机车车钩断裂的原因以及故障分析

1、目录1货运机车车钩断裂分析11货运电力机车车钩数值模拟及应用研究12重载货车系统动力学建模及仿真分析13重载货车钩舌的疲劳特性研究2铁道车辆车钩疲劳强度分析及试验台设计21CRH380A动车组用密接式钩缓装置分析22机车钩尾框非正常磨损的原因分析及措施23铁路货车车钩缓冲装置的磨损 24车钩缓冲装置故障分析与处理25重载铁路轮轨磨耗及其对安全运行的影响26重载组合列车智能化制动控制技术的研究27重载机车曲线通过时车钩偏转行为研究3重载机车车钩缓冲装置运行行为研究31重载机车车钩静态最大稳钩能力分析32机车车钩(车端)全自动电气连接器的设计选用概述34钩钩舌销和钩尾销标准综述讨35关于车钩段修的

2、建议36重载车钩选型与机车悬挂参数匹配研究37关于自动车钩钩体用钢的技术要求4.绪论5摘要6.参考文献7.结语8.致谢1车钩缓冲装置是用于使车辆与车辆，机车或动车相互连挂，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75mm1。1钩体由铸钢铸成，是车

3、钩的主体部分，按部位可以分为钩头、钩身、钩尾三部分组成。整个钩体像一个半张开的拳头。 钩头前部空腔用来装置其他车钩部分零件。钩腕，可容纳对方钩舌。钩耳分上下钩耳，安装钩舌用。钩锁腔为钩头中空部，容纳并安装钩锁、钩舌推铁等零件。 钩身：钩身铸成中空断面结构。 钩尾：钩尾分叉并设有销孔，用来连接钩尾框，在尾框内设缓冲器2钩舌钩舌是一个形状复杂的铸钢件，按部位可分为钩舌和钩舌尾部。钩舌是挽钩部分，钩舌尾部是锁铁、开钩的控制部分，并且是车钩承载拉压载荷的部分。在钩舌转轴处，设一垂向销孔，通过钩舌销把钩舌装在钩头上，并可以适当转动，呈张开或闭拢状态，张开时可以进行挂钩，闭拢并锁住后即为连挂好以后的状态。

4、 3钩舌销 钩舌销是锻钢制成的圆形长销。它穿在钩头及钩舌的销孔内，把钩舌装在钩头上并保证钩舌可以绕其适当转动。钩舌销顶部有凸边，可以防止掉落；下部有开口销以穿入开口销，避免脱落。 钩锁是一个形状复杂的铸钢件，它有相当大的自重，安放在钩头空腔内，处于钩舌尾部适当位置。当钩舌尾部和钩头空腔内壁之间，转出一个空间，钩锁因自重落下，卡住钩舌尾部，使钩舌不能张开，即成钩锁状态。在钩锁的下端尾部，有一销孔，用来连接下锁销；在钩锁的上部，还设有一个短梁，这是为上作用式车钩连接提锁零件用的。 5钩舌推铁 它是一个弯曲形状的铸钢件，平置于钩头空腔内，处于钩舌尾部的后面，下部有一短圆销作为转轴。当钩锁被提起时，钩

5、锁推动钩舌推铁的一端，使它绕轴转动一定角度，其另一端则拔动钩舌尾部，使钩舌张开成为全开状态。在挂钩后，1.2。 6下锁销载装配 为下作用式车钩顶起钩锁用，它是由下锁销、下锁销体和下锁销钩组成。下锁销钩以转轴孔和钩头下锁销孔转轴来连结，另一端和下锁销体相连；下锁销体另一端和下锁销相连，其上有二次防脱尖端，中部有回转挡和钩提杆止挡；下锁销另一端由下锁销轴和钩锁轴的下锁销孔相连。 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：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

6、容易，以降低运用成本。2.2车钩主要技术要求（设计参数） 1车钩的开度：在闭锁位时，其开度为110130mm；在全开位时，其开度为220250mm； 2车钩中心线距轨面高度为（88010）mm； 3两个车钩连挂后，其两个车钩的中心线相差不得超过75mm；4车钩在闭锁位，钩舌锁铁往上的活动量位515mm；5钩舌销与销孔径向间隙位14mm。2.3下作用式十三号车钩组成 下作用式十三号自动车钩由车体、钩舌、钩舌销、钩锁推铁、下锁销装配等组成。1，3 作用车钩由钩头，钩身、钩尾三个部分组、车钩前端粗大的部分称为钩头，在钩头内装有钩舌、钩舌销，锁提销，钩舌推铁和钩锁铁。车钩后部称为钩尾，在钩尾上开有垂直

7、扁锁孔，以便与钩尾框联结。为了实现挂钩或摘钩，使车辆连接或分离，车钩具有以下三种位置，也就是车钩三态：锁闭位置车钩的钩舌被钩锁铁挡住不能向外转开的位置。两个车辆连挂在一起时车钩就处在这种位置。开锁位置即钩锁铁被提起，钩舌只要受到拉力就可以向外转开的位置。摘钩时，只要其中一个车钩处在开锁位置，就可以把两辆连挂在一起的车分开。全开位置即钩舌已经完全向外转开的位置。 当两车需要连挂时，只要其中一个车钩处在全开位置，与另一辆车钩碰撞后就可连挂。旋转车钩的构造与普通车钩不同，钩尾开有锁孔，钩尾销与钩尾框的转动套连接。钩尾端面为一球面，顶紧在带有凹球面的前从板上。当钩头受到扭转力矩作用时，钩身连同尾销以及

8、转动套一起转动。旋转车钩现在只安装在专为大秦铁路运煤单元组合列车设计的车辆上。这种车辆的一端装设旋转车钩，另一端装设固定车钩，整列车上每组连接的两个车钩，两两相互搭配。当满载煤炭的车辆进入卸煤区的翻车机位时，翻车机带动车辆翻转180度，将煤炭倾倒出来。旋转车钩可以使车辆翻转卸货时不摘钩连续作业，缩短了卸货作业时间。密接式车钩一般在高速铁路和地下铁道的车辆上使用。它的体积小、重量轻、两车钩连挂后各方向的相对移动量很小，可实现真正的密接；同时，对提高制动软管、电气接头自动对接的可靠性极为有利。 车钩缓冲装置是用于使车辆与车辆，缓和机车车辆纵向冲击的部件，机车或动车相互连挂，传递牵引力，制动力并缓和

9、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75mm。目前使用的有盘形缓冲器、弹簧摩擦式缓冲器、橡胶缓冲器、液压缓冲器等。 它的作用是在调车作业中和在列车起动、制动、运行调速时，吸收车辆间的冲击能量,保护车体结构和货物免遭破损,为车上人员提供较舒适的旅行条件。缓。2，2.1

10、盘形缓冲器同螺杆链环式车钩配套使用，通常安装在端梁两侧。它只能承受纵向压缩力的作用，在改用自动车钩后，便为装在牵引梁内的缓冲器所代替。 弹簧摩擦式缓冲器早期的缓冲器只有螺旋弹簧，不能吸收冲击能量。1888年在缓冲器内增加金属摩擦元件，把所吸收的一部分能量转换成热量散发掉，因而缓冲效果较好。弹簧摩擦式缓冲器有多种形式，其中如环簧式缓冲器、楔块式缓冲器(图4)迄今还在中国铁路上使用。通过增加摩擦面的数量以增大容量的新型缓冲器。 橡胶缓冲器借助于弹性变形时橡胶分子的内摩擦以消耗能量的缓冲器。橡胶缓冲器最初使用在客车和柴油机车上。为了增大容量，货车用的橡胶缓冲器多由金属-合成橡胶弹性元件和金属摩擦元件

11、构成。这种缓冲器在中国铁路的部分车辆上也在使用。 液压缓冲器50年代中期，由于对冲击保护有了更高的要求，一些国家的铁路将液压技术应用到缓冲器上，采用了两种方式。一种是用液压缓冲器直接代替现有的缓冲器。由于行程较长，取得了增大容量的效果。这种缓冲器称为车端液压缓冲器。另一种方式是将车辆制成具有上下两层底架，上层底架连接车体，下层底架用以实现与相邻车辆的连接。上下底架之间由液压缓冲器相连。在下底架的两端仍装用通常缓冲器以保护车辆。这种车辆称为滑动中梁式车辆。滑动中梁结构一般用于较短车辆，而对于较长车辆，则以采用车端液压缓冲器为宜。2.2 用来缓和列车在运行中由于机车牵引力的变化或在起动、制动及调车

12、作业时车辆相互碰撞而引起的纵向冲击和振动。缓冲器有耗散车辆之间冲击和振动的功能，从而减轻对车体结构和装载货物的破坏作用。缓冲器的工作原理是借助于压缩弹性元件来缓和冲击作用力，同时在弹性元件变形过程中利用摩擦和阻尼吸收冲击能量。根据缓冲器的结构特征和工作原理，一般缓冲器可分为：摩擦式缓冲器、橡胶式缓冲器和液压缓冲器等。摩擦缓冲器由前、后两部分组成，前部为螺旋弹簧（客车用）或环弹簧（货车用），后部为内、外环弹簧，彼此以锥面相配合，两部分之间有弹簧座板分隔。螺旋弹簧用来缓和冲击作用力，环弹簧两滑动斜面间的摩擦力用来起到吸收能量的作用。当缓冲器受力压缩时，使各环相互挤压，这时外环弹簧中就储存了大部分的

13、冲击能量；同时各内外环簧的斜面之间因相互2.3 摩擦而将一部分冲击能变成热能。当外力除去后，各环簧之间又产生摩擦，将所储存能量的一部分再一次转变为摩擦热能而消散，因而起到了缓冲和减振的作用。橡胶缓冲器的头部为楔块摩擦部分，由三个形状完全相同且带倾斜角的楔块，压头和箱体等部分组成，楔块介于压头与箱体之间，整个缓冲器封闭在箱体内。橡胶缓冲器是借助橡胶分子内摩擦和弹性变形起到缓和冲击和消14耗能量作用的。为了增大缓冲器容量，在头部装有金属摩擦部分，借助三个带有倾角的楔块，在受压时与箱体及压头间各接触斜面产生相对位移，因摩擦而消耗冲击能量。2.4缓冲器用来减小列车在运行中由于机车牵引力的变化或起动、制

14、动及调车挂钩时机车车辆相互碰撞而引起的冲击和振动，从而减小机车、车辆的破损，货车的损伤，提高列车运行的平稳性。 缓冲器的工作原理与减震器相同。它一方面借助弹性元件来缓和冲击作用，另一方面在弹性元件变形过程中吸收冲击能量。 缓冲器的种类很多，可以分为弹簧式、摩擦式、摩擦橡胶式、液压式等等。其中弹簧式缓冲器式借助弹簧的作用来缓和冲击的，但它不能吸收冲击能量，因而不适用于大的冲击力。 我国铁道部规定的标准型缓冲器，有1号、2号、3号及MX-3MX-3型几种。机车上现在大多采用的是MX-1型缓冲器，如改型SS4、SS8型，而新型机车如SS9型、SS7E型等机车采用的是MT-3型缓冲器。MX-1型缓冲器

15、属于橡胶摩擦式缓冲器，MT-3型缓冲器则是弹簧摩擦式缓冲器。2.5（1）行程缓冲器受力下产生的最大变形量称为行程。因此，弹性元件处于压死状态，当继续增加外历时，变形量不再增加。（2）作用力缓冲器变形量达到行程时的作用外力。（3）容量缓冲器在全压缩过程中，外力所做的功。即压缩缓冲器时，作用力在其行程上所做的功的总和，称为容量。容量是衡量缓冲器冲能力大小的主要数据。如果缓冲器的容量过小，则在冲击力作用下，将常常被压死，产生刚性冲击。（4）能力吸收率缓冲器在压缩过程中，有一部分冲击能量被阻尼所消耗。其消耗部分能量与容量（总能量）之比，成为能量吸收率。它表明缓冲器吸收冲击的能力。吸收率越大，则反作用力

16、越小，冲动过程停止越快。2.61MX1型橡胶摩擦式缓冲器顶在底隔板上，使压力机加压压缩，并用撬棍将底板拨出箱体台肩外，然后缓慢升起压头取掉压具，依次取出底板，橡胶片、中隔板、压块、楔块。4.4清扫、检查与修理 1用清洗液清洗各部件，清洗应符合有关标准。用除漆剂清理钩舌、车钩钩体，车钩吊杆等部件，清洁度达到探伤要求。 2钩体检修（1）用钢板尺和样板检查钩上下、左右变形，变曲量大于3mm时报废；检查钩腕外胀及钩耳上下变形，当影响组装部和三态作用时报废。（2）探伤检查钩体有横裂纹及长度超过50mm的纵裂纹，钩体扁锁孔向尾端发展的裂纹，上下耳销孔向外的裂纹及长度超过端截面40%的裂纹，钩体上距钩头50

17、mm内的裂纹；上下钩耳间（距钩耳25mm以外)超过30mm纵横裂纹；目视检查钩体其他部位，重点为钩腕上超过腕高20%的裂纹禁止焊修并应报废。钩头与钩身的交界处，下锁销孔筋部、钩腔内的上下牵引台，有裂纹时报废。3用游标尺减产钩尾端面与扁销孔边缘的距离应小于49mm；扁销孔不大于116*46mm，否则焊修，使各处符合限度要求；4检查钩耳销孔的直径，大于44mm应该焊修或换套；5用卡钳检查下锁销孔处的防跳台，尺寸小于16*18*20(mm)，腔宽大于66mm时须进行焊修.。6焊修钩身下面磨耗部分，堆焊时应该纵向重跌施焊，分层焊时应该将第一层焊渣彻底清楚，焊后应留1-2mm余量并修磨平整。4.5钩舌的

18、检修1探伤检查钩舌，重点为牵引面的弯角部和上下弯角，钩舌销孔周围、牵引台、冲击台、钩舍有裂纹时更新。2外观目测钩舌牵引面略呈弧形，用内卡钳测量中部200mm,内钩舌厚平均值小于68mm时更新。3检查钩舌尾部因与钩锁铁接触有磨耗2mm时应该堆焊加工平整，并应该保证对焊部位至上部的距离部小于40mm;4检查钩舌销孔的磨耗，由凸台顶部向内深入30mm处用内卡钳进行测量，销孔直径大于45mm时应该焊修加工。5钩锁销更新，外观检查钩锁铁，钩舌推铁有裂纹时更换，磨耗大于2mm时修焊，弯曲变形时更换，钩铁销的下锁销下锁锁体及锁销钩之间应该连接可靠、转动灵活。6钩舌销、牵引扁销穿销螺栓更新。7钩尾框更新。8外

19、观检查从板，有裂纹时更新，有磨耗时堆焊修平，恢复原形。9外观检查钩提杆及座。提杆变形应该热调恢复，提杆部于提杆座凹槽之间配合松框时应该焊修。10外观检查车体牵引梁及复原装置，牵引梁焊缝开缝时焊修，冲去座处母材开裂时技术处理；从板座磨耗面恢复原形；吊杆、均衡量有磨耗或变形时更新，组装后钩体复原活动托架应摆动灵活。2.71外观检查箱体，箱体内距大于189mm时更新，箱体有裂纹时更新。底部磨耗处应该焊修恢复原形。2检查底板四角挂耳磨耗大于2mm时焊修，底耳部及长孔周围有裂纹时更新，检查楔快及压头有裂纹时更新，磨耗大于2mm时焊修磨光。3橡胶片、隔板更新。4.7组装1将钩体卡在工作上，各部件配合磨耗和

20、磨耗面上涂少许润滑脂后，依次装入钩舌推铁、下锁铁，钩锁铁，托起锁铁装入钩舌，穿上钩舌销及垫、开口销。然后对车钩进行全面检查，状态应良好。闭锁后钩舌尾部与锁铁垂直面的接触高不小于40mm，钩舌与锁铁的间隙不小于6mm，锁闭后钩锁铁向上活动量为5-20mm，钩舌销与销孔的间隙（以短轴计）为1-3mm钩舌与钩耳上下面的间隙为1-6mm，锁闭状态不良或部件配合超限时应该修配。部件焊修时禁止以点代面，局部堆焊后用砂轮修磨光滑。2将缓冲器箱体倒置在压力机工作台上的专用底座上，依次装入压头，楔块、顶隔板、橡胶片及中隔板、底隔板、底板孔顶在底格板上，使压力机缓慢加压并用小撬棍拨动底板倾斜进入箱体内，拨正位置后

21、，拨正底板位置，缓慢撤去压力并去掉压具，再次检查底板挂耳与箱体台肩卡合良好后方可吊下缓冲器，检查缓冲器组高度应为566-571.组装后应该施加550-750KN的压力，其变形量不大于60mm。3将缓冲器、从板、尾框套装在一起后，装入专用扁销及油缸，按动手油使油缸伸出，压缩缓冲器，当从板及缓冲器总长小于625mm时，整体吊至预先放有尾框托板的专用升降小车后，推至牵引梁下方，对准确位置并缓慢升起小车直至缓冲器装置进入安装座内，缓冲器油缸，检查缓冲器、从板及尾框组装后中心偏差应不大于5mm,从板贯通间隙不大于1mm,然后紧固全部托板螺栓,撤去油缸,专用扁销及升降小车。4用天车吊装钩体,到位后装上牵引

22、扁销,穿上扁销穿销螺栓,弹簧垫圈,螺母后适度紧固,打开开口销。调整复原装置托架垫片,使车钩处于水平位置。检测车钩尾部与从板间隙应为0.5-4mm,过小时压缩缓冲器后在从板座处加垫,过大时吊出车钩在钩尾部加焊垫.调整结束后应将从板座处磨耗板及加垫焊死.。5组装提杆，确认其灵活可靠。重联机车车两节车体中间提杆须装锁紧压板。6车钩和缓冲器涂刷黑漆并有钩舌水平中心线，沿钩头左右两侧喷涂5mm宽白色漆线的钩舌中心线。用中心高度尺检测车钩中心高度应为870-890mm，否则可采取在托板下增减调整垫片或更换吊杆等措施调整.。3，3，1 造成车钩自然分离事故。若防跳间隙过大，上锁销杆的突缘部分，在车辆运行振动

23、过程中由于摆动过大，容易脱离防跳台，不起防跳作用，导致车钩分离。6、钧耳变形和钩舌销磨耗的影响在车辆正常运行状态下，列车牵引力主要由上下牵引台承受，钩舌销与护销突缘均不受力，当上下牵引台及护销突缘产生较大磨耗时，牵引台与护销突缘就会共同受力，或牵引台、护销突缘、钩舌销共同受力。钩舌销受力后，虽分担的力并不很大，但由于所受力为剪切力，其截面积很小，所以单位面积的剪切力较大，会导致钩舌销弯曲变形或钩耳变形，甚至是钩舌销断裂，导致车钩在车辆运用中闭锁状态不良，造成车钩分离。7、两连挂车辆互钩差超限的影响铁路货车运用维修规程规定两连挂车辆互钩差不得超过75mm，而2号车钩钩舌的高度为280mm（13号

24、车钩为300mm），也就是说两连挂车钩的相互作用公共高度最小应为205mm（13号车钩为225mm）。如果两车辆的互钩差超限时，两钩舌作用面积就会减小，有可能使钩舌对于上下钩身发生偏转，这时可能因局部受力增大，造成钩舌、钩舌销及钩耳损伤、变形，还可能使钩舌与钩腕间的内侧距离瞬时增大并超限，两连接钩舌无法相互控制而引发车钩分离。8、上锁销杆孔及上锁销磨耗的影响对规对标发现2号上作用车钩的上锁销杆孔及上锁销有磨3、2耗现象，检测了三头车钩，编号为0753、1192、0437都均有不同程度的磨耗，最大的磨耗部位超过3mm，最小的也超过2mm，该批车钩是1979年生产的，在检修过程中因没有明确的检修规

25、定，导致磨耗后没有得到及时的恢复。所以在上锁销孔磨耗超限和上锁销的少量磨耗后，两者相加就增大了上锁销杆在其孔内的移动量，在车辆运行中，当钩提杆左右摆动及车辆冲击振动或缓冲器受力压缩时，上锁销杆就会形成过大的前后、左右摆动，导致上锁销杆脱离防跳台，造成车钩分离。三、防止措施1、规范上作用车钩提杆链松余量测量方法 上作用车钩提杆链松余量为45-60mm。测量方法为：在自然状态下（钩体和钩体托梁应接触），马蹄环和钩提杆链落下时，用直尺或钢卷尺测量上、下两个马蹄环圆销中心的直线距离L1，然后用钩提杆将马蹄环及链环提起，不得带动上锁销，再次测量上、下两个马蹄环圆销中心的直线距离L。钩提杆链松余量=L-L

26、1见示意图2、规范上作用车钩提杆左、右横动量的测量方法 作用车钩提杆的左右横动梁厂、段修均为30-50mm，不符合时应移动车体中心线外侧的钩提杆座调整。测量方法：当车钩纵向中心线与车体纵向中心线重合，且上锁销孔纵向中心与钩提杆头部纵向中心重合时，测量左、右两侧钩提杆座外侧与钩提杆内侧的水平距离。见示意图23、规范装用2号钩的C31、P31、N31车的险修方法该车因为钩腔内部配件不能互换所以要求在做厂、段修时，车钩钩腔及钩腔配件必须清洗干净方能检查，钩腔及钩腔配件裂纹不得装车使用。同时要求工作者、工班长、检查员、验收员加强对车钩各部配合尺寸和三态作用的检查，对各部尺寸不符合配3.3合要求，三态作

27、用不良或开闭不灵活的车钩坚决不准装车使用。对尺寸磨耗不超限但又不能互换的车钩，采用原钩原装原配的方法进行检修处理。4、规范钩腔内部配件的检修方法钩腔内配件加修前，须进行除锈；表面清洁度须达到GB8923规定的Sa2级，局部不低于Sa1级。堆焊时，焊波饱满，不得有缺肉、咬边。焊修后的配件必须按加修配件交验。现车焊修时未经过打磨的钩腔内配件不得装车使用。钩锁铁腿及锁铁上部左、右导向面磨耗大于2mm（相对于未磨耗处测量）时焊修，焊后打磨光滑，修复到未磨耗状态。钩锁销端部两侧凸脐及防跳部位磨耗超过2mm（相对于未磨耗处测量）时焊修，焊后打磨光滑，修复到未磨耗状态。钩舌推铁弯曲变形时调修并探伤，磨耗超过

28、2mm（相对于未磨耗处测量）时焊后加修，恢复到未磨耗状态。5、变更上作用钩提杆链的安装方式 对于上作用式车钩，钩提杆通过钩提杆座固定在车辆的端板上，而车辆的端板在运用中难免会变形，从而带动钩提杆变形、减小松余量。为此，建议改变钩提链与上锁销的连接方式，将钩提链两马蹄环间的连接环改为钩或其他形式，使之由一体式改为分体式，运行中将钩摘开，避免因为松余量不足发生分离I而在需要摘钩时，将钩提链的钩挂上即可，以减少因松余量不足而导3.46、规范列检及辅修时的检修方法各列检所加强车钩高度、互钩差、钩提链松余量和钩提杆横动量的重点检查。辅修时对车钩钩腔及配件进行彻底清扫，检查各部配合间隙，重点检查车钩三态作

29、用是否良好，车钩高度、钩提链松余量和钩提杆横动量等。不仅要保证各配合尺寸符合配合要求，而且配件磨耗过限时也必须堆焊加工并打磨光滑，同时必须清除钩腔及内部配件的油污才能装车使用。 综上所述，通过分析和采取防止措施后，可能会取得较好的效果，但是由于米轨铁路弯道多、曲线半径小、车辆及车钩缓冲装置复杂等原因，所以要从根本上解决问题，必须彻底更换不标准的所有车钩，使车钩及其配件能够互换使用，提高车钩缓冲装置的检修质量，保证车辆运输安全。 铁路货车车钩分离的原因及防止措施昆明铁路局开远车辆段张集中摘要：对米轨货车车钩缓冲装置进行现状调查，分析产生车钩自然分离事故的原因，提出防止措施，控制因车钩自然分离事故

30、而干扰正常的运输生产秩序和危及行车安全的被动局面。关键词：铁路货车车钩分离原因分析防止措施 目前，在米轨铁路货物运输过程中，车钩自然分离事故还时有发生，该事故是影响铁路运输安全、正点的重要问题之一。为进一步探讨和分析出车钩自然分离的原因，以便采取相应的措施，减少车钩自然分离事故的发生，确保行车安全。造成车钩分离的原因很多，与机车操纵方式不当、列车编组质量不良、新造车钩质量不高、检修车辆质量不良及车钩配件使用年限过长有着直接的影响。笔者针对米轨铁路货车在检修过程中的特点，立足车辆本身存在的问题，进行了认真分析，并提出相应的防止措施。一、车辆基本概况 从米轨货车数量概况统计表1中可以看出，米轨主型

31、货车共有1724辆。其中C31有997辆，大部分是装用2号车钩2号缓冲器（有200辆装13号车钩2号缓冲器）；P31有102辆全部装用2号车钩2号缓冲器；N31有100辆全部装用2号车钩2号缓冲器；C30有97辆全部装用2号车钩3号缓冲器；P30有273辆全部装用2号车钩3号缓冲器；G30有98辆全部装用2号车钩3号缓冲器；W30有10辆全部装用2号车钩3号缓冲器；D201/11页有4辆全部装用2号车钩3号缓冲器；M25有33辆装用2号和13号车钩，2号和3号缓冲器；救援车有7辆全部装用2号车钩3号缓冲器；试验车有3辆全部装用13号车钩2号缓冲器。米轨货车数量概况统计表1二、造成车钩自然分离事

32、故的原因分析1、钩提链松余量及钩提杆横动量的影响3，4依据米轨铁路货车修规程和作业指导书站修规程规定：货车厂、段修及辅修时，上作用钩提杆左、右横动量均为3050mm，不符时移动钩提杆座调整；钩提杆链松余量为4560mm。在检修过程中通过现场对规对标检查发现，这两个尺寸的测量方法各不相同：测量钩提链松余量时，有的是在自然状态下测量中间链环的松余距离，有的是在松紧状态下测量钩头上平面至上马蹄环圆销的松余距离。测量钩提杆横动量时，有的是测量左右两边之合，有的只测量单面尺寸，造成该限度测量不准确。加之该限度只是在车钩缓冲装置各部配件状态良好的静态下的测量值。但在车辆实际运行中，还存在车钩随车辆一起发生

33、振动，钩提杆会出现横向移动和纵向摆动，钩提链的链环设计是橄榄型的，也会在车辆摆动过程中翻转，车钩缓冲装置各部配件磨耗，车钩纵向移动等客观情况，所以钩提链松余量会被动地减少，甚至没有松余量，使车钩闭锁的可靠性大大下降。因此虽然车辆在静态下钩提链松余量的测量值合格，但是并不能确保动态时也合格。因此在特定的情况下也会发生车钩自然分离事故。2、钩腔内部空间尺寸不标准的影响 通过对规对标时，用标准样板检查发现装用2号车钩的C31、P31、N31等车的钩腔内部尺寸空间偏小，这些车是1992年以来眉山车辆工厂生产的，出现的这些问题是新车制造时就存在的天先性缺陷。所以造成钩锁铁与钩锁销所处的前后、左右位置尺寸

34、达不到设计要求，造成标准的钩锁销、钩锁铁、钩舌推铁不能正常组装互换使用。需要根据该车钩的实际情况进行打磨后才能组装进去。这些问题曾经请眉山车辆工厂的技术人员来处理，最终也没有得到有效的解决。目前是采用编号的方法将车钩及其配件原装原配，出现个别三太作用不良情况时，只针对有关部位进行局部的焊修并进行打磨光滑后就继续使用。如果该配件要恢复原型或者使用新品就无法组装进去。所以只能用人工对该配件进行局部的打磨后方能组装使用，然后在通过调整来满足三太作用要求。从表面上看配件已经装进去了，三太作用良好也良好了，但是由于钩腔内部的配件全部是非标准配件，造成各配件与钩腔内的配合部间隙无法掌握，在车辆运用过程中的

35、各种振动或摆动的情况下，配件要发生不同程度的磨耗，如果在检修时因为打磨过多的配件就会很快转入到最大限度，即运用限度，说明损伤程度超过了最大限度，零部件即不能在继续使用，甚至防跳就不能取到正常的作用，造成车钩分离。3、钩腔内部尺寸磨耗严重及配件加修不良的影响通过对规对标时，用标准样板检查发现C30、P30、G30等车的钩腔内部尺寸严重磨耗，特别是防跳台开挡和钩腔侧壁，检查3辆就有两辆磨耗过限，这些车是1979年生产的，由于使用年限达27年之久，基本达到报废时间，所以钩腔内部尺寸严重磨耗，侧面磨损逐渐加大，在加上检修过程中由于钩锁承台、钩舌尾部、钩锁铁、钩锁销、钩舌推铁等配件及钩腔内部加修不良，存

36、在焊修面积较小或焊后未打磨平整等现象，造成各配件上下左 3.5 右配合间隙不增大，产生上下左右晃动过大。这样在列车运用过程中，车辆受牵引和冲击力后自然要加快钩腔内部及零配件的摸损，造成厂、段修后的车钩闭锁限度、防跳限度在短期内就进入或超过运用限度，失去防跳作用，造成车钩分离。4、钩提杆弯曲变形或憋劲的影响 在入段进行厂修、段修及辅修时发现，钩提杆弯曲、变形、憋劲现象十分严重，特别是装用2号车钩3号缓冲器的N31车，由于第一位车钩在出厂时存在设计缺陷，钩提杆曲拐部份较多，当车辆进行摘挂车钩后钩提杆由于憋劲，不容易恢复原位或出现假落锁现象，导致车钩闭锁不良，防跳不起作用。在车辆运用过程中产生振动和

37、摆动时发生车钩分离。目前这车正在进行防止车钩分离的项目改造。5、防跳间隙过大或过小的影响 在检修过程中，有人认为防跳间隙愈小，防跳性能就愈好，其实不然，米轨铁路货车检修规程中明确规定：13号上作用车钩在闭锁位置时使用锁铁托具，并使钩锁铁腿贴靠后壁，向上托起钩锁铁不得开锁，钩锁铁移动量不大于：2号车钩15mm，13号上作用车钩为10mm，下作用车钩为18mm，且均不小于3mm。下作用车钩须有二次防跳性能，摆动下锁销组成时，防跳作用须良好。若防跳间隙过小，则钩锁铁与钩锁承台之间容易形成钢性接触，在运输过程中受地基、线路、钢轨与车辆弹性产生由下而上的振动作用力，当振动力过?充分利用钩腔内的空间?依靠

38、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?安全系数已经明显地提高了。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?有效地限制上锁销杆的纵向运动幅度?使

39、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已经完全失效?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 提下?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

40、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?安全系数已经明显地提高了。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已经完全失效?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

41、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。3.7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。(1)“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?钩锁铁虽已经落下挡住钩舌?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

42、舌尾部钩锁承台堆焊过高。段修规程中规定?“13号车钩钩舌在钩锁承台处堆焊后?钩锁坐入最小处不得小于45mm”。但在车钩检修中?为了处理防跳间隙超限?致使坐入量不足45mm(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分离。(3)车钩钩腕的外胀、钩耳

43、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)钩舌内侧面、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。2.2.2所做的预防措施(1)严格执行钩缓配件的使用寿命管理规定?不能进行无休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与修理。对锁铁挂钩

44、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?加修后必须加修?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2，81全面检查各处部件应组装到位，连接可靠，防缓件齐全。2三态试验（1）开锁状态：轻轻提起提钩杆，使锁铁支在支锁铁座上，放下提钩杆，锁铁仍未落下，钩舌也未移动。此时，将钩舌向外拉，能立即伸开，即为开锁状态良好。（2）全开状态：将提钩杆用力提

45、起，钩舌完全伸开，即为全开状态良好。（3）锁闭状态：在全开状态时，将钩舌缓慢向钩头里推动，锁铁以自身重量完全落下，使钩舌不能伸出，即为锁闭状态良好。3机车试运后，须再次检查车购中心高度，应符合限度规定，否则可采用在托板处，磨耗板下增减调整垫片等措施调整。4.9技术安全与注意事项1部件探伤时应该认真填写探伤交接卡，防止错探，漏探。2紧焊部件及部位不得焊修。允许处理焊修部件应该先清除底面锈斑，有裂纹时沿裂纹长度方向铲削60型坡口，彻底清除裂纹痕迹后施焊，施焊场地及工作温度低于10时应该局部预热至50-100，焊修后进行探伤检查，焊缝处不得有裂纹、夹缝、气孔、绞边，未焊透等缺陷问题。3使用天车，升降

46、小车，压力机车进行拆装及解体、组装时应注意人身，设备安全，并符合有关操作规程。摘 要高速铁路是现代化的标志,高速铁路的修建,对国家的经济发展,以及社会的稳定,都起到了关键的作用。同时,高速铁路已成为世界铁路发展的普遍趋势。本文从全球高速铁路的发展现状和我国高速铁路的发展现状入手,进行系统分析,论述了高速铁路的发展历程,以及对我国的高速重载齿轮传动全工况动态性能分析对降低齿轮传动的振动和噪声具有重要的作用,发展高速重载齿轮传动的动力学分析理论和方法将有助于实现高速重载齿轮国产化,提高国内自主开发能力,达到国际先进水平。以有限元计算方法和解析法与实验测试相结合,用科学的建模取代半经验的计算,用先进

47、的动态分析取代传统的静态分析,在全工况下对高速重载齿轮传动进行了热弹变形分析,轮齿修形设计以及参数激励和非线性并存的动力分析,并提出了相应的分析理论和方法。本文的主要内容如下: 研究了用材料力学方法和接触问题有限元法求解齿轮传动的变形和刚度问题。 基于接触问题有限元模型用摩擦学和传热学理论研究了齿轮本体温度和热变形对齿轮传动的影响,考虑到用有限元法分析体积温度的最大困难在于估算摩擦热输入和放热系数,本文对此亦作了适当讨论。 在接触分析和温度分析的基础上,用数值方法把二者耦合起来,采用轮齿热弹耦合有限元分析模型,用热弹耦合有限元法分析了相应的变形和刚度曲线,并编制调试了应用程序,从而可以很方便地

48、求得齿轮啮合变形及刚度曲线。 在研究修形原理的基础上,提出了一种基于热弹耦合变形求圆柱齿轮理想修形曲线的方法,理论计算和实践证明,这种方法具有良好的效果。 提出了一种在综合考虑热弹性、间隙、制造安装误差、体积温度等各种因素下的全工况动态性能分析方法,并进行全工况高速重载齿轮传动的动态数值仿真。 利用集中参数法建立了考虑时变刚度、误差和间隙的齿轮传动非线性动力学模型与方程,用数值解法对微分方程求解,获得的数值解以时域图,频域图,相图和Poincar截面表示,得到了系统多谐振动响应的基本规律,从而可在设计阶段预估其动态性能,使系统尽量避开共振频率,对系统参数的变化对动态特性的影响进行了分析,得出了

49、一些有益的结论。 建立了包含齿轮副、传动轴、轴承和箱体在内的齿轮系统动力学完整的三维有限元模型,该模型较好地描述了齿轮系统的动态特性。 用I-DEAS对齿轮系统进行了有限元模态分析,求解了齿轮系统的固有特性。 对齿轮传动非线性动力学微分方程应用谐波平衡法推导了相应的公式进行 WP=6 求解,并编制了相应的程序。同时与三维有限元模型相结合计算了在齿轮啮合激励下齿轮箱的动态响应,分析了齿轮系统的动态特性。 对实际减速器进行了高速重载下的实验研究,得到了齿轮箱表面的振动响应分布,与有限元计算结果进行了比较,吻合良好,表明所建立模型的正确性。 论文在以下几个方面具有创新性: 采用热弹耦合有限元方法得到

50、高速重载齿轮传动的变形和刚度曲线。提出了一种基于热弹耦合变形确定齿轮理想修形曲线的方法。 提出了综合考虑热弹性、时变刚度、间隙、体积温度等各种因素下的高速重载齿轮系统全工况动态性能分析方法。 用数值解法对微分方程求解,获得的数值解以时域图,频域图,相图和Poincar截面表示,得到了系统多谐振动响应的基本规律,从而可在设计阶段预估其动态性能。 进行了参数激励和非线性并存的三维齿轮系统的有限元动态仿真。把谐波平衡法和三维有限元法结合起来,进行全工况整个齿轮系统(包括传动系统和结构系统)的动态响应分析。影响。同时对我国高速铁路的发展,提出了相关建议。参考文献1钟文发.非线性规划在可燃毒物配置中的应用A.赵炜.运筹学的理论与应用中国运筹学会第五届大会论文集C.西安：西安电子科技大学出版社，D：报纸文章序号主要责任者.文献题名N.报纸名，出版日期（版次）2谢希德.创造学习的新思路N.人民日报，1998-12-25（10）.文献类型/载体类型标识：J/OL网上期刊、EB/OL网上电子公告、M/CD光盘图书、DB/OL网上数据库、DB/MT磁带数据库序号主要责任者.电子文献题名电子文献及载体类型标识.电子文献的出版或获得地址，发表更新日期/引用日期 3王明亮.关