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车钩由钩头,钩身、钩尾三个部分组成、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。
缓冲器
原理
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。
分类
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。
车钩缓冲装置
车钩由钩头,钩身、钩尾三个部分组成、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。
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。
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。
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,在走行部是车辆在牵引动力作用下沿线路运行的部分。
走行部的作用是保证车辆灵活、安全平顺地沿钢轨运行和通过曲线;
可靠地承受作用于车辆各种力量并传给钢轨;
缓和车辆和钢轨的相互冲击,减少车辆振动,保证足够的运行平稳性和良好的运行质量;
具有可靠的制动机构,使车辆具有良好的制动效果。
铁路车辆发展的初期,载重量小,容积也不大,走行部很简单,一般采用二轴车的结构形式,车轴直接安装在车体下方,称为无转向架车辆。
随着车辆载重量的增大,一般多采用转向架的结构形式。
转向架是将两个及其以上轮对通过专门的构件组成的一个整体部件。
由于车辆的用途、运行条件、制造和检修能力等因素的不同,转向架的类型很多,结构各异。
一般转向架主要由轮对、侧架和摇枕、轴箱油润装置、弹簧减振装置、基础制动装置所组成。
轮对由一根车轴和两个车轮压装成一体,在车辆运行过程中,车轮和车轴之间不容许有相对位移。
轮对承受着车辆的全部重量,且在轨道上高速运行时还承受着从车体、钢轨两方面传来的其他各种作用力。
轮对的质量直接影响列车运行安全,因此对它的制造、检修均有严格规定。
轮对上的车轴根据所用轴承型式,可分为滑动轴承车轴和滚动轴承车轴。
而车轮的结构、形状、尺寸,材质是多种多样的。
按其用途可分为客车用、货车用、机车用车轮,按其结构分有整体轮与轮箍轮。
轮箍轮又可分为铸钢辐板轮心、辗钢辐板轮心及铸钢辐条轮心的车轮。
整体轮按其材质又可分为辗钢轮,铸钢轮等。
为降低噪声、减小簧下质量,国外还采用弹性车轮、消音车轮、起皱辐板车轮等新型车轮。
无论任何形式车轮,与钢轨直接接触的部分主要是轮缘和踏面。
轮缘就是车轮内侧突起的部分,其作用是引导车轮的运行方向,防止车轮脱轨。
踏面就是车轮与钢轨头部的接触面。
在踏面上设有1:
20的斜坡,能使车辆的重心落在线路中心线上,以克服和减轻车辆的蛇行运动,并顺利地通过曲线。
侧架和摇枕是转向架的组成部分,侧架把转向架的各个零部件联系在一起构成一个整体。
它的两端有轴箱导框,以便安装轴箱。
侧架中部设有弹簧承台,是安装弹簧减振装置的地方。
摇枕则连同下心盘,旁承盒铸成一体,它的两端支座在弹簧上。
车体的重量和载荷通过下心盘经摇枕传给两侧的枕弹簧,并通过摇枕将两个侧架联系起来。
轴箱油润装置是保证车辆安全运行的重要部件。
其作用是将轮对和侧架或构架联系在一起,使轮对沿钢轨的滚动转化为车辆沿线路的平动;
承受车辆的重量,传递各方面的作用力,并保证良好的润滑性能,使车轴在高速运转时不致发生热轴现象。
轴箱装置按轴承的工作特性分为滚动轴承轴箱装置和滑动轴承轴箱装置。
滚动轴承能减少运动阻力,适合高速运行,是铁路车辆技术现代化的重要措施之一。
滑动轴承轴箱由于启动阻力大,不适合高速运行,维修费用高,冬、夏季需更换轴油且易发生热轴,故逐渐被滚动轴承釉箱所代替。
弹簧减振装置是车辆减少有害冲动和衰减振动的装置。
车辆上采用的弹簧减振装置,按其主要作用的不同大体可分为三类:
一类是主要起缓和冲动的弹簧装置,如中央及轴箱的螺旋圆弹簧;
二类是主要起衰减振动的减振装置,如垂向、横向减振器;
三类是主要起定位(弹性约束)作用的定位装置,如轴箱轮对纵、横方向的弹性定位装置,摇动台的横向缓冲器或纵向牵引拉杆等。
基础制动装置由制动缸活塞推杆以至闸瓦及其间一系列杠杆、拉杆、制动梁等传动部分所组成,其作用是把制动缸活塞上的推力增大若干倍以后平均地传给各个闸瓦,使之压紧车轮而产生制动作用。
为了适应载重的增加和速度的提高,中国铁路一方面通过对引进技术的消化吸收,研制开发了CW系列转向架;
一方面通过对国产206型转向架的技术升级,借鉴国外的焊接技术,形成了SW系列转向架。
这两种转向架经过运用考核和多次技术改进,现已开始走向成熟,成为我国铁路提速客车的主型转向架。
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。
制动装置
列车制动就是人为地制止列车的运动,包括使它减速,不加速或停止运行。
对已制动的列车或机车解除或减弱其制动作用,则称为“缓解”。
为施行制动和缓解而安装在列车上的一整套设备,总称为列车“制动装置”。
“制动”和“制动装置”俗称为“闸”。
施行制动常简称为“上闸”或“下闸”,施行缓解则简称为“松闸”。
“列车制动装置”包括机车制动装置和车辆制动装置。
不同的是,机车除了具有像车辆一样使它自己制动和缓解的设备外,还具有操纵全列车制动作用的设备。
在介绍制动装置前,先谈谈列车制动方式。
列车制动在操纵上按用途可分为“常用制动”和“紧急制动”两种。
在正常情况下为调节或控制列车速度包括进站停车所施行的制动,称为“常用制动”,它的特点是作用比较缓和而且制动力可以调节。
在紧急情况下为使列车尽快停住所施行的制动,称为“紧急制动”(也称为“非常制动”),它的特点是作用比较迅猛而且要把列车制动能力全部用上。
从施行制动的瞬间起,到列车速度降为零的瞬间止,列车驶过的距离,称为制动距离。
这是综合反映列车制动装置性能和效果的主要技术指标。
列车重量越大,运行速度越高,就越不容易在短时间、短距离内停下来。
那么,列车的运行速度与制动距离之间是什么关系呢?
假如一列由15节车厢组成的列车运行时速在50公里时,它实施制动后,可以在130米内停下来;
当时速增加到70公里时,它要向前行驶250米才能停下来;
当列车速度达到每小时100公里时,它的制动距离要570米;
而当列车速度高达120公里时,制动距离就要超过800米。
由此可见,列车速度提高一倍,制动距离要增加三倍以上。
然而,我国现行的《铁路技术管理规程》规定,“列车在任何铁路坡道上的紧急制动距离,规定为800m”。
这就是说,要想提高列车速度,必须采用更先进的制动装置。
目前,铁路机车车辆采用的制动方式最普遍的是闸瓦制动。
用铸铁或其他材料制成的瓦状制动块,在制动时抱紧车轮踏面,通过摩擦使车轮停止转动。
在这一过程中,制动装置要将巨大的动能转变为热能消散于大气之中。
而这种制动效果的好坏,却主要取决于摩擦热能的消散能力。
使用这种制动方式时,闸瓦摩擦面积小,大部分热负荷由车轮来承担。
列车速度越高,制动时车轮的热负荷也越大。
如用铸铁闸瓦,温度可使闸瓦熔化;
即使采用较先进的合成闸瓦,温度也会高达400~450℃。
当车轮踏面温度增高到一定程度时,就会使踏面磨耗、裂纹或剥离,既影响使用寿命也影响行车安全。
可见,传统的踏面闸瓦制动适应不了高速列车的需要。
于是一种新型的制动装置——盘形制动应运而生。
盘形制动,它是在车轴上或在车轮辐板侧面安装制动盘,用制动夹钳使以合成材料制成的两个闸片紧压制动盘侧面,通过摩擦产生制动力,使列车停止前进。
由于作用力不在车轮踏面上,盘形制动可以大大减轻车轮踏面的热负荷和机械磨耗。
另外制动平稳,几乎没有噪声。
盘形制动的摩擦面积大,而且可以根据需要安装若干套,制动效果明显高于铸铁闸瓦,尤其适用于时速120公里以上的高速列车,这正是各国普遍采用盘形制动的原因所在。
但不足的是车轮踏面没有闸瓦的磨刮,将使轮轨粘着恶化;
制动盘使簧下重量及冲击振动增大,运行中消耗牵引功率。
铁路机车车辆制动机按制动原动力和操纵控制方式的不同,可分为:
手制动机、空气制动机、电空制动机、电磁制动机和真空制动机。
手制动机是以人力为制动原动力,以手轮的转动方向和手力大小来操纵控制。
构造简单,费用低廉,是铁路历史上使用最久远,生命力最顽强的制动机。
铁路发展初期,机车车辆上只有这种制动机,每车或几个车配备一名制动员,按司机笛声号令协同操纵,由于制动力弱,动作缓慢,不便于司机直接操纵,所以很快就被非人力制动机取而代之,手制动机成为辅助的备用制动机。
空气制动机是以压力空气作为制动原动力,以改变压力空气的压强来操纵控制。
制动力大,操纵控制就灵敏便利。
我国铁路习惯把压力空气简称为“风”,把空气制动机简称为“风闸”。
空气制动机又分直通式和自动式两大类,直通式空气制动机已不再采用。
自动式空气制动机的特点是列车管排气(减压)时制动缸充气(增压),发生缓解。
优点是,当列车发生分离事故,制动软管被拉断时,列车管风压急剧下降,三通阀活塞自动而迅速地移动到制动位,故列车能自动迅速制动直至停车。
这不仅提高了列车运行安全性,而且列车前后部开始制动作用的时间差小,即制动和缓解的—致性较好,适用于编组较长的列车;
因此在世界各国铁路上得到最广泛的应用。
电空制动机是电控空气制动机的简称,是在空气制动机的基础上加装电磁阀等电气控制部件而形成的。
它的特点是制动作用的操纵控制用“电控”,但制动作用原动力还是压力空气.而且,在制动机的电控因故失灵时,它仍可实行“气控”(空气压强控制),临时变成空气制动机。
在列车速度很高或编组很长,空气制动机难以满足要求时,采用电空制动机可以大大改善列车前后部制动和缓解作用的一致性,显著减轻列车纵向冲击,并缩短制动距离,世界上许多高速列车都采用了电空制动机,我国广深线准高速旅客列车和某些干线的提速客车也采用了电空制动机。
还有一种真空制动机,它的特点是以大气为原动力,以改变“真空度”来操纵控制。
当制动阀手柄置于缓解位时,真空泵与列车管连通、列车管和制动缸内的空气都被抽走,列车管和制动缸内上下两方都保持高度真空,活塞因自重落下,活塞杆向外伸出。
当制动阀手柄置于制动位时,列车管与大气相通,大气进入列车管和制动缸活塞下方。
由于抽气完成时球形止回阀已落下处于关闭状态,大气压力只能将它压住而不能使阀口开放,故大气不能进入活塞上方。
活塞上下的压差推动活塞上移,活塞杆缩向缸内而发生制动作用。
真空制动机在非人力制动机中构造较简单,价格较便宜,维修也较方便。
但是,由于大气压强本身有限,“绝对真空”又很难达到,而且,需要较大的制动缸和较粗的列车管,所以,有些釆用真空制动的铁车辆标记
车辆标记就是标明在铁路车辆的一定位置上,用以表示产权、类型,车号、基本性能、配属及使用中注意事项等的符号。
为满足使用、检修、管理、统计上的需要,每一铁路车辆应具有中华人民共和国国家标准(GB7703.1—87)《铁道车辆标记》中所规定的各种标记。
《铁道车辆标记》适用于中华人民共和国铁道部所属车辆和在中国铁路上编组运用的工矿企业自备铁道车辆以及地方铁路车辆。
车辆标记分为共同标记和特殊标记。
车辆路徽标记,凡中国铁道部听属货车均应涂打路徽标记。
路徽上部表示人民,下部为钢轨截面图形,代表铁路,总的含义为人民铁路,路徽标记的图形和尺寸应符合铁道部规定的标准。
货车还应在侧梁二位或三位安装带有路徽标记的金属产权牌。
凡参加国际联运的客车在车体两侧还应涂打国徽。
世界上各国家和地区的铁路,甚至某一铁路公司,一般均在自己的车辆上涂打本身的路徽。
车辆配属标记是表示车辆配属关系的标记。
中国铁路规定所有客车和部分货车分别配属给各铁路局及其所属车辆段负责管理、使用和维修,并在车上涂打所配属的铁路局、段的简称。
如“京局京段”表示北京铁路局北京车辆段。
车辆检修标记,车辆根据运用年月或走行公里所进行的周期性检修的标记。
厂、段修标记,如:
75—10
74﹒10京丰
78—10
73﹒10哈厂
线下为厂修标记,线上为段修标记,左侧为下次厂、段修年月,右侧为本次厂、段修年月及施修单位。
辅修和轴检标记,如:
8—6
2—6
丰
右上格为本次检修月日以及承担该次检修的车辆段和列检所的简称,左上格为预定下次检修的月日,下面两格留待下次检修时填写。
车辆定位标记是表示车辆前后端位置并用以命名同名零部件的标记,便于对有关零部件的安装与检修等。
我国铁路规定,在客货车辆上以制动缸活塞杆推出的方向为第一位,另一端为第二位。
手制动机都安装在第一位。
车辆的车轴。
车轮、轴箱、车钩、转向架和其他零件的位置,都是由第一位车端数起,顺次数到第二位车端(图3.3_04车辆定位标记)。
车辆性能标记是表示客货车辆性能和构造尺寸的标记。
通常货车标在车体两侧,客车则标在车体两端。
主要内容有:
车辆载重:
车辆允许的最大装载重量、客车的载重量除旅客、行李外,还包括整备品及乘务人员的重量、以t为计量单位。
车辆自重:
车辆自身的重量、以t为计量单位。
车辆容积:
货车内部可容纳货物的体积,以m3 为计量单位。
车辆定员:
以座位或铺位计算。
车辆全长:
车辆两端车钩钩舌内侧距离,以m为单位。
车辆换长:
是车辆换算长度标记。
当车钩处于锁闭位置时,车辆两端车钩钩舌内侧面间距离(以m为单位)除以11m所得之值,为该车辆换算长度数值。
货车特殊标记就是表明货车结构、设备特点或运用管理上的要求的标记,主要有:
表示该车辆可以用于国际联运。
表示某部分结构超出车辆限界的货车。
表示活动墙板及其他活动部分翻下超过车辆限界的货车。
表示侧梁端部装有卷扬机挂钩的货车。
表示该车辆具有车窗,必要时可输送人员。
表示运输特殊货物的车辆。
路,随着牵引重量和运行速度的提高,已经或正在向空气制动过渡。
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