机车总体及走行部课件：缓冲装置

缓冲装置

缓冲装置

知识目标：（1）熟练拆解、安装车钩。（2）HXD3型电力机车车钩缓冲装置安装（3）车钩复原装置的种类和工作原理（4）了解车钩的受力及磨耗情况缓冲装置

一：缓冲装置的作用和种类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、制动及调车挂钩时机车车辆相互碰撞而引起的冲击和震动，从而减少机车车辆的破损，货物的损伤,提高列车运行的平稳性。缓冲器的工作原理与减振器相同。它一方面借助于压缩弹性元件来缓和冲击作用力,另一方面在弹性元件变形过程中利用摩擦和阻尼吸收冲击能量。缓冲器的种类很多,可以分为弹簧式、摩擦式、摩擦橡胶式、弹性胶泥式、液压式等。其中弹簧式缓冲器借助弹簧的作用来缓和冲击力,但它不能吸收冲击能量,因而不适用于大的冲击力。我国铁路的标准型缓冲器有多种,机车上常用的有MX-1型橡胶摩擦式缓冲器、MT-3型弹簧摩擦式缓冲器和QKX100型胶泥缓冲器等,其中SS4改型电力机车采用MX-1型橡胶摩擦式缓冲器,SS9型电力机车采用MT-3型弹簧摩擦式缓冲器,DF4B型、DF4D型内燃机车采用的是全钢摩擦式二号缓冲器,而HXD3和HXD1型电力机车均采用QKX100型胶泥缓冲器。缓冲器的主要性能参数:1.行程缓冲器受力下产生的最大变形量称为行程。此时,弹性元件处于压死状态,当继续增加外力时,变形量不再增加。2.作用力作用力是指缓冲器变形量达到行程时的作用外力。3.容量容量是指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功的总和。容量是衡量缓冲器缓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.能量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,称为能量吸收率。它表明缓冲器吸收冲击的能力。吸收率越大，则反作用力越小，冲动过程停止得越快。缓冲装置

二：缓冲器的结构1.QKX100型胶泥缓冲器HXD3和HXD1型电力机车均采用QKX100型胶泥缓冲器,它由壳体、连接板、预压板、弹性胶泥芯子、垫块、减磨套、紧固件等组成,如图4-16和图4-17所示。QKX100型缓冲器安装在机车车体的车钩箱里面,当机车牵引或制动时利用缓冲器的弹性胶泥之间的相互摩擦运动而对车钩产生的冲击起缓冲、吸能作用。QKX100型缓冲器主要有以下方面需要说明。缓冲装置图4-16QKX100型缓冲器结构1—壳体；2—连接板；3—预压板；4—护板；5—弹性胶泥芯子；6—垫块；7—减磨套；8—弹性体；9—垫片；11、12、13、14—螺母防松板、螺杆、螺母、垫圈图4-17QKX100型缓冲器结构三维图缓冲装置(1)产品特点：容量大，阻抗小，结构简单，性能稳定；(2)主要用途及适用范围：用于机车车辆起缓冲吸能作用；(3)使用环境条件:-40℃～+50℃。

QKX100型弹性胶泥缓冲器自由状态下的外部轮廓尺寸：长×宽×高=(572+2-1)mm×(318±2)mm×230mm，长度(554±1)mm为预压缩后的尺寸。缓冲器主要技术参数见表4-1。表4-1QKX100大容量弹性胶泥缓冲器主要技术参数QKX100大容量弹性胶泥缓冲器,采用性能稳定可靠的进口密封件和弹性胶泥材料,具有容量大、阻抗小、性能稳定、检修周期长,调车连挂速度高的特点。具有拆卸安装方便的预缩短装置,并能与既有的缓冲器互换使用,标准化程度高,运用检修方便。该型缓冲器还满足如下应用要求：用于总重100t车辆的允许连挂速度不低于10km/h；1/3行程时的阻抗力不小于800kN；缓冲器的使用寿命不小于机车车辆的一个厂修周期。缓冲装置项目初压力(kN)最大阻抗力(kN)行程(mm)冲击速度(m/s)静态静态动态静态动态静态动态静态动态指标≤250≤250≥1200≤2500≤83≤83≥10≥45≤2502.105A车钩缓冲装置FXD1型电力机车的机车和车辆之间采用105A车钩缓冲装置,该缓冲装置能自动连接两列列车的车钩的一种装置。它由小间隙车钩、缓冲器、安装吊挂装置、连接卡环等组成,如图4-18所示。主要技术参数如下:车钩长度=1360mm;最小拉伸破坏载荷=1800kN；最大水平转角≥±25°;最大垂直转角≥±6°;缓冲器行程≤73mm;缓冲器容量≥80kJ。图4-18105A型车钩缓冲装置图缓冲装置3.MJGH-25T型车钩缓冲装置MJGH-25T车钩缓冲装置是一种能自动连接两辆车辆的车钩缓冲装置，它由密接式车钩、缓冲器、安装吊挂装置、连接法兰组成,如图4-19所示。其主要技术参数如下:车钩长度1280mm；抗拉强度1800kN；缓冲器行程73mm；缓冲器容量30kJ；最大水平转角≥±17°；最大垂直转角≥±6°；沿纵向轴旋转±3°。缓冲装置图4-19MJGH-25T型车钩缓冲装图4.全钢摩擦式二号缓冲器DF4B型和DF4D型内燃机车牵引缓冲装置均采用的是全钢摩擦式二号缓冲器。全钢摩擦式二号缓冲器由盒体、盒盖、内外环弹簧、底板等零件组成，如图4-20所示。该缓冲器额定容量为30kJ,额定阻抗力为1275kN,额定行程为67.71mm。缓冲器能部分地吸收机车车辆间的冲击能量,可有效地缓和其间的冲击。牵引缓冲装置的车钩中心线距轨面高度为815～890mm,如因轮缘偏磨等原因使车钩高度超过限度,可在磨耗板下和尾框托板内加调整垫，以恢复车钩的使用高度。如图4-20下一页。缓冲装置缓冲装置图4-20DF4B型内燃机车全钢摩擦式二号缓冲器三、车钩与缓冲器的安装和车钩复原装置1.HXD3型电力机车车钩缓冲装置安装将预压缩的缓冲器放入车钩钩尾框内，如图4-21所示,弹性胶泥缓冲器安装于钩尾框中并与车钩、钩尾销组装在一起后,放进牵引梁车钩箱中,然后将车钩拖板、均衡梁等安装好；在机车连挂或试用时,由于机车车辆间的相互撞击，使缓冲器上的垫块6掉下,弹性胶泥缓冲器完全夹紧于从板和变形元件之间,在机车车辆运行过程中，起到缓冲、吸收冲击能量的作用。要求在机车车辆连挂完成后检查垫块是否已经掉下,如果没有掉下,要重新连挂，使垫块掉下，并在出厂前检查垫块是否掉下,确保垫块在厂内掉下而不是在线路上掉下。2.HXD1型电力机车车钩缓冲装置的安装将车钩从板放进钩尾框内，然后将预压缩的缓冲器放入车钩钩尾框,一起放进车钩箱里面，随后将车钩钩头装上,插入钩尾销并装好钩尾销螺栓，最后将均衡梁及吊杆装好并通过均衡梁上的调整垫板来调节车钩的高度，如图4-22所示。缓冲装置

缓冲装置3.车钩复原装置铁道机车在曲线运行时,车钩中心线与车体中心线之间必将产生一个偏角,即车钩将发生左右的摆动。为了防止车钩偏倚时钩身与车体牵引梁相碰而产生障碍，在牵引梁的中间开有较宽的钩门。电力机车的车钩，允许有一定的横向偏倚量。这不但有利于曲线运行，而且便于在弯道上挂车。为了使车钩在偏倚后能及时恢复正常位置,避免车钩左右任意摆动不稳,减小摘挂车钩时的困难，在车钩钩头的后面，钩身的下部，装设了车钩复原装置，如图4-23所示。常用的复原装置有两种。图4-23（a）所示为弹簧式复原装置，它由钩身托板3、复原弹簧托4、复原弹簧鞍2、复原弹簧5、弹簧垫板1及心杆等零件组成。车钩钩身坐落在复原弹簧鞍内。当车钩偏倚时,弹簧鞍压缩下部一侧的弹簧垫板及弹簧，此时弹簧的复原力就可使弹簧鞍恢复到正位，起复原作用。缓冲装置另一种为吊杆式复原装置，如图4-23（b）所示。它由摆块6、摆块吊杆8等组成。钩身卡在摆块上，摆块两端支承在吊杆下。当车钩向一侧偏倚时,车钩本身重力的水平分力将使自身和摆块恢复到原来的正常位置，增加了车钩摆动的灵活性，增强了车钩的复原能力。这种吊杆式复原装置结构简单、很少有磨损，所以被标准化，并得到广泛应用。SS4改型、SS9型及HXD3型电力机车均采用吊杆式复原装置。缓冲装置图4-23车钩复原装置1—垫板；2—复原弹簧鞍；3—钩身托板；4—复原弹簧托；5—复原弹簧6—摆块；7—冲击座；8—摆块吊杆缓冲装置四、缓冲装置力的传递车钩钩体尾部通过钩尾销连接车钩钩尾框。在车钩尾框内,安装前从板、缓冲器及后从板(有时不设后从板),如图4-24（a）所示。车钩尾框和前后从板,是牵引缓冲装置中传递纵向力的构件,它们和车钩、缓冲器组装以后，一同安装在车体底架的后两端的牵引梁内。前后从板及缓冲器卡装在牵引梁前后从板座之间。1.牵引运行时纵向力的传递顺序牵引运行时,牵引力由车体底架传至车钩,如图4-24（b）所示，其传力顺序为：车体底架→牵引梁→前从板座→前从板→缓冲器→后从板→车钩尾框→钩尾销→车钩。2.推进运行时纵向力的传递顺序推进运行时，机车推力也由底架传至车钩，如图4-24（c）所示，其传力顺序为：车体底架→牵引梁→后从板座→后从板→缓冲器→前从板→车钩尾框→钩尾销→车钩。由以上可知，车钩缓冲装置无论在牵引运行还是推进运行中，机车的纵向力都经过缓冲器传递，而且缓冲器都是受到了进一步的压缩，起到缓冲作用，减轻了纵向冲动，改善了运行品质。缓冲装置由于车钩专用于机车和车辆之间的连接,所以各种机车车辆的车钩高度，必须统一。我国统一规定车钩中心线距轨面的高度为(880±10)mm，如果不符合这一规定，可在钩尾框托板上加垫或改变冲击座下方吊杆装置均衡梁上磨耗板厚度来进行调整，必要