魏明宇
中车齐齐哈尔车辆有限公司大连研发中心 辽宁大连 116052
摘要：车钩缓冲装置作为列车连挂的重要部件，在保障列车行车安全中起着至关重要的作用，车钩缓冲装置故障会对行车安全造成不可想象的危险。本文针对铁路货车车钩缓冲装置的磨损进行分析。
关键词：铁路；货车车钩；缓冲装置；磨损；
车钩缓冲装置是用于使车辆与车辆、机车与车辆之间相互连挂、传递和缓和列车在运行时所产生牵引力和冲击力的车辆部件，对车辆的安全运输起着重要的保障作用。随着我国铁路运输速度和荷载的不断增大，由于日常车钩缓冲装置检修和运用不到位，车钩故障时有发生。
1车钩缓冲装置工作原理及性能参数
车钩缓冲装置作为传递牵引力，减缓冲击力的一个关键部件，几乎用在了全部车辆连接中，合理的联结方式在保证车辆可靠运行的同时也减弱了车辆间相互冲击，其各种性能也直接关系着整个列车的运行。车钩缓冲装置通常被作为一个整体，安装在车辆底架的两端，车钩缓冲装置无论是承受牵引力还是冲击力，纵向作用力都需经过缓冲装置传递。当车钩缓冲装置受牵拉时，作用力的传递过程为:车钩→钩尾框→后从板→缓冲装置→前从板→前从板座→牵引梁;当车钩缓冲装置受冲击时，作用力的传递过程为:车钩→前从板→缓冲装置→后从板→后从板座→牵引梁。在列车纵向动力学分析中，经常将相邻的对车钩缓冲装置串联起来研究，为保证车钩缓冲装置在受牵拉(压缩)下有最大能量，缓冲装置均产生变形。车钩缓冲装置的主要性能参数有行程、最大作用力、容量及吸收率。
2车钩磨损概述
2.1影响车钩破损分离的主要因素
1）车钩强度降低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆发现车钩裂纹进行焊修和热处理时，由于焊修和热处理很难达到工艺要求。严格的温度、保温时间和冷却速度控制是车钩满足强度要求的重要保证，不当的控制过程常常导致旧有裂纹很难清除并引起焊修缺陷，甚至可能产生附加应力集中，降低车钩强度。2）车钩受力部位存在裂纹或缺陷。根据统计，由于应力集中的原因，车钩钩耳、钩颈、钩腕等部位应力较其他部位大很多；此外，2014年西宁东车辆段段修货车钩舌报废率为10.42%，多数报废原因为钩舌内侧面弯角处裂纹。因此，断裂故障大多发生在这些部位。3）机车操纵不当或滥用紧急制动。运用中超速调车、违章减压或紧急制动，常导致机车与车辆、车辆与车辆产生猛烈冲撞。这种冲撞力危害很大，往往造成配件变形、损坏等故障。
2.2车钩破损主要部位
1）车钩断裂造成车钩分离，主要有钩舌断裂、钩耳断裂、钩颈断裂、钩尾断裂、从板折断、从板座折断等。2）缓冲器破损或失效、从板折断，造成车钩缓冲装置在较大冲击力作用下断裂，致使车钩分离。3）钩尾框断裂，造成车钩分离。4）钩尾销螺栓或钩尾销折断，造成钩尾销脱落，致使车钩分离。5）车钩托梁或其组装螺栓折断，造成车钩托梁脱落，致使车钩分离。6）从板座铆钉折断，造成车钩分离。
3磨损分析与讨论
磨损部位大多发生在钩身下面及钩耳孔，其次则是钩锁腔侧壁、钩锁腔内防跳台处以及钩尾端面、侧面。车钩磨损会削弱该车钩的强度，在很大一定程度上影响到车钩的使用效果。防跳台磨损后甚至会导致车钩失去防跳作用。
3.1钩尾销孔
车钩的钩尾销孔通过钩尾销将车钩与钩尾框连接起来，保证车辆具有连接、牵引以及缓冲的功能。货车在运行时，会存在开、停、加速、减速、过曲线以及上下坡等工况，由于钩尾销孔与钩尾销之间是间隙配合，所以二者之间就会产生冲击与摩擦磨损等作用，在钩尾销孔的曲面上就会存在磨耗，假如磨损表面的碾压痕迹呈多个方向，且比较杂乱，表明磨损表面经历了多方向摩擦碾压作用力，这主要可能是由于铁路货车在启动与制动或变速等过程中，钩尾销孔与钩尾销之间的配合面存在不同方向的相对滑移及冲击，并发生明显塑性变形所造成的。这种碾压痕迹的形态是由车钩在实际工作时的运动状态决定的。
3.2钩舌
裂纹以及磨耗这两种故障是发生在钩舌上最主要的故障。绝大数裂纹发生在钩舌的内侧面上下弯角的地方，牵引突缘、钩舌销孔以及冲击突肩根部也可能频繁发生裂纹。而磨耗现象发生最为频繁的部位则是钩舌的内侧面，再其次就是钩舌尾部的侧面以及钩舌销孔。
3.2.1故障原因分析
钩舌故障主要是因为受到较为强烈的冲击力或者是制造时工艺的缺陷所导致。
3.2.2预防及处理措施
1）进行段修的时候，必须对钩舌牵引面弯角部以及上下弯角的地方进行探伤检测。2）当钩舌内侧面的上下弯角处的裂纹长度总和没有超过30mm的时候进行焊修，焊后必须对其进行热处理，若是超过了则进行更换。货车的车钩钩舌中间部分裂纹长度没有超过60mm时应进行焊修。3）钩舌牵引突缘的根部圆弧状裂纹长度总和没有超过30mm时应进行焊修。若是钩舌销孔的护销突缘的部分缺损时进行焊补，当裂纹往销孔内部延伸没有超过10mm时也进行焊修，若是超过了立即更换。4）当钩舌内侧面磨损剩余的厚度没有68mm时，则需要进行堆焊加工。5）若钩舌锁面的磨损超出3mm时则进行堆焊加工至平整。在钩锁承台的地方对十三号车钩进行堆焊处理之后，最小地方不可以低于45mm的坐入量，再测量其堆焊过的部位到上部的距离，钩舌销孔或者衬套的直径磨损超出3mm则必须镶套或换套，测量的部位以护销突缘端部向里深入孔内30mm为基准。
3.3转动从板
在车钩缓冲装置中，从板与钩尾框起传递纵向力(牵引力或冲击力)的作用;此外，当车辆通过曲线以及发生蛇行运动时，从板与从板座之间发生横向的相互摩擦，因此，从板端部既存在法相作用力，又存在横向作用力，其磨损情况更为严重。将转动从板样品置于OM下观察时，在其磨擦面上能够发现明显的宏观犁沟痕迹，表明样品表面局部位置经历了严重的犁削作用。这些现象的产生与转动从板同时承载着较大的法向和横向冲击力密切相关。对转动从板进行剖面分析时，发现存在明显的剥层去除现象，这可能是因为从板在与钩尾框配合的过程中表面承受较大的应力，促使表面发生塑性变形，在冲击力的作用下发生剥层的损伤机制;剥落的材料在接触面间被碾压成磨屑，堆积在从板的表面。同时，磨损表面存在不同程度的深沟，这与宏观观察到的犁沟痕迹相吻合，说明从板表面局部位置经历了严重的犁削作用，部分犁沟内被磨屑填满，说明此处材料表面经历了明显的磨粒磨损。因此，转动从板表面经历了较为严重的冲击磨损和磨粒磨损。
参考文献：
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[3]刘志远.货车车辆构造与检修[M].北京:中国铁道出版社,2005.
论文作者:魏明宇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/4
标签：车钩论文; 磨损论文; 装置论文; 车辆论文; 裂纹论文; 作用力论文; 冲击力论文; 《防护工程》2018年第34期论文;