李世明

摘 要：該文先對(duì)我國(guó)鐵路15號(hào)車(chē)鉤結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹；對(duì)客車(chē)15號(hào)車(chē)鉤常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行了介紹，15號(hào)車(chē)鉤有自身的弱點(diǎn)。對(duì)15號(hào)H型車(chē)鉤特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，同時(shí)與15號(hào)車(chē)鉤進(jìn)行了對(duì)比，說(shuō)明15號(hào)H型車(chē)鉤性能要比15號(hào)車(chē)鉤優(yōu)良。對(duì)H型車(chē)鉤結(jié)構(gòu)及每部分功能進(jìn)行了詳細(xì)介紹；列出了H型車(chē)鉤的主要技術(shù)參數(shù)；對(duì)H型車(chē)鉤的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)論述；對(duì)鉤高的調(diào)整方法進(jìn)行了詳細(xì)論述。

關(guān)鍵詞：15號(hào)車(chē)鉤 15號(hào)H型車(chē)鉤 H型車(chē)鉤 米軌客車(chē)

中圖分類(lèi)號(hào)：U27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）06（a）-0130-05

由于15號(hào)車(chē)鉤在國(guó)內(nèi)比較常用，對(duì)15號(hào)車(chē)鉤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能優(yōu)缺點(diǎn)相關(guān)文章介紹的也比較多。但目前國(guó)內(nèi)線路狀況比較好，客車(chē)用15號(hào)車(chē)鉤已能很好地滿足線路要求。而緬甸等國(guó)家，線路基礎(chǔ)設(shè)施還不是很完善，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)20世紀(jì)90年代中國(guó)等國(guó)家給緬甸供過(guò)的車(chē)輛基本上采用15號(hào)車(chē)鉤，但通過(guò)多年運(yùn)營(yíng)發(fā)現(xiàn)，車(chē)鉤磨損嚴(yán)重，不能滿足緬甸國(guó)家的線路需求。為了解決此問(wèn)題，嘗試在緬甸采用H型車(chē)鉤。

1 國(guó)內(nèi)車(chē)鉤概況

目前我國(guó)鐵路25T客車(chē)主要采用15號(hào)車(chē)鉤或15號(hào)H型車(chē)鉤。通過(guò)近幾年的飛速發(fā)展，我國(guó)的鐵路線路得到了很大的改善。而15號(hào)車(chē)鉤能很好地解決列車(chē)縱向沖擊，提高旅客乘坐的舒適性，同時(shí)不需要改變現(xiàn)有車(chē)體的結(jié)構(gòu)，可將15號(hào)車(chē)鉤緩沖裝置從車(chē)體底架完全置換。15號(hào)車(chē)鉤使用在客車(chē)上，由于客車(chē)設(shè)有通過(guò)臺(tái)和風(fēng)擋裝置，所以采用下作用式車(chē)鉤。15號(hào)車(chē)鉤由鉤體、鉤舌及鉤頭等配件組成。其中鉤體是車(chē)鉤的基礎(chǔ)部分，鉤體分為鉤頭、鉤身、鉤尾3部分。鉤頭與鉤舌通過(guò)舌銷(xiāo)相連接，鉤舌可繞舌銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，鉤頭內(nèi)部裝有鉤鎖鐵、鉤舌推鐵、鉤推銷(xiāo)等零件。15號(hào)車(chē)鉤由鑄鋼ZG230-450制成。

2 客車(chē)15號(hào)車(chē)鉤常見(jiàn)問(wèn)題

客車(chē)15號(hào)車(chē)常見(jiàn)問(wèn)題主要有以下兩個(gè)方面[1]。

2.1 車(chē)鉤裂紋

原因分析如下。

（1）車(chē)鉤縱向沖擊力較大?？蛙?chē)速度高，車(chē)鉤承受的縱向作用力越大。鉤耳原是不受力的，但由于加修耳孔的不當(dāng)或配裝鉤舌時(shí)鉤耳孔中心至牽引突臺(tái)間的距離變小等原因，使得鉤耳承提了全部的牽引力，上下鉤耳由于銑孔鑲套所造成的不同心度，也會(huì)使其受力不均，以致造成鉤耳孔附近產(chǎn)生裂紋。

（2）車(chē)鉤連接間隙較大。車(chē)鉤長(zhǎng)期服役，車(chē)速加快，造成牽引臺(tái)和沖擊臺(tái)磨耗加劇，但受結(jié)構(gòu)限制，牽引臺(tái)和沖擊臺(tái)無(wú)法加修，使得鉤頭牽引臺(tái)、沖擊臺(tái)與鉤舌牽引臺(tái)、沖擊臺(tái)之間的間隙大于鉤舌與鉤耳孔之間的間隙，致使鉤舌銷(xiāo)和鉤耳受力，導(dǎo)致鉤耳產(chǎn)生裂紋。15號(hào)車(chē)鉤連接面處及車(chē)鉤與從板等存在間隙，據(jù)計(jì)算，總間隙達(dá)到27.5 mm，而且這個(gè)自由間隙隨著鉤舌、鉤腕的磨耗不斷加大，運(yùn)用中自由間隙一般在30～60 mm之間。而國(guó)外與我國(guó)客車(chē)情況最具可比性的日本、德國(guó)，車(chē)鉤連接間隙都小于3 mm。

（3）緩沖器的性能不良。與15號(hào)車(chē)鉤配套的所謂大容量G1號(hào)緩沖器，其結(jié)構(gòu)、原理及外形尺寸和1號(hào)緩沖器基本相同，只是彈簧鋼材質(zhì)由55Si2Mn改為60Si2CrVA，環(huán)簧的斷面尺寸進(jìn)行了調(diào)整，主要靠提高強(qiáng)度和初壓力來(lái)提高緩沖器的容量。但是G1號(hào)緩沖器剛度增加了約33%。在同樣的縱向相對(duì)位移下，其所受縱向力也要相應(yīng)地增加1/3左右，同時(shí)G1號(hào)緩沖器的較大初壓力，使其存在一定的不緩沖區(qū)，犧牲了對(duì)小沖擊的緩和，初壓力越大，影響沖動(dòng)越大。緩沖器強(qiáng)度和初壓力提高的同時(shí)，它的吸收率也要降低。這些因素都導(dǎo)致了列車(chē)縱向沖擊加大，提高了車(chē)鉤的受力工況。

（4）焊修工藝不當(dāng)。鉤尾銷(xiāo)孔附近的裂紋，大多出現(xiàn)在此部位磨耗后焊修過(guò)的車(chē)鉤上。主要是由于焊修工藝不當(dāng)，造成焊縫中存在焊接缺陷（如氣孔、夾渣等）或焊修后熱影響區(qū)性能下降，形成疲勞裂紋源，導(dǎo)致了此部位裂紋的增多。

2.2 過(guò)渡車(chē)鉤高不好控制

為了便于與普通車(chē)鉤的連接，裝用密接鉤的25T型客車(chē)進(jìn)行A2、A3修時(shí)都要裝用過(guò)渡車(chē)鉤，經(jīng)常出現(xiàn)剛做過(guò)A2、A3修的過(guò)渡車(chē)鉤的鉤過(guò)低或過(guò)高，與普通客車(chē)連掛不上，需要重新調(diào)整過(guò)渡車(chē)鉤的鉤高。

原因分析：過(guò)渡車(chē)鉤是15號(hào)車(chē)鉤鉤體與密接式車(chē)鉤緩裝置通過(guò)8個(gè)M30的螺栓連接而成，過(guò)渡車(chē)鉤的重量是密接式車(chē)鉤的2倍多。在A2、A3修時(shí)對(duì)吊座上的支撐彈簧盒只做狀態(tài)修，不做分解，彈簧盒里面的彈簧已部分銹蝕，造成彈簧盒在垂直方向上的靈活性大大降低。當(dāng)過(guò)渡車(chē)鉤安裝后，會(huì)使支撐彈簧盒壓縮量很大且上下活動(dòng)很不靈活。此時(shí)只要用手動(dòng)一下鉤頭，就可以把過(guò)渡車(chē)鉤的鉤高調(diào)整到任意高度（在一定范圍內(nèi)），所以剛修好的車(chē)，車(chē)鉤高度存在很大的偶然性，向上抬一下鉤頭，車(chē)鉤高度就會(huì)變得很高，向下壓一下鉤頭，車(chē)鉤高度就會(huì)變得很低。

3 客車(chē)15號(hào)H型車(chē)鉤特點(diǎn)

15號(hào)H型車(chē)鉤是在15號(hào)車(chē)鉤的基礎(chǔ)上參考了美國(guó)AAR標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了改良，使車(chē)鉤的材質(zhì)為ZG15H，而15號(hào)車(chē)鉤的材質(zhì)為ZG230-450，同時(shí)對(duì)鉤體和鉤進(jìn)行了改進(jìn)。15號(hào)H型車(chē)鉤保留了15號(hào)車(chē)鉤的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，使車(chē)鉤的受力更趨于合理，同時(shí)與原15號(hào)車(chē)輛整鉤及零件可互換。整鉤靜拉破壞強(qiáng)度大于2 300 kN，可滿足列車(chē)擴(kuò)編到25輛的要求。加入了微量合金元素，雖然生產(chǎn)成本提高22.8%左右，但機(jī)械性能卻比原車(chē)鉤提高31.3%，功能與成本相比，價(jià)值數(shù)為1.33，在我國(guó)取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益[2]。

4 H型車(chē)鉤

隨著習(xí)主席一帶一路政策的實(shí)施，我國(guó)逐步向國(guó)外拓展鐵路市場(chǎng)。而國(guó)外的鐵路線路狀況參差不齊，如緬甸、伊拉克等，線路等基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)落后。20世紀(jì)90年代，老四方工廠曾給緬甸供過(guò)米軌客車(chē)，采用15號(hào)車(chē)鉤，由于線路曲折不齊，在平直線路上，有的左右輪軌高度差局部能達(dá)到25 mm以上，在我國(guó)的線路坡度最大為25‰，而緬甸則能到40‰，原15號(hào)車(chē)鉤損壞嚴(yán)重，均被緬甸替換為日本的H型車(chē)鉤。

4.1 H型車(chē)鉤優(yōu)點(diǎn)

H型車(chē)鉤作為客車(chē)用密接車(chē)鉤，具有連掛間隙小、綜合性能優(yōu)良等特點(diǎn)，能夠滿足客車(chē)高安全性和高舒適性運(yùn)行的牽引需要。鉤體、鉤尾框等主要部件采用了C級(jí)鋼材料；同時(shí)，與轉(zhuǎn)向體、緩沖裝置、托梁裝置配套使用，組成了完整的鉤緩裝置，具有裝車(chē)方便、維護(hù)周期長(zhǎng)、耐磨性?xún)?yōu)良、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

4.2 H型車(chē)鉤結(jié)構(gòu)組成及工作原理

（1）緬甸客車(chē)車(chē)鉤及緩沖裝置主要由車(chē)鉤裝置、緩沖裝置、托梁裝置、轉(zhuǎn)向體裝置等四大部件組成，如圖1所示。

（2）車(chē)鉤裝置主要由鉤體、鉤舌、鉤鎖、鉤舌推鐵、下鎖銷(xiāo)組成、鉤舌銷(xiāo)、鉤舌銷(xiāo)擋銷(xiāo)、提鉤桿、提鉤桿座等零部件組成，如圖2所示。

（3） 緩沖裝置由鉤尾框、前從板、橡膠堆、后從板等組成，如圖3所示。在通過(guò)橫銷(xiāo)與轉(zhuǎn)向體組成后，在一側(cè)要通過(guò)螺紋裝入橫銷(xiāo)擋板，其作用是防止橫銷(xiāo)向一側(cè)滑出。為保證擋板固定的可靠性，在擋板兩側(cè)還設(shè)置了兩個(gè)防轉(zhuǎn)螺釘，應(yīng)保持?jǐn)Q緊狀態(tài)以防脫落。

（4）托梁裝置的作用是托舉車(chē)鉤，保持車(chē)鉤基本水平，以方便連掛。當(dāng)車(chē)鉤連掛后，由于車(chē)鉤具有聯(lián)鎖功能，托梁已無(wú)實(shí)際功能。但為了適應(yīng)車(chē)鉤垂向振動(dòng)的需要，托梁的鞍座下方設(shè)置有彈簧，其作用是避免車(chē)鉤振動(dòng)時(shí)對(duì)托梁形成剛性沖擊（見(jiàn)圖4）。

（5）轉(zhuǎn)向體裝置的作用是連接車(chē)鉤和鉤尾框，分別通過(guò)豎銷(xiāo)和橫銷(xiāo)完成連接。豎銷(xiāo)連接處的可允許車(chē)鉤在水平面內(nèi)擺動(dòng)，以適應(yīng)車(chē)輛通過(guò)水平曲線的需要；橫銷(xiāo)連接處的作用是使車(chē)鉤在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，以滿足車(chē)輛振動(dòng)及通過(guò)豎曲線的需要（見(jiàn)圖5）。

4.3 技術(shù)參數(shù)

（1） H型車(chē)鉤。

車(chē)鉤的主要技術(shù)參數(shù)或性能特點(diǎn)：

靜拉破壞強(qiáng)度（kN） 2 660

連掛間隙（mm） 2.8±1

連接面到旋轉(zhuǎn)中心距離（mm） 788

總重（kg） 251

主要部件鑄造材料 C級(jí)鋼

（2）緩沖裝置。

阻抗力（kN） 1 200

行程（mm） 55

安裝空間（mm） 345×318×224

（3）轉(zhuǎn)角范圍。

水平 20°

垂向 6°

（4）托梁鞍座行程。

垂向（mm） 70

4.4 車(chē)鉤工作原理

車(chē)鉤的工作狀態(tài)有3種：開(kāi)鎖、全開(kāi)、閉鎖。

4.4.1 閉鎖位

鉤鎖底部坐在鉤舌的鎖鐵承臺(tái)上，鉤鎖的右側(cè)被鉤頭的內(nèi)壁所阻擋，左側(cè)又擋住了鉤舌尾部，使鉤舌在鉤頭內(nèi)不能繞鉤舌銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，形成穩(wěn)定的閉鎖狀態(tài)[3]（見(jiàn)圖6）。

為防止因車(chē)輛振動(dòng)導(dǎo)致鉤鎖自動(dòng)跳起造成脫鉤，在閉鎖位置時(shí)，下鎖銷(xiāo)組成的鎖爪頂端正好頂住鉤舌承臺(tái)背部平面，而鎖爪又與鉤鎖相聯(lián)鎖，這樣鉤鎖就無(wú)法因動(dòng)而自行上竄，從而可有效防止運(yùn)行中車(chē)鉤自動(dòng)開(kāi)鉤。

4.4.2 開(kāi)鎖位

兩連掛著的車(chē)輛欲分開(kāi)時(shí)，需有一個(gè)車(chē)鉤處于開(kāi)鎖位置。轉(zhuǎn)動(dòng)提鉤桿，此時(shí)下鎖銷(xiāo)組成上的鎖爪向后轉(zhuǎn)動(dòng)，不再限制鉤鎖上升；繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)提鉤桿，鉤鎖便會(huì)向上升起，由于鉤鎖前部偏重，鉤鎖發(fā)生一定角度的旋轉(zhuǎn)，致使鉤鎖的下腳處的缺口坐落在鉤舌推鐵對(duì)應(yīng)的擋棱上。這時(shí)即使放下提鉤桿，鉤鎖也不會(huì)落下，車(chē)鉤便處于開(kāi)鎖位。這樣，鉤鎖下部的坐鎖面與鉤舌尾部的上面處在一個(gè)平面內(nèi)（或略高），鉤鎖不再阻礙鉤舌的轉(zhuǎn)動(dòng)（如果鉤舌受到牽引力就能繞鉤舌銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)），此為開(kāi)鎖位（見(jiàn)圖7）。

4.4.3 全開(kāi)位

在車(chē)輛彼此連掛之前，必須有一個(gè)車(chē)鉤處于全開(kāi)位置，才能達(dá)到自動(dòng)連掛的目的。

當(dāng)車(chē)鉤達(dá)到開(kāi)鎖位置后，繼續(xù)用力轉(zhuǎn)動(dòng)提鉤桿，使下鎖銷(xiāo)組成繼續(xù)往上提升，下鎖銷(xiāo)會(huì)帶動(dòng)鉤鎖鐵一起上升，這時(shí)鉤鎖尾部會(huì)推動(dòng)鉤舌推鐵一端，從而使鉤舌推鐵繞著其轉(zhuǎn)軸而轉(zhuǎn)動(dòng)，鉤舌推鐵的另一端便會(huì)推動(dòng)鉤舌尾部的背面，使鉤舌繞鉤舌銷(xiāo)轉(zhuǎn)開(kāi)成全開(kāi)狀態(tài)。此時(shí)放下提鉤桿，鉤鎖鐵則坐落于鉤舌尾部上面，成全開(kāi)位置（見(jiàn)圖8）。

當(dāng)兩車(chē)連掛時(shí)，由于鉤舌尾部與坐落在其上的鉤鎖鐵接觸部分是一弧面，當(dāng)鉤舌向閉鎖位旋轉(zhuǎn)至極限位后，鉤鎖就會(huì)因自重而垂直落下，恢復(fù)成閉鎖位置。

4.5 鉤高調(diào)整方法

整個(gè)鉤緩裝置完成裝車(chē)后，需要測(cè)量并調(diào)整鉤高，鉤高測(cè)量及調(diào)整方法如下。

4.5.1 測(cè)量

測(cè)量車(chē)鉤中心線（鉤體上涂有白粗線標(biāo)記）距軌面高度，應(yīng)在整車(chē)設(shè)計(jì)規(guī)定的范圍內(nèi)。同時(shí)，還需測(cè)量A點(diǎn)與B點(diǎn)的高度差（如圖），A點(diǎn)不能高于B點(diǎn)，但可低于B點(diǎn)最大10 mm。由于H-C車(chē)鉤為聯(lián)鎖式密接車(chē)鉤，車(chē)鉤連掛后類(lèi)似一剛性桿件，呈“抬頭”狀的車(chē)鉤在連掛后會(huì)持續(xù)壓縮托梁鞍座，導(dǎo)致車(chē)鉤與托梁間的磨耗增加。

4.5.2 調(diào)整

當(dāng)需要調(diào)整車(chē)鉤高度時(shí)，先設(shè)法把鞍座固定住（可通過(guò)車(chē)鉤向下壓鞍座并在鉤身上平面與車(chē)體間塞入木塊），然后拆下鉤高調(diào)整螺栓的開(kāi)口銷(xiāo)和螺母（注意其位于兩側(cè)吊梁下方內(nèi)部隱避處），然后取下鞍座壓板（如圖10）。如果需要升高車(chē)鉤高度，就要減少鞍座壓板上方的調(diào)整墊圈的數(shù)量；如果需要降低車(chē)鉤高度，則要增加鞍座上方調(diào)整墊圈的數(shù)量。

4.5.3 要點(diǎn)

需要注意，車(chē)鉤中線心應(yīng)盡可能與鉤尾框及緩沖器中心線在高度方向上保持一致，以便更穩(wěn)定地傳遞縱向沖擊力。

調(diào)整完鉤高后，應(yīng)測(cè)量鞍座頂板下平面到托梁凹處的距離（見(jiàn)圖11），該距離應(yīng)在60～78 mm范圍內(nèi)。

5 結(jié)論

（1）2015年9月份H型車(chē)鉤研制成功，2016年1月份緬甸客車(chē)正式上線運(yùn)營(yíng)，通過(guò)一年多的運(yùn)營(yíng)跟蹤，國(guó)產(chǎn)化的H型車(chē)鉤很好地解決了原15號(hào)車(chē)鉤磨損嚴(yán)重的問(wèn)題。

（2）通過(guò)結(jié)構(gòu)及材質(zhì)的改進(jìn)，H型結(jié)構(gòu)適應(yīng)了緬甸比較復(fù)雜的線路，為開(kāi)發(fā)新型結(jié)構(gòu)的車(chē)鉤提供了新的思路。

參考文獻(xiàn)

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