车钩及缓冲装置的检修工艺Word下载.docx
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1钩体
钩体由铸钢铸成,是车钩的主体部分,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。
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;
下部有开口销孔,以穿入开口销,避免脱落。
4钩锁
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,钩舌尾部将它转回原位。
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。
2.1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:
1要有足够的强度;
2容易辨识其连接状态,以免误认而造成列车分离事故;
3不能因为运行而振动而自动解锁脱钩;
④不能因各部稍有磨耗而影响其作用和挂钩的安全;
⑤构造要简单,操作方便,拆装容易,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110—130mm;
在全开位时,其开度为220—250mm;
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5—15mm;
5钩舌销与销孔径向间隙位1—4mm。
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。
2.4车钩三态
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,制动力并缓和纵向冲击力的车辆部件。
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。
缓冲器种类很多。
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。
三缓冲器的构造与检修工艺
缓冲器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冲击能量;
同时各内外环簧的斜面之间因相互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。
3.1缓冲器的作用
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。
3.2缓冲器的性能参数
(1)行程缓冲器受力下产生的最大变形量称为行程。
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,则反作用力越小,冲动过程停止越快。
3.3缓冲器的种类
1MX–1型橡胶摩擦式缓冲器
9片形状相同的橡胶片,借助于顶隔板、两块中隔板以及底隔板以及隔板,每层3片,橡胶片的两面均与钢板经过硫化固结在一起,在箱体内将其分卫3层,组成减振元件。
为了组装定位方便,在每个橡胶片的钢板上对角压有两个球形的凸起及凹坑。
橡胶片能很好地起缓冲吸振作用,但由于承压面积的限制,单靠橡胶片的作用仍会出现容量不足、变形量过大的问题。
所以在缓冲器的前面另设摩擦部分,由3个形状相同带有倾角的楔块、箱体及压头组成。
楔块介于箱体及压头中间。
当缓冲器受压时,接触面间产生摩擦,与橡胶片共同吸收、缓和冲击能量,这就可以获得较大的缓冲器容量。
在缓冲器组装时,由于箱体底部依次将压头、楔块、顶隔板及橡胶元件等零件放入,并在压力机上加压,通过专门的压具,将橡胶片压缩,使底板倾斜进入箱体内,并卡合在箱体对应的位置的凹槽内。
这种橡胶缓冲器的优点是:
(1)容量大该型缓冲器的容量34300J以上,3号缓冲器大80%-100%。
(2)性能好能量吸收率高达90%,适用于各种不同的冲击能量,即:
受到小的冲击时易于变形,对于大的冲击则变形增加较慢,抗阻能力显著增大、工作安全可靠。
(3)零件少,重量轻,成本低。
(4)制造方便,检修容易。
其主要问题时橡胶片的性能不稳定,箱体容易产生裂纹,有待于改造。
2MT---3型缓冲器
缓冲器有两个形状相同的带有倾角的楔块固定斜板、动板、内圆弹簧、外16圈弹簧、复原弹簧、中心楔块和箱体组成,缓冲器头部为摩擦部分。
当缓冲器压缩时,通过中心楔块、斜板、楔块、动板和箱体之间的产生摩擦及内、外弹簧的弹性变形,消耗冲击能量,起到缓冲作用。
MT---3型缓冲器主要技术参数有:
缓冲器组装长度:
566-571mm
缓冲器定额容量:
≥45kJ
缓冲器额定阻抗力:
≤2000kN
缓冲器额定行程:
83mm
缓冲器吸收率:
≥80%MT---3
缓冲器优点有容量大、维修量极少,外形尺寸可与其他类型缓冲器互换。
3.4缓冲器与车钩的安装
车钩钩体尾部通过连接车钩尾框。
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)。
车钩尾部和前后从板,是牵引缓冲装置中传递纵向力的构件。
他们和车钩、缓冲器组装以后,一同安装在车体底架前后两端的牵引梁内。
前后从板及缓冲器卡装在牵引梁前后从板座之间。
牵引运行时,牵引力由车体底架传至车钩,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。
推进运行时,机车推力也由底架传至车钩,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,机车的纵向力都是经过缓冲器来传递的,而且缓冲器都是受到进一步的压缩,起到缓冲作用,减轻了纵向冲动,改善力运行品质。
由于车钩专用于机车和车辆之间的连接,所以各种机车的车钩安装高度,必须统一。
我国统一规定的车钩中心线距轨面的高度为(880±
10)mm。
如果不符合这一规定,应在车钩下部与托铁之间加减垫板来进行调整。
四车钩及缓冲器的检修
4.1缓冲装置检修
1检查缓冲装置各部状态以及缓冲箱体导框与托板配合状态。
缓冲器尾框各部无裂损,导框厚度不小于16mm,否则预热堆焊修复。
2检查车钩尾部与从板之间的间隙。
车钩尾部与从板间隙不大于6。
缓17冲器从板不得有贯通间隙。
3检查缓冲器楔块不得缩入,箱底部四角有裂纹,当长度小于100mm的情况下,可以补焊。
4.2车钩与缓冲器的解体检修
1外观检查车钩提杆、连杆、提杆座、钩提杆、连杆有异常变形或作用不良时应拆下后预热处理。
各部不得有异常变形、碰磨等缺陷,钩提杆凸台在提杆座的槽内,与英国严重旷动而自行脱出,否则应焊修处理。
2解体钩舌:
取下钩舌销开口销,抽出钩舌销,对钩舌、钩舌销探伤,新换钩舌、钩舌销应探伤合格使用,钩舌、钩舌销组装前必须在接触面上涂润滑油。
钩舌、钩舌销不得有裂纹,否则更换。
3.解体钩体:
拆开止销安全螺丝,取出牵引扁销,松开车钩托板固定螺丝,用钢丝绳套住钩头后端钩体部,用天车吊起钩头左右摆动。
慢慢取出钩体,放在安全地方并探伤;
测量牵引扁销尺寸,牵引扁销与销孔间隙。
钩体、牵引扁销不得有裂纹,且下列情况禁止焊修;
钩体上横裂纹、销孔向尾端发展的裂纹,耳销孔处超过断面40%的裂纹。
牵引扁销尺寸不小于95mm×
35mm牵引扁销与销孔间隙前后不大于20mm,两侧不大于8mm14。
4解体更换缓冲器:
先将升降小车推至缓冲器下方,升降到适当高度,拆掉缓冲器托板,升降小车顶到缓冲器底部下方,在钩体、牵引销已去掉的情况下,用专用压缩缓冲器机具,由从板前端外部加力,压缩缓冲器,然后落下缓冲器和从板。
导框、从板及缓冲器无裂纹;
缓冲器、从板及尾框组装后中心偏差不大于5mm.
缓冲器在运行和调车作业过程中经常受到变化的压缩力和冲击力,致使各部分零件产生磨耗、变形、裂损等故障,导致缓冲器作用不良,从而使车辆间的冲撞加剧,以致造成车体和货物的损坏。
因此,对缓冲器的故障应该及时进行分析与处理。
目前,我国货车上使用的缓冲器大部分为二号和MX-1型缓冲器,随着列车载重和列车质量的增加,以上缓冲器的强度和容量逐渐达不到要求,大容量的新式ST型、MT-3型缓冲器正逐步推广使用,因此,以下主要针对二号缓冲器、MX-1缓冲器、ST型缓冲器、MT-3缓冲器常见故障进行分析。
一、缓冲器的故障分析
1、二号缓冲器的故障分析
①弹簧盒裂纹原因
弹簧盒裂纹多数发生在弹簧盒的尾端和弹簧盒端部弯角处。
弹簧盒底部与后从板相接触,运行中相互发生摩擦造成弹簧盒底部边沿磨耗和裂损,尤其是当缓冲器作用失灵而处于压死状态时,弹簧盒在列车运行和调车作业时直接受到过大的冲击力而开裂,也有因施修时截换工艺不良,使弹簧盒受力不均而折损的。
②环弹簧裂纹、折损原因
在环弹簧的裂纹和折损中,以内环弹簧(尤其是半内环弹簧)为最多,约占故障的12%左右。
因其相对来说受力较大,当负担力不均匀后,在长期使用中材质容易产生疲劳裂纹,裂纹大多在锥面上,而破损者往往碎成许多小块,而由此影响到其他环簧。
③环弹簧咬合一起
环弹簧咬合一起,致使缓冲器成为一体而失去缓冲作用。
产生环弹簧咬合的主要原因是由于给油不良,油质差、油量不足或者是摩擦面把油膜切断所致。
列检作业中,如果发现缓冲器两端与前后从板间有间隙时,即可判断为环弹簧互相咬合的故障。
④缓冲器自由高度不合规定尺寸
缓冲器自由高度不合规定尺寸的产生原因是由于弹簧的刚度过低,容易产生弹簧塑性变形而导致缓冲器自由高度不合规定尺寸。
另外,当缓冲器各零件产生磨耗,环弹簧衰弱也会导致缓冲器自由高度不合规定尺寸。
2、MX-I型摩擦橡胶缓冲器故障分析
①箱口部开裂原因
箱口部开裂,裂口位置位于水平面,其原因是水平面薄于其他面(21mm),楔块靠近箱间隔爪一侧(即楔块装扁),使楔块与箱口斜面形成空间,造成楔块与箱口摩擦面为线接触,反复压缩和复原,逐渐磨成沟槽,强度减弱,当运用中受到较大冲击时,使箱口胀开。
②箱体底端面辗堆
箱体底端面辗堆的原因是箱体底部水平面厚度为21mm,而十三号车钩的钩尾框后堵弯角圆根高18mm,当列车牵引时,钩尾框后堵圆根斜坡向箱底端面摩擦辗堆,直至与钩尾框后堵圆根相似为止。
这样,使缓冲器底板在箱体内(设计时为底板露出底端1mm),造成分解时底板取不出来,需用扁铲将辗堆边铲掉后方能分解。
③压块、楔块压人箱体上口内卡住,底板、底隔板、橡胶片脱出箱体。
其原因是底板四角挂耳磨耗,箱体挂耳槽部分外胀,使底板只要稍微窜动,底板即脱出。
当缓冲器受到冲击力作用时,压块压迫楔块达到极限,使压块与箱体上口压平,而箱体底端又失去支承作用,造成箱体内配件脱出。
④底隔板折断和底板弯曲变形
底隔板折断和底板弯曲变形的原因是底隔板材质为球墨铸铁,抗弯强度不足,而底板上设有两个长圆孔,减弱其强度,造成底隔板折断和底板弯曲变形。
3、ST型缓冲器故障分析
①、拉紧螺栓折断。
其原因是由于车辆在重载高速运行中刹急闸,拉紧螺栓受到很大的冲击力,在交变应力作用下,拉紧螺栓产生塑性变形,局部应力集中的部位易发生折断,此外,诸如夹砂等材质缺陷也能造成螺栓折断。
ST缓冲器
②、螺母松动,自由高过限。
原因一是在长时间的交变力作用下,拉紧螺栓螺母逐渐松动,造成自由高增加。
原因二是由于弹簧的刚度过低而产生弹簧塑性变形以及长时间使用后圆弹簧衰弱,也容易导致缓冲器自由高度不合规定尺寸。
③、内、外圆弹簧裂纹或塑性变形、折断。
内外圆弹簧在长期使用中材质容易产生疲劳裂纹,在交变应力作用下产生塑性变形、折断。
4、MT-3型缓冲器故障分析
①、箱体裂纹、变形。
当车辆满载时,车辆的冲击速度在7km/h时,缓冲器刚度增加较快,此时有较强的应力交变,在缓冲器压缩过程中,固定板与箱体接触圆角易造成应力集中,使箱体开口部产生裂纹,此外,在长时间外力作用下,由于缓冲器部件的磨耗造成缓冲器受力失衡,造成局部应力集中,使箱体易产生塑性变形和裂纹。
此外,由于箱体内部铸造缺陷而造成的裂纹也占有很大比例。
②、外露部件折损或缺件。
MT-3型缓冲器是由箱体、摩擦机构和弹性元件等组成,采用两楔块带动板的摩擦机构和以圆柱型螺旋弹簧作为弹性元件的全钢干摩擦式弹簧缓冲器,箱体不直接承受摩擦作用,由其结构来看,不是全封闭的,其外露配件在冲击力作用下易折损,丢失。
③、自由高过限
由于长期受交复力作用,弹簧刚度降低,弹簧产生塑性变形而导致缓冲器自由高度不合规定尺寸。
另外,由于缓冲器各零件产生磨耗,角簧、内、外弹簧衰弱,复员弹簧失效也会导致缓冲器自由高度不合规定尺寸。
二、缓冲器常见故障及检查方法
由于列车在运行中和吊车作业中,缓冲器经常受到较大的冲击力作用,致使各部分产生磨耗、裂损、变形等故障。
缓冲器常见故障按
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