互冲击而产生的噪音，这对城轨车辆和客车尤为重要。由于这些特点决定了刚性车钩主要用于城轨车辆及高速动车组上，我国地铁车辆及部分快速客车采用了密接式车钩。2.2车钩缓冲装置的作用车钩缓冲装置是指连接两车辆间或连接两列车间的所有机械、空气和电气装置。传统列车的车端连接装置通常称牵引缓冲装置，由车钩和缓冲器两部分组成。具有连接、牵引、缓冲等几个方面的作用，即：（1） 缓冲作用，将彼此独立的车辆连接成列车，并使之保持一定的距离；（2） 牵引作用，在列车运行过程中能够传递牵引力、制动力或冲击力；（3） 缓冲作用，缓和即衰减列车在运行过程中或调车工况时由于牵引力的变化和制动力前后不一致而引起的冲击和振动；如果上述作用是由同一装置来完成的，那么该装置称为牵引缓冲装置。如果是由不同的装置来承担，则分别称之为牵引连挂装置和缓冲装置。而高速动车组的车端连接装置除了具有上述机械功能以外，还必须具有车厢间的密封功能，以及传递压缩空气，电气信号和控制信号等功能。通常情况下，动车组的电气和风管连接器与车钩组成一整体部件，它提供动车组车辆间中低压电气与压缩空气的回路。2.3密接式车钩缓冲连接装置密接式车钩缓冲连接装置集牵引、缓冲和连挂于一体，通过车辆彼此相向缓慢走行相互碰撞，使钩头的连接器动作，实现两车辆的机械电气和空气的自动连接。在两连挂车钩高度具有偏差以及在有坡度线路和曲线上都能安全的连挂，是一种刚性车钩，主要用于地铁车辆、城轨车辆和高速动车组中。密接式车钩缓冲装置按其钩头结构的不同具有多种形式，目前世界上较为先进的密接式车钩主要有柴田式、Scharfenberg式、BSI-COMPACT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SCHAK U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Scharfenberg 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。德国制造的BSI-COMPACT型密接式车钩在欧洲、巴西等许多国家的地铁、轻轨车辆和城郊列车上获得了广泛的应用。2.4柴田式密接式车钩柴田式密接式车钩缓冲装置如图所示。它主要有钩头、缓冲器、风管连接器、电气连接器和风动解构系统等几部分组成。车辆连挂时依靠两车钩相邻钩头上的凸锥和凹锥孔的相互插入，实现车钩的紧密连接，同时自动的将两车之间的电路和空气通路接通。在两车分解时，通过解构风缸的动作，亦可自动解钩，并自动切断两车之间的电路和空气通路。CRH2 动车组车钩装置采用的就是带总风管柴田密接式车钩, 如图 2 所示。该密接式车钩及缓冲器的主要性能参数:拉伸载荷: 1600KN ;压缩载荷 : 3100KN ;车钩中心线高 : 1000mm ;车钩使用要求:车钩中心高度( 轨道面以上) 各车的车钩基准尺寸: 1000mm ;使用范围: 9851010mm车辆间车钩的高度差 20mm 以内图2 柴田式密接式车钩缓冲装置-密接式车钩钩头； 2-风管连接器 ；3-橡胶缓冲器； 4-冲击座； 5-十字头； 6-托梁 ；7-磨耗板； 8-电气连接该型车钩由钩头、钩舌、解钩风缸、钩身、钩尾等部分组成。钩头为带一平面的凸圆锥体, 侧面是带有凹孔的钩身。两钩连挂时, 凸锥插进对方相应的凹锥孔中, 此时凸锥的内侧面在前进中推压对方的钩舌使其转动, 这时解钩风缸的弹簧受压缩, 钩舌旋转, 当两钩连接面接触后, 凸锥的内侧面已不再压迫对方的钩舌, 由于弹簧的作用, 使钩舌向相反方向旋转恢复到原来的状态, 此时处于闭锁位置, 完成了两车连挂。分解时, 由司机操纵解钩阀, 压缩空气由总风管进入本车的解钩风缸, 同时经解钩风管连接器将压缩空气送入相连挂的另一辆车的解钩风缸, 活塞杆向前推并带动解钩杆, 使钩舌转动至开锁位置, 此时两钩即可解开。当采用手动解钩时, 只要用人力推动解钩杆, 使钩舌转动至开锁位置, 从而实现两钩的分解CRH2 动车组配置了三种柴田密接式车钩:1. 头车密接式车钩该密接式车钩及缓冲器一般收置于车头罩内。如图 1 所示。壳体座架采用单侧支撑方式。车钩上安装了分解时拉释放杠杆的气缸。另外, 其上方设置了用于电气连接设置的底座。车钩带有空气管, 固定在底架上, 由机体托架来支撑的构造。分离时, 通过配置的气缸拉动车钩提杆。而且, 考虑到与既有车辆的救援问题, 车钩高度定为 1000mm 。缓冲器是橡胶制的 RD19 改良型。2. 中间连接车钩中间连接车钩也为带总风管的密接式车钩, 如图3 所示。固定在底架上, 由机体托架支撑, 其后部为层压橡胶式的缓冲器。车钩的强度: 拉伸载荷在 160t 左右 ( 约 1570kN ) 、压缩载荷约310t( 约3040kN ) 。缓冲器通过层压橡胶式的垫块, 能够将车辆间的压缩、拉伸两个方向的冲击进行缓冲。此缓冲器为( 双向 W 型) 的 RD011A 型, 容量为10.79 KJ 。3. 过渡车钩过渡车钩是在救援和回送时与装有 15 号车钩的机车进行连接的部件。构造上要求过渡车钩的一侧能连接到 CRH2 车钩上, 另一侧能与 15 车钩连接。此过渡车钩最高使用速度为 120km/h , 超过规定的速度, 则会发生拉断车钩的情况, 从而引起救援机车和故障车分离的事故。最大连接辆数为 16 辆。车钩结构为钢板焊接, 强度如下: 拉伸时, 永久变形达到 1mm 时的负载在 392KN(40t) 以上; 拉伸断裂负载在 392KN(40t) 以上 柴田式密接式车钩的车钩前端为钩头，它由一个凸锥和凹锥孔，内部还有钩舌（半圆形）、解钩杆、解钩杆弹簧和解钩风缸组成，。柴田式密接式车钩的作用原理，该车钩具有待挂、连接和解钩三种状态。待挂状态：为车钩连接前的准备状态，此时钩舌定位杆被固定在待挂位置，解钩风缸活塞杆处于回缩状态，此时半圆形钩舌的连接面于水平面成40角。连挂状态：当两车钩连挂推进时，两凸锥分别插入对方车钩相应的的凹锥孔。这时凸锥的内侧面在前进中压迫对方的钩舌转动，使解钩气缸的弹簧受压，钩舌沿逆时针方向旋转40。两车钩连接面接触后，凸锥内侧面不在压缩对方的钩舌，此时由于弹簧恢复力的作用，使钩舌回到原来的状态，两钩舌相互锁定对方，达到闭锁作用。 图3 柴田式密接式车钩结构及作用原理1-钩头；2-钩舌；3-解钩杆；4-弹簧；5-解钩风缸解构状态：自动解钩，要使两钩分解，须由司机操纵解钩阀，压缩空气由总风管进入前车（或后车）的解钩气缸，解钩风缸活塞杆向前推出并带动解钩杆运动，使钩舌转动至开锁位置，此时给一拉力，两钩即可解开。两钩分离后，解钩风缸的压缩空气迅速逸出，解钩风缸弹簧得以复原，带动车钩顺时针转动40恢复到待挂状态，为下次连挂做好准备；手动解钩，如果采用手动解钩，只需用人力扳动解钩杆，也能使钩舌转动至开锁位置，实现两钩的分解。我国早期的北京地铁和天津地铁采用这种结构形式。2.5密接式车钩结构设计1. 间隙 目前世界各国的动产组普遍采用柴田式密接式车钩, 使两车钩连接面的纵向间隙小于 2mm , 上下、左右偏移也很小, 这为提高列车的运行平稳性和电气线路、风管路的自动对接提供了保证。2. 载荷 车钩缓冲装置在列车中起传递纵向力的作用, 应具有足够的强度和刚度。高速列车对零部件的安全可靠性要求更高: 动力分散式动车组车钩的压缩载荷及拉伸载荷都要求不小于 1000KN 。3. 自动摘挂与定位 由于高速列车密封性能的要求, 以及风管、电器连接系统的安装和连挂的不方便。因此, 密接式钩缓装置必须实现自动连挂和分解, 手动功能仅限于在自动功能失灵的特殊情况下使用; 电器和风管的自动连接或手动整体连接还要求车钩有自导向入位功能, 且入位后各接头之间的相对位置要比较准确。 前端车钩组件主要包括钩体、钩舌、解钩杆、拉力弹簧、解钩风缸以及钩锁。 如图4所示，连接时，钩舌嵌入到对方车钩的钩舌腔内，需要解钩时，可以拉动 解钩钩杆或者司机操纵解钩风缸带动解钩杆进行解钩。拉力弹簧可以使解钩杆恢复 到连挂位，车钩解钩时，利用钩锁挂在对方车钩的解钩杆上，将解钩杆固定在解钩位置。 中间车钩组件如图5所示，主要包括钩体、钩舌、解钩杆、拉力弹簧以及钩 锁，相比前端车钩组件，缺少了自动解钩的解钩风缸，其作用原理与前端车钩组件 相似。连挂部位结构设计钩体是密接式钩缓装置的核心零件，需要满足：1、实现一对车钩的密接式连 挂功能；2、强度要求拉，伸载荷1600kN、压缩载荷1800kN; 3、车钩连挂时两个 连挂面4个角的平均间隙1.13mm; 4、在钩身合适部位预留其他零件的安装接口。 为满足功能要求在车钩连挂面设置凹锥和凸锥以及钩舌腔，如图4和5所示， 图4钩体连挂部位三维图 图5钩体连挂部位三维图 一对车钩在连挂过程中，一个车钩的凸锥面会推着另一个车钩的钩舌进入到凹 锥中，当钩舌在弹簧力的作用下回到钩舌腔时，完成连挂动作，见图26。为增大车 钩的连挂范围，在凹锥圆的外侧开不规则的槽，如图所示。将凸锥设置成空心结构 可以有效的降低生产成本。图6钩体连挂部位三维图 解钩的时候，将解钩杆逆时针转动至规定角度，将一端的车钩凸锥从另一端的 凹锥中退出，实现解钩动作。解钩杆是通过开尾圆锥销与钩舌固定连接，如图7图7钩舌解钩杆 钩连挂间隙是关系到乘客舒适度的一个重要因素，当连挂间隙超过规定要求 时，列车在运行过程中会产生明显的纵向冲击。假设车钩连挂间隙为钩舌腔内部半径为孕，钩舌外圆直径为R2，钩舌腔的磨损量为&，钩舌的磨损量为r2，车钩连挂面的磨损量为r3，贝U: = R1 - R2 +r1 +r2 +r3。当c不满足规定要求时，需要更换相关零部件，具体的钩舌腔及钩舌尺寸见图8和图9。 图8钩舌腔内部示意图 图9钩舌剖面图解钩过程中在车钩上设置一个钩锁，目的是将钩舌解钩杆保持在解钩位置，而 图10钩锁作用示意图 图11钩锁作用示意图2.6解钩风缸结构设计 在列车上，前端车钩解钩的频率要比中间车钩大的多，因此有必要对前端车钩 解钩方式实现自动化。利用风缸充气时，活塞杆推动解钩杆尾部，当解钩完成排除 气体，在拉力弹簧的作用下钩舌恢复原位。在钩身适当部位开孔，以放入气缸，并 留有安装螺栓孔。气缸工作压力0.4MPa，最大行程111mm，如图32所示。1-解钩杆；2-拉力弹簧；3-钩体；4-解钩风缸；5-安装螺栓 图32解钩风缸工作示意图 解钩风缸组件主要由推杆、传感器、气缸筒、活塞组件、橡胶密封件、风缸前 后盖等组成，由压缩空气作为工作介质，属于单作用气缸。解钩风缸铰接在车钩钩 体上，推杆组件上的连接头铰接在解钩杆上，同时解钩杆与钩体之间安装拉力弹簧 为钩舌及活塞复位提供动力，见图33 1_推杆组件；2-传感器箱；3-传感器；4-气缸上盖； 5-气缸筒；6-活塞组件；7-密封件；8-气缸底盖 图33解钩风缸结构图杆组件由连接头、推杆、磁性衬套、非磁性衬套等组成，作为被检测体的 磁性体材料为Q235，屏蔽用的非磁体材料为聚四氟乙烯。两者按一定的尺寸关系 套在推杆外表面，对传感器的工作准确性起决定性作用，如图34所示。 图34推杆组件1-连接头；2-推杆；3-磁性体；4-非磁性体 气缸筒从易加工、易组装及易维修角度考虑，风缸筒不采用半封闭的整体铸造 结构而设计为两端开口结构，缸体毛坯选用符合GB/T 8162-1987的20号钢无缝钢 管，缸体内圆面进行精加工及内磨圆；并对弹簧挡圈槽边缘开R1的圆角，避免了 安装后盖时卡坏O型圈，如图35所示。 图35气缸筒剖面及局部详细图第三章 CRH2动车组缓冲装置3.1缓冲装置的作用缓冲器时用来缓和列车在运行中由于牵引力的变化或在启动、制动及调车连挂时相互碰撞而引起的纵向冲击和振动。缓冲器有耗散和衰减车辆之间的冲击和振动的功能，从而减轻对车体结构的破坏作用，提高列车运行的平稳性和舒适度。缓冲器的原理时借助压缩弹性元件来缓和冲击作用力，同时在弹性元件的变形中利用摩擦和阻尼吸收冲击能量。3.2缓冲器容量设计车辆在互相冲击时，纵向冲击力由零增大到最大值再衰减到零，这时缓冲器相 应地从初始状态压缩到某一行程，再恢复到初始状态，完成了一个功的循环。冲击 力在缓冲器上所做的功大部分转换为缓冲器内部摩擦元件的热能消失掉，小部分转 换为缓冲器内部的弹性势能，是缓冲器复原。车辆在冲击过程中的能量转换关系可 按能量守恒定律就得。设有总重分别为W和W2的车辆，各以K和力的速度运动（设v1 v2 )，冲击后 两车以共同的速度V。一起运动，据动量守恒定律： 则据能量守恒定律，在两车组成的系统中，冲击前后的损失应等于冲击力压缩缓 冲器所做的功A1、冲击力压缩车体所作的功A2、以及冲击力使货物移动所做的功A3的总和。由于车体的变形相对于缓冲器的变形量要小很多，可略去不计。如果再略去相 对车体货物移动所做的功得：动车编组车辆一节按60t计算，即W1 = W2 = 600000N。一般情况下V1最大取5km/h, v2 = 0km/h 计算得：A1=26.85kJ。3.2缓冲器总体结构设计缓冲器和车钩需要通过适当的连接装置构成整体，满足强度的同时，达到缓和 列车牵引力和冲击力的作用，还要保证车钩在列车运行过程中可以达到垂向4、 横向16的结构性要求。前端车缓冲器容量较大，但有一定的初压力，又因为其主要是为了缓冲调车机 车的冲击力或是两列车的重联冲击力，所以一般对列车的运行没有影响。前端车钩缓冲器见图36主要包括缓冲器框、托板、橡胶衬垫、框接头、接头 托、横销、纵销和橡胶缓冲器(GK668)等零部件，为单作用式缓冲器，由同一组橡 胶缓冲器承受牵引力和压缩力。为保证橡胶缓冲器有一定的预压力，在接头托和托板之间有一块垫板，垫板是 通过螺钉与托板固接在一起，见图37。 图36前端车缓冲器总体方案 图37垫板位置示意图采取横销和车钩尾部的配合可以实现车钩在垂向平面内的4的要求，如图38所示。 图38横销实现垂向摆角示意图 利用纵销和框接头的配合可以实现车钩在横向平面内的16的要求，见图39。 图39纵销实现横向摆角示意图 根据车体从板座的安装位置，确定前端车缓冲器的工作形式如图40所示，当 缓冲器受到牵引力时，缓冲器的托板作用在从板座的前支撑上，缓冲器框与后支撑 脱离，并且从右向左压缩橡胶缓冲器起到缓冲的作用；当缓冲器受到压缩力时，缓 冲器框作用在从板座的后支撑上，托板与前支撑脱离，纵销等零部件从左向右压缩 橡胶缓冲器起到缓冲的作用。 图40前端车缓冲器工作形式 纵销和受拉橡胶缓冲器（GK666)、受压橡胶缓冲器（GK667)等零部件。为了使得中间车缓冲器能够实现初压力为0，结构上使用复式缓冲器，即由两 组橡胶缓冲器分别承受牵引力和压缩力。橡胶缓冲器的预压力是通过两个长紧固螺栓实现，见图42。图41中间车缓冲器总体方案图42长紧固螺栓工作示意图 中间缓冲器组装到车体上从板座内的状态如图43所示，该型缓冲器有两组橡胶缓冲器，当缓冲器受到牵引力时，缓冲器框压缩左边的橡胶缓冲器，右边的橡胶缓冲器跟随延伸；当缓冲器受到压缩力时，缓冲器框压缩右边的橡胶缓冲器，左边的缓冲器跟随延伸。无论缓冲器受到牵引力还是压缩力，由于橡胶缓冲器的初压力，托板和橡胶衬垫始终分别作用在从板座的前支撑和后支撑上。3.3缓冲器零部件设计 缓冲器中的横销是关键受力件。在横销一端开有方形槽口，便于插入扁开口销， 在其根部有圆槽，目的是为了防止应力集中，如图44所示。图44横销结构图 框接头起到连接车钩和缓冲器的作用，其与横销、纵销的联合使用实现了钩缓 装置的横向及垂向