楊興光
◆摘? 要:車鉤緩沖裝置是城軌車輛結(jié)構(gòu)中最基礎(chǔ)的部件之一。本文對目前城軌車輛實際使用的車鉤緩沖裝置的分類和結(jié)構(gòu)進(jìn)行概述,分析了鉤緩裝置常見故障,包括鉤體裂紋、鉤尾框故障和緩沖器故障,并提出故障處理建議與措施,為城軌車輛安全可靠運(yùn)營提供保障。
◆關(guān)鍵詞:車鉤緩沖裝置;裂紋;緩沖器;鉤尾框;故障
1 引言
城軌車輛在實際運(yùn)營過程中,都是由幾輛車通過車鉤緩沖裝置進(jìn)行連接并組成相對固定編組的動車組形式來運(yùn)行。車鉤緩沖裝置是城軌車輛最基本的組成部件之一,其主要結(jié)構(gòu)有車鉤和緩沖器兩大部分。車鉤緩沖裝置安裝于車輛底架上,通過車鉤和緩沖器將各車輛連掛在一起,使車輛與車輛間保持一定距離,并傳遞牽引力、制動力以及緩和車輛在運(yùn)行過程中或在調(diào)車作業(yè)過程中產(chǎn)生的縱向沖動,同時緩沖器還能提高車輛運(yùn)行平穩(wěn)性,保證車輛在高速運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)生意外碰撞時吸收巨大沖擊能量,從而保證車輛不受嚴(yán)重?fù)p壞。
車鉤緩沖裝置的結(jié)構(gòu)性能,在很大程度上影響著列車運(yùn)行的平穩(wěn)性和安全性,鉤緩裝置發(fā)生故障可能會出現(xiàn)車鉤斷裂、車輛縱向沖擊力過大,甚至造成車輛脫軌等嚴(yán)重事故,影響車輛安全運(yùn)營。因此,對車鉤緩沖裝置常見故障進(jìn)行分析處理,從而保證車鉤緩沖裝置安全工作,對城市軌道交通安全正點(diǎn)運(yùn)行具有重大意義。
2 車鉤分類
根據(jù)城軌車輛連掛特點(diǎn),車鉤緩沖裝置采用全自動車鉤、半自動車鉤和半永久牽引桿三種類型的密接式車鉤。
全自動車鉤安裝在電動列車組前后兩端部,其主要組成有車鉤鉤頭(凸錐和凹錐孔)、橡膠緩沖器、電氣連接器、風(fēng)管連接器和氣動解鉤系統(tǒng)。在車輛連掛時,全自動車鉤的機(jī)械、風(fēng)路和電路系統(tǒng)都能自動連接;在車輛解鉤時,司機(jī)可通過按鈕操縱控制解鉤閥實現(xiàn)自動解鉤,也可通過人工操作扳動解鉤桿,將鉤舌轉(zhuǎn)到開鎖位置實現(xiàn)手動解鉤。
半自動車鉤主要用于兩編組單元車輛之間的連掛。由于同一單元車輛客室間安裝有貫通道裝置便于乘客通行,因此半自動車鉤相比全自動車鉤在結(jié)構(gòu)上設(shè)有貫通到支撐座,用于車輛運(yùn)行過程中和解鉤后支撐貫通道。半自動車鉤與全自動車鉤結(jié)構(gòu)部件、連掛方式和鎖閉方式基本相同。不同之處在于半自動車鉤的機(jī)械、風(fēng)路系統(tǒng)可實現(xiàn)自動連接,電氣系統(tǒng)則需要手動連接。
半永久牽引桿用于城軌車輛間同一單元的內(nèi)部編組,其主要結(jié)構(gòu)有連接座、橡膠緩沖器、牽引桿、磨耗板、十字頭和車鉤托梁。半永久牽引桿是將兩車車鉤連接方式改為牽引桿連接,取消風(fēng)路和電路連接,且只能依靠人工手動操縱進(jìn)行機(jī)械、氣路和電路連接,且同一單元車輛在運(yùn)行過程中一般不需要分解,通常只在維修時進(jìn)行分解。
3 車鉤常見故障分析及處理
3.1 鉤體裂紋故障
鉤體裂紋是城軌車輛車鉤緩沖裝置最為常見的一種故障。鉤體裂紋故障直接影響車輛運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性。車鉤產(chǎn)生裂紋故障的部位有鉤頭上、下鉤耳銷孔旁、下鎖銷孔位置周圍、鉤頭與鉤身的連接處及鉤腕結(jié)構(gòu)處等。鉤體產(chǎn)生裂紋的可能原因有:鋼軌不平順使車輛運(yùn)行過程中產(chǎn)生振動;車輛不同運(yùn)行工況下車鉤承受較大縱向沖擊力;車鉤制造過程中由于材料產(chǎn)生的相應(yīng)缺陷,造成鉤頭局部應(yīng)力過大而產(chǎn)生裂紋等。
針對鉤體裂紋故障應(yīng)采取有效、合理的處理措施。對于車鉤鉤身裂紋斷面長度進(jìn)行跟蹤測試,當(dāng)裂紋斷面長度小于50mm時,對裂紋斷面處進(jìn)行焊接維修,若裂紋長度超出該數(shù)值需及時更換。對于車鉤鉤耳裂紋長度,以壁高距離為依據(jù),當(dāng)裂紋斷面長度小于一半壁高時,對裂紋斷面處進(jìn)行焊接維修。對于車鉤鉤尾銷孔,當(dāng)裂紋斷面長度小于銷孔到邊側(cè)及端部間距離一半時,對裂紋斷面處進(jìn)行焊接維修。
3.2鉤尾框故障
鉤尾框最為常見的故障有裂紋和磨損,其中產(chǎn)生裂紋故障的部位主要在鉤尾框彎角部位處及鉤尾銷孔周圍處。由于車鉤緩沖裝置結(jié)構(gòu)特性,車輛在運(yùn)行過程中,鉤尾框部位承受較大縱向沖擊力,使鉤尾框結(jié)構(gòu)破壞或使鉤尾框長時間磨損產(chǎn)生疲勞裂紋。加之鉤尾框制造材料以及制造工藝流程等因素,造成鉤尾框表面出現(xiàn)氣孔、雜質(zhì)并促使裂紋產(chǎn)生。
針對鉤尾框裂紋故障,鑄鋼材質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂紋斷面要進(jìn)行焊接維修,若鉤尾框尾部拐角處產(chǎn)生橫向裂紋,且裂紋斷面長度大于一半時,則需進(jìn)行更換。城軌車輛車鉤緩沖裝置還需在鉤尾框后部安裝相應(yīng)圓弧,圓弧的尺寸必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),并對鉤尾框后面結(jié)構(gòu)中的墊板進(jìn)行分解式檢查,并對內(nèi)部的螺栓與組裝部件進(jìn)行穩(wěn)固。
3.3緩沖器故障
緩沖器是緩和車輛運(yùn)行過程中產(chǎn)生振動與沖擊的重要部件,也是城軌車輛車鉤緩沖裝置穩(wěn)定與安全的重要基礎(chǔ)保障。緩沖器常見故障主要有彈簧塑性變形、內(nèi)環(huán)及外環(huán)彈簧與彈簧蓋上產(chǎn)生裂紋、環(huán)彈簧的圓錐面產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損等。緩沖器彈簧發(fā)生塑性變形是因其彈簧剛度過高或過低所致。當(dāng)緩沖器受到較大縱向沖擊力時,內(nèi)、外環(huán)彈簧間會發(fā)生擠壓現(xiàn)象,且在錐形斜面不斷產(chǎn)生摩擦,導(dǎo)致環(huán)彈簧圓錐面出現(xiàn)嚴(yán)重磨損,進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)環(huán)及外環(huán)彈簧與彈簧蓋上產(chǎn)生裂紋。
針對車鉤緩沖器故障,車輛檢修人員應(yīng)充分掌握緩沖裝置結(jié)構(gòu),將緩沖器分解進(jìn)行全面檢查,仔細(xì)清理其內(nèi)部與表面油污,如發(fā)現(xiàn)其環(huán)裝彈簧出現(xiàn)表面裂紋時應(yīng)及時更換。當(dāng)彈簧底端與頂端彎角處裂紋長度小于80mm時,對斷面裂紋進(jìn)行焊接維修,若裂紋長度超過該值,則需進(jìn)行更換。
4 結(jié)論
城軌車輛車鉤緩沖裝置對地鐵安全穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。本文根據(jù)城軌車輛的實際運(yùn)行情況,分析車鉤緩沖裝置容易出現(xiàn)的鉤體裂紋、鉤尾框和緩沖器幾種常見故障并給出故障處理建議,為延長鉤緩裝置使用年限,預(yù)防車鉤故障的發(fā)生和減少車鉤緩沖裝置故障率,保證列車安全平穩(wěn)高效運(yùn)行提供依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
[1]郭建軍.車輛車鉤緩沖系統(tǒng)常見故障分析及處理措施[J].技術(shù)與市場,2019,26(10):145-146.
[2]方松.鐵道車輛車鉤緩沖系統(tǒng)常見故障與檢修[J].機(jī)械,2017,44(01):72-75.CFFFCB14-91F4-4F58-9969-9D4B763F81DE