車鉤緩沖裝置組成及作用課件

車鉤緩沖裝置的組成及作用車鉤緩沖裝置車鉤緩沖裝置是用于使車輛與車輛，機(jī)車或動(dòng)車相互連掛，傳遞牽引力，制動(dòng)力并緩和縱向沖擊力的車輛部件。它由車鉤，緩沖器、鉤尾框，從板等組成一個(gè)整體，安裝于車底架構(gòu)端的牽引梁內(nèi)。為了保證車輛連掛安全可靠和車鉤緩沖裝置安裝的互換性，我國鐵路機(jī)車車輛有關(guān)規(guī)程規(guī)定：車鉤緩沖器裝車后，其車鉤鉤舌的水平中心線距鋼軌面在空車狀態(tài)下的高度，客車為880mm（允許+10mm，-5mm誤差），貨車為880mm（±10mm）。兩相鄰車輛的車鉤水平中心線最大高度差不得大于75mm。緩沖器

原理用來緩和列車在運(yùn)行中由于機(jī)車牽引力的變化或在起動(dòng)、制動(dòng)及調(diào)車作業(yè)時(shí)車輛相互碰撞而引起的縱向沖擊和振動(dòng)。緩沖器有耗散車輛之間沖擊和振動(dòng)的功能，從而減輕對車體結(jié)構(gòu)和裝載貨物的破壞作用。緩沖器的工作原理是借助于壓縮彈性元件來緩和沖擊作用力，同時(shí)在彈性元件變形過程中利用摩擦和阻尼吸收沖擊能量。分類根據(jù)緩沖器的結(jié)構(gòu)特征和工作原理，一般緩沖器可分為：摩擦式緩沖器、橡膠式緩沖器和液壓緩沖器等。摩擦緩沖器由前、后兩部分組成，前部為螺旋彈簧（客車用）或環(huán)彈簧（貨車用），后部為內(nèi)、外環(huán)彈簧，彼此以錐面相配合，兩部分之間有彈簧座板分隔。螺旋彈簧用來緩和沖擊作用力，環(huán)彈簧兩滑動(dòng)斜面間的摩擦力用來起到吸收能量的作用。當(dāng)緩沖器受力壓縮時(shí)，使各環(huán)相互擠壓，這時(shí)外環(huán)彈簧中就儲存了大部分的沖擊能量；同時(shí)各內(nèi)外環(huán)簧的斜面之間因相互摩擦而將一部分沖擊能變成熱能。當(dāng)外力除去后，各環(huán)簧之間又產(chǎn)生摩擦，將所儲存能量的一部分再一次轉(zhuǎn)變?yōu)槟Σ翢崮芏ⅲ蚨鸬搅司彌_和減振的作用。橡膠緩沖器的頭部為楔塊摩擦部分，由三個(gè)形狀完全相同且?guī)A斜角的楔塊，壓頭和箱體等部分組成，楔塊介于壓頭與箱體之間，整個(gè)緩沖器封閉在箱體內(nèi)橡膠緩沖器是借助橡膠分子內(nèi)摩擦和彈性變形起到緩和沖擊和消耗能量作用的。為了增大緩沖器容量，在頭部裝有金屬摩擦部分，借助三個(gè)帶有傾角的楔塊，在受壓時(shí)與箱體及壓頭間各接觸斜面產(chǎn)生相對位移，因摩擦而消耗沖擊能量。一、車鉤緩沖裝置的組成1.車鉤緩沖裝置各部件名稱車鉤、鉤尾銷、前從板、緩沖器、后從板等組成。2.車鉤緩沖裝置各部件組裝位置車鉤和鉤尾框把它們聯(lián)成一體3車鉤緩沖裝置在車底架上的安裝位置二、車鉤緩沖裝置的作用（1）機(jī)車牽引車輛時(shí)，作用力（牽引力）傳遞順序：作用力——車鉤——鉤尾銷——鉤尾框——后從板——緩沖器——前從板——前從板座——牽引梁（2）機(jī)車推送車輛時(shí)，作用力（推進(jìn)力）傳遞順序：作用力——車鉤——前從板——緩沖器——后從板——后從板座——牽引梁

（3）按其結(jié)構(gòu)類型分為螺旋車鉤、密接式自動(dòng)車鉤、自動(dòng)車鉤及旋轉(zhuǎn)車鉤等。螺旋車鉤使用最早，但因缺點(diǎn)較多已被淘汰，密接式自動(dòng)車鉤多為高速鐵路車輛所用。中國除在大秦鐵路重載單元列車上使用旋轉(zhuǎn)車鉤外，現(xiàn)一律采用自動(dòng)車鉤。所謂自動(dòng)車鉤，就是先將一個(gè)車鉤的提桿提起后，再用機(jī)車?yán)_車輛或與另一車輛車鉤碰撞時(shí)，能自動(dòng)完成摘構(gòu)或掛鉤的動(dòng)作的車鉤。鍛造鉤尾框研發(fā)歷程

鉤尾框是鐵路貨車車鉤緩沖裝置的重要組成部分，在車輛牽引、連掛和發(fā)生緩沖作用時(shí)，鉤尾框?qū)⒅苯油瓿绍囕v間縱向力的傳遞工作。鍛造鉤尾框生產(chǎn)現(xiàn)場。受領(lǐng)任務(wù)

近年來，鐵路在貨運(yùn)運(yùn)輸領(lǐng)域?qū)嵤┝酥剌d與提速并舉戰(zhàn)略，有力推動(dòng)了鐵路貨運(yùn)列車生產(chǎn)技術(shù)迅速提高和車輛性能的不斷升級。

長征重工有限責(zé)任公司作為路外鐵路貨車生產(chǎn)廠家之一，擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)高質(zhì)量鐵路貨車和對車輛配件進(jìn)行升級換代的任務(wù)。2001年年底，鐵道部運(yùn)輸局根據(jù)鐵路貨車發(fā)展的需要和各車輛制造單位的資源配置情況，指示長征重工研究開發(fā)Z8G、ZK2、25t軸重鍛鋼支撐座，并將其分別用于Z8G、ZK2和ZK6轉(zhuǎn)向架。長征重工不辱使命，高質(zhì)量完成了任務(wù)。2004年，鐵道部運(yùn)輸局又要求長征重工著手研發(fā)鍛造鉤尾框，以替代鐵路沿用了幾十年的鑄鋼鉤尾框。組織研發(fā)團(tuán)隊(duì)

受領(lǐng)這項(xiàng)任務(wù)后，長征重工立即成立了以總工程師為項(xiàng)目組組長，分管技術(shù)開發(fā)的副總工程師兼技術(shù)中心主任為副組長的項(xiàng)目研發(fā)小組，組織相關(guān)專家和專業(yè)技術(shù)骨干開展與產(chǎn)品研發(fā)相關(guān)的工藝方案研究、原材料沿用方案研究以及所需工裝設(shè)備胎位改造方案研究。

鉤尾框是鐵路貨車車鉤緩沖裝置的重要組成部分，在車輛牽引、連掛和發(fā)生緩沖作用時(shí)，鉤尾框?qū)⒅苯油瓿绍囕v間縱向力的傳遞工作。項(xiàng)目組成員們仔細(xì)分析了鉤尾框的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受力狀況，一致認(rèn)為，在車輛載重從60噸升級到70噸乃至80噸、列車編組不斷擴(kuò)大、列車運(yùn)行速度大幅度提高的情況下，雖然鑄鋼鉤尾框的材質(zhì)已經(jīng)升級為“E”級鑄鋼件，但由于鑄造工藝等原因，鑄鋼鉤尾框無法避免地存在氣孔、縮松、夾雜、裂紋等缺陷，而這些缺陷對貨車高速運(yùn)行構(gòu)成潛在安全隱患。與鑄鋼鉤尾框相比，利用鍛造技術(shù)生產(chǎn)的鍛造鉤尾框由于通過鍛擊消除了鑄態(tài)缺陷，改善了金屬內(nèi)部組織結(jié)鉤，顯著提高了金屬的強(qiáng)韌性及耐疲勞性能，能夠確保貨車提速后的安全性和可靠性。

鉤體磨耗板焊裝示意圖

4.217型鉤尾框及鉤尾框托板磨耗板

4.2.117型鍛造鉤尾框磨耗超限時(shí)堆焊后磨平。

4.2.2不得焊裝鉤尾框框身磨耗板，須配套裝用圖號為QCH194A-84-00-002含油尼龍鉤尾框托板磨耗板。

含油尼龍鉤尾框托板磨耗板裝用示意圖

圖4-3閉鎖顯示孔示意圖閉鎖顯示孔示意圖4.3.2鉤舌處于牽引位置時(shí)，用檢查樣板與鉤頭正面貼靠，閉鎖位置鉤舌內(nèi)側(cè)面與鉤體正面沿垂直方向距離須不大于97㎜，如圖4-4所示。

4.4牽引桿

4.4.1桿身、桿頸橫裂紋在同一斷面之和小于50㎜時(shí)焊修，大于時(shí)更換。

4.4.2鉤尾銷孔周圍25㎜范圍內(nèi)裂紋時(shí)焊修；超過范圍的裂紋深度小于3㎜時(shí)可鏟磨清除，大于3㎜時(shí)更換。

4.4.3鉤尾銷孔后壁與鉤尾端部距離小于83㎜時(shí)堆焊后磨平，小于77㎜時(shí)更換。

4.4.4長度小于1741㎜時(shí)在兩端堆焊后磨平，小于1734㎜時(shí)更換。

4.4.5尾端高度磨耗超限時(shí)堆焊后磨平。

4.4.6焊修后須經(jīng)熱處理，材質(zhì)保持為E級鋼；材質(zhì)無法保持為E級鋼時(shí)更換。

4.5車鉤緩沖裝置檢修限度表（表4-1）客車密接式車鉤緩沖裝置的解鉤操作過程

客車密接式車鉤緩沖裝置的解鉤由人工完成。具體操作過程規(guī)定如下：

(1)確認(rèn)手柄定位銷位于解鉤手柄的銷孔中,不能位于鉤體的銷孔中；

(2)機(jī)車向后微退,使待分解車鉤處于受壓狀態(tài)；

(3)板動(dòng)解鉤手柄至解鉤位,在鉤體銷孔內(nèi)插上手柄定位俏.之后操作人員離開操作位置；

(4)機(jī)車向前運(yùn)動(dòng),將待分解車鉤拉開；

(5)操作人員進(jìn)入操作位置,拔出手柄定位銷,使車鉤處于待掛狀態(tài),并將定位銷插回解鉤手柄的銷孔中。貨車車鉤緩沖裝置作用力的傳遞順序

列車牽引或者壓縮時(shí)車鉤緩沖裝置作用力的傳遞順序如下：

1、當(dāng)列車牽引時(shí)，作用力的傳遞順序?yàn)椋很囥^—鉤尾銷—鉤尾框—后從板（無后從板者除外）—緩沖器—前從板—前從板座—牽引梁，如圖所示。車鉤緩沖裝置牽引狀態(tài)示意圖車鉤緩沖裝置常見故障分析及處理緩沖器在運(yùn)行和調(diào)車作業(yè)過程中經(jīng)常受到變化的壓縮力和沖擊力，致使各部分零件產(chǎn)生磨耗、變形、裂損等故障，導(dǎo)致緩沖器作用不良，從而使車輛間的沖撞加劇，以致造成車體和貨物的損壞。因此，對緩沖器的故障應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行分析與處理。目前，我國貨車上使用的緩沖器大部分為二號和MX-1型緩沖器，隨著列車載重和列車質(zhì)量的增加，以上緩沖器的強(qiáng)度和容量逐漸達(dá)不到要求，大容量的新式ST型、MT-3型緩沖器正逐步推廣使用，因此，以下主要針對二號緩沖器、MX-1緩沖器、ST型緩沖器、MT-3緩沖器常見故障進(jìn)行分析。一、緩沖器的故障分析

1、二號緩沖器的故障分析

①彈簧盒裂紋原因

彈簧盒裂紋多數(shù)發(fā)生在彈簧盒的尾端和彈簧盒端部彎角處。彈簧盒底部與后從板相接觸，運(yùn)行中相互發(fā)生摩擦造成彈簧盒底部邊沿磨耗和裂損，尤其是當(dāng)緩沖器作用失靈而處于壓死狀態(tài)時(shí)，彈簧盒在列車運(yùn)行和調(diào)車作業(yè)時(shí)直接受到過大的沖擊力而開裂，也有因施修時(shí)截?fù)Q工藝不良，使彈簧盒受力不均而折損的。②環(huán)彈簧裂紋、折損原因

在環(huán)彈簧的裂紋和折損中，以內(nèi)環(huán)彈簧（尤其是半內(nèi)環(huán)彈簧）為最多，約占故障的12％左右。因其相對來說受力較大，當(dāng)負(fù)擔(dān)力不均勻后，在長期使用中材質(zhì)容易產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋大多在錐面上，而破損者往往碎成許多小塊，而由此影響到其他環(huán)簧。③環(huán)彈簧咬合一起

環(huán)彈簧咬合一起，致使緩沖器成為一體而失去緩沖作用。產(chǎn)生環(huán)彈簧咬合的主要原因是由于給油不良，油質(zhì)差、油量不足或者是摩擦面把油膜切斷所致。列檢作業(yè)中，如果發(fā)現(xiàn)緩沖器兩端與前后從板間有間隙時(shí)，即可判斷為環(huán)彈簧互相咬合的故障。

④緩沖器自由高度不合規(guī)定尺寸

緩沖器自由高度不合規(guī)定尺寸的產(chǎn)生原因是由于彈簧的剛度過低，容易產(chǎn)生彈簧塑性變形而導(dǎo)致緩沖器自由高度不合規(guī)定尺寸。另外，當(dāng)緩沖器各零件產(chǎn)生磨耗，環(huán)彈簧衰弱也會導(dǎo)致緩沖器自由高度不合規(guī)定尺寸。

2、MX－I型摩擦橡膠緩沖器故障分析

①箱口部開裂原因

箱口部開裂，裂口位置位于水平面，其原因是水平面薄于其他面（21mm），楔塊靠近箱間隔爪一側(cè)（即楔塊裝扁），使楔塊與箱口斜面形成空間，造成楔塊與箱口摩擦面為線接觸，反復(fù)壓縮和復(fù)原，逐漸磨成溝槽，強(qiáng)度減弱，當(dāng)運(yùn)用中受到較大沖擊時(shí)，使箱口脹開。

②箱體底端面輾堆

箱體底端面輾堆的原因是箱體底部水平面厚度為21mm，而十三號車鉤的鉤尾框后堵彎角圓根高18mm，當(dāng)列車牽引時(shí)，鉤尾框后堵圓根斜坡向箱底端面摩擦輾堆，直至與鉤尾框后堵圓根相似為止。這樣，使緩沖器底板在箱體內(nèi)（設(shè)計(jì)時(shí)為底板露出底端1mm），造成分解時(shí)底板取不出來，需用扁鏟將輾堆邊鏟掉后方能分解。③壓塊、楔塊壓人箱體上口內(nèi)卡住，底板、底隔板、橡膠片脫出箱體。

其原因是底板四角掛耳磨耗，箱體掛耳槽部分外脹，使底板只要稍微竄動(dòng)，底板即脫出。當(dāng)緩沖器受到?jīng)_擊力作用時(shí)，壓塊壓迫楔塊達(dá)到極限，使壓塊與箱體上口壓平，而箱體底端又失去支承作用，造成箱體內(nèi)配件脫出。

④底隔板折斷和底板彎曲變形

底隔板折斷和底板彎曲變形的原因是底隔板材質(zhì)為球墨鑄鐵，抗彎強(qiáng)度不足，而底板上設(shè)有兩個(gè)長圓孔，減弱其強(qiáng)度,造成底隔板折斷和底板彎曲變形。

3、ST型緩沖器故障分析

①、拉緊螺栓折斷。

其原因是由于車輛在重載高速運(yùn)行中剎急閘，拉緊螺栓受到很大的沖擊力，在交變應(yīng)力作用下，拉緊螺栓產(chǎn)生塑性變形，局部應(yīng)力集中的部位易發(fā)生折斷，此外，諸如夾砂等材質(zhì)缺陷也能造成螺栓折斷。

ST緩沖器

②、螺母松動(dòng)，自由高過限。

原因一是在長時(shí)間的交變力作用下，拉緊螺栓螺母逐漸松動(dòng)，造成自由高增加。原因二是由于彈簧的剛度過低而產(chǎn)生彈簧塑性變形以及長時(shí)間使用后圓彈簧衰弱，也容易導(dǎo)致緩沖器自由高度不合規(guī)定尺寸。③、內(nèi)、外圓彈簧裂紋或塑性變形、折斷。

內(nèi)外圓彈簧在長期使用中材質(zhì)容易產(chǎn)生疲勞裂紋，在交變應(yīng)力作用下產(chǎn)生塑性變形、折斷。

4、MT-3型緩沖器故障分析

①、箱體裂紋、變形。

當(dāng)車輛滿載時(shí)，車輛的沖擊速度在7km/h時(shí)，緩沖器剛度增加較快，此時(shí)有較強(qiáng)的應(yīng)力交變，在緩沖器壓縮過程中，固定板與箱體接觸圓角易造成應(yīng)力集中，使箱體開口部產(chǎn)生裂紋，此外，在長時(shí)間外力作用下，由于緩沖器部件的磨耗造成緩沖器受力失衡，造成局部應(yīng)力集中，使箱體易產(chǎn)生塑性變形和裂紋。此外，由于箱體內(nèi)部鑄造缺陷而造成的裂紋也占有很大比例。

②、外露部件折損或缺件。

MT-3型緩沖器是由箱體、摩擦機(jī)構(gòu)和彈性元件等組成，采用兩楔塊帶動(dòng)板的摩擦機(jī)構(gòu)和以圓柱型螺旋彈簧作為彈性元件的全鋼干摩擦式彈簧緩沖器，箱體不直接承受摩擦作用，由其結(jié)構(gòu)來看，不是全封閉的，其外露配件在沖擊力作用下易折損，丟失。

③、自由高過限

由于長期受交復(fù)力作用，彈簧剛度降低，彈簧產(chǎn)生塑性變形而導(dǎo)致緩沖器自由高度不合規(guī)定尺寸。另外，由于緩沖器各零件產(chǎn)生磨耗，角簧、內(nèi)、外彈簧衰弱，復(fù)員彈簧失效也會導(dǎo)致緩沖器自由高度不合規(guī)定尺寸。

二、緩沖器常見故障及檢查方法

由于列車在運(yùn)行中和吊車作業(yè)中，緩沖器經(jīng)常受到較大的沖擊力作用，致使各部分產(chǎn)生磨耗、裂損、變形等故障。

緩沖器常見故障按型號分主要有：

（1）二號緩沖器內(nèi)