摘 要：為提升鐵路貨車車鉤緩沖裝置的安全性，降低車鉤緩沖裝置裂紋、斷裂等故障對鐵路貨車貨運帶來的影響，研究鐵路貨車車鉤緩沖裝置的故障及處理方法。詳細分析了鐵路貨車車鉤緩沖裝置的組成部分以及不同故障產生的原因，并針對鐵路貨車車鉤緩沖裝置存在的故障問題，設計了車鉤開鎖不良處理方法、鉤尾銷孔裂紋處理方法、鉤舌裂紋或斷裂處理方法、鎖鐵和上鎖銷組成磨耗處理方法，以此實現鐵路貨車車鉤緩沖裝置的故障處理。經實際應用發(fā)現：該處理方法可有效降低鐵路貨車車鉤緩沖裝置中不同裂紋位置的裂紋寬度，從而提升車鉤緩沖裝置安全性。

關鍵詞：鐵路貨車 車鉤緩沖裝置 鉤尾銷孔裂紋

1 緒論

在鐵路運輸系統(tǒng)中，貨車作為承擔大宗貨物運輸的主力軍，其運行的安全性直接關系到國家經濟的命脈和人民生活的便利。而車鉤緩沖裝置作為連接各貨車車廂、傳遞牽引力和緩沖列車運行沖擊的關鍵部件，其運行質量尤為關鍵[1]。然而，隨著鐵路運輸量的不斷增加和貨車運行環(huán)境的日益復雜，車鉤緩沖裝置在運行過程中不可避免地會出現各種故障，這些故障如果得不到及時有效的處理，將直接威脅到列車的安全運行，甚至引發(fā)嚴重的交通事故[2]。因此，對鐵路貨車車鉤緩沖裝置的故障進行深入研究，并探索出科學有效的處理方法，對于保障鐵路運輸的安全和效率具有重要意義[3]。本文通過對鐵路貨車車鉤緩沖裝置故障類型的分析，提出一系列故障處理方案，以實現對車鉤緩沖裝置故障的處理，確保其在運行過程中的穩(wěn)定性和可靠性。

2 鐵路貨車車鉤緩沖裝置研究

2.1 鐵路貨車車鉤緩沖裝置組成分析

鐵路貨車車鉤緩沖裝置是鐵路機車車輛的重要組成部分，其通過連接車輛與車輛、機車或動車，為列車有效傳遞牽引力和制動力，這一裝置的組成部分主要包括車鉤、緩沖器、鉤尾框、從板（前從板、后從板）、鉤尾銷、牽引梁上的從板座。通過上述部件的緊密配合和協同工作，實現了列車車輛之間的有效連接和穩(wěn)定運行。車鉤負責實現車輛之間的連掛和傳遞牽引力，緩沖器則負責吸收和緩和車輛間的沖擊能量，鉤尾框、從板和鉤尾銷等部件則起到連接、支撐和固定的作用[4]。為了保持鐵路貨車車鉤緩沖裝置的良好工作狀態(tài)，需要定期進行維護和檢修，從而發(fā)現潛在的故障和問題，確保車鉤緩沖裝置始終處于良好的工作狀態(tài)。

2.2 鐵路貨車車鉤緩沖裝置故障分析

2.2.1 車鉤開鎖不良故障分析

車鉤開鎖不良問題的核心成因在于操作過程中，閉鎖位鉤鎖被不當地提升至鉤舌區(qū)域，隨后鉤提桿旋轉并釋放，此流程中涉及了閉鎖、開鎖動作及鎖面的磨損，共同促使鉤鎖異常安置于鉤舌推鐵之上，進而阻礙了正常的開鎖機制[5]。具體表現為，鎖鐵的重心偏移向前，牽引鉤舌推鐵傾斜并鎖定于鎖端，造成鎖面無法準確歸位。此外，鉤鎖上部的左右導向面與導向角的配合區(qū)域，因鎖鐵掛鉤軸位置偏移或鎖鐵重心前移而產生了不良夾角，這一結構上的不匹配進一步阻礙了鉤提桿的順利提起，從而導致了開鎖不良的現象。

2.2.2 鉤尾銷孔裂紋故障分析

車鉤運行環(huán)境極為復雜多變，列車行駛線路條件具有明顯的隨機特性。同時，列車運行中的縱向沖擊頻繁且緩沖能力有限，使得車鉤難以有效吸納來自軌道的多樣化、高頻次沖擊載荷，從而使其受力狀態(tài)變得更為復雜且難以預測。在某些極端工況下，鉤體尾銷孔區(qū)域可能瞬間承受遠超設計預期的異常沖擊載荷，這是導致該區(qū)域裂紋形成的主要誘因之一。

此外，牽引弧面區(qū)域存在局部應力水平過高的現象也是導致鉤尾銷孔產生裂紋的原因之一。盡管采用了上下斜面設計的鉤尾銷孔結構，在制造時確保了圓滑過渡、避免了尖銳邊緣，但在實際運行中，鉤尾銷在孔內的旋轉運動仍會引發(fā)應力集中問題，導致接觸區(qū)域發(fā)生不同程度的形變。這種應力集中與高應力循環(huán)載荷的共同作用，進一步加劇了該區(qū)域裂紋萌生與擴展的風險。為評估鉤尾銷孔裂紋的擴展情況，可通過Paris-Erdogan公式計算裂紋在交叉應力作用下的擴展速率：

公式（1）中，是指每循環(huán)裂紋長度的增長量；△K為應力強度因子的變化范圍；C、m為材料常數。結合這一計算，可在鉤尾銷孔裂紋產生后評估裂紋的發(fā)展規(guī)律。

2.2.3 鉤舌裂紋或斷裂故障分析

鉤舌的故障集中體現在裂紋和斷裂現象，對列車的安全運行構成了直接威脅。特別是鉤舌的內側彎角、銷孔區(qū)域及牽引臺根部，這些部位在列車遭遇緊急制動或強大牽引力沖擊時，成為裂紋滋長的敏感地帶。一旦裂紋擴展至斷裂，將直接導致列車分離，嚴重影響運輸安全。通常情況下，鉤舌裂紋或斷裂故障產生的原因如下。

（1）存在鑄造質量缺陷：在鉤舌的生產環(huán)節(jié)中，鑄造過程可能遺留諸如內部夾渣、氣孔等缺陷，這些缺陷在列車遭遇高強度牽引和沖擊時，會顯著加劇裂紋的形成與擴展，危及列車的運行安全。同時，現有的車鉤配件檢修策略普遍依賴于磁粉探傷技術，該技術雖然能有效發(fā)現表面裂紋，但在揭示內部隱藏的鑄造缺陷方面存在一定局限。

（2）焊修不良缺陷：在鉤舌內側面的裂紋修復過程中，若焊接處理不當，同樣會成為裂紋再生的關鍵因素。具體而言，若焊修完成后僅依賴自然冷卻，且環(huán)境溫度與焊件溫差顯著，焊縫內部易積聚內應力從而削弱材料的強度和韌性，更容易誘發(fā)裂紋的產生。

2.2.4 鎖鐵和上鎖銷組成磨耗故障分析

鐵路貨車車鉤緩沖裝置中鎖鐵和上鎖銷組成磨耗故障的原因較多，這些原因主要涉及材料磨損、使用過程中的沖擊與振動、檢修維護不當以及環(huán)境因素等。以下是對這些原因的具體分析。

（1）材料磨損：鎖鐵和上鎖銷的材質如果不滿足使用要求，或者存在砂眼、夾雜等缺陷，長時間使用下容易發(fā)生疲勞裂紋和磨損。材料的硬度和耐磨性不足也是導致磨耗加快的原因之一。在頻繁的摩擦和沖擊下，硬度較低的材料更容易發(fā)生磨損。

（2）使用過程中的沖擊與振動：在列車運行過程中，車鉤緩沖裝置需要承受來自軌道不平順、車輛啟動、制動等產生的沖擊力，這些沖擊力會導致鎖鐵和上鎖銷等部件發(fā)生相對運動，從而產生磨損。

（3）檢修維護不當對于已經發(fā)生磨耗的鎖鐵和上鎖銷等零配件，如果沒有及時更換，會導致磨耗情況進一步惡化。在檢修過程中，若未能嚴格按照檢修標準進行操作，或者檢修工藝存在缺陷，也會導致鎖鐵和上鎖銷等部件的磨耗加劇。

2.3 故障處理方法研究

當通過上述分析獲取鐵路貨車車鉤緩沖裝置的常見故障后，為避免這些故障發(fā)生，并在故障發(fā)生后能夠及時維護，本文針對上述常見故障設計相應的處理方法，以提高鐵路貨車車鉤緩沖裝置的安全性與可靠性，具體設計故障處理方法如下。

2.3.1 車鉤開鎖不良處理方法研究

鐵路貨車車鉤緩沖裝置中，車鉤開鎖不良故障可以從設計、制造、檢修、運用等多個方面采取相應的處理方法?？梢酝ㄟ^優(yōu)化車鉤緩沖裝置的結構設計，確保各部件之間的配合間隙合理，減少因結構不合理導致的開鎖不良問題。同時改進鎖閉機構的設計，確保鎖鐵能夠充分落下并鎖定，防止因鎖閉力不足而導致的開鎖不良現象。在制造過程中，嚴格控制各道工序的工藝參數和質量標準，確保車鉤緩沖裝置的制造精度和質量。在檢修過程中，嚴格按照檢修標準和工藝要求進行操作，確保檢修質量。對磨損嚴重的部件要及時更換，防止因部件失效而導致的開鎖不良故障。

2.3.2 鉤尾銷孔裂紋故障處理方法研究

對鉤尾銷孔進行全面細致地檢查，利用濕法磁粉探傷等技術手段發(fā)現潛在裂紋。根據裂紋的長度、深度、位置等因素評估其對車鉤緩沖裝置性能的影響，確定是否需要立即處理。對于較小的裂紋，可采用焊修方法進行修復。焊修前需對裂紋進行徹底清理，確保焊接質量。焊修后應進行適當的熱處理以消除焊接應力，防止裂紋再次產生。對于裂紋嚴重或焊修效果不佳的鉤尾框，及時更換新部件。

同時，還可以通過優(yōu)化列車的運行速度和制動方式等，減少車鉤緩沖裝置受到的沖擊和振動。定期對車鉤緩沖裝置易產生裂紋的部位進行質量檢測，并加強保養(yǎng)。

2.3.3 鉤舌裂紋或斷裂故障處理方法研究

針對鉤舌裂紋或斷裂故障問題，本文設計以下處理方法。

（1）強化制造工藝升級：敦促鉤舌制造廠商持續(xù)加大技術創(chuàng)新與工藝改進的力度，以此優(yōu)化鉤舌的物理與機械特性，徹底消除鑄造過程中的缺陷問題，并對鑄造質量實施更為嚴格的控制標準，以從根本上提升鉤舌的制造質量。

（2）嚴控檢修作業(yè)規(guī)范：各檢修廠家及站段在執(zhí)行鉤舌的廠修或段修任務時，必須嚴格遵守既定的廠修（段修）規(guī)程及相關技術文件，確保操作標準化。特別針對C級鋼與E級鋼鉤舌，一旦發(fā)現彎角處出現裂紋，應立即采取更換措施，以保障安全。對于牽引臺根部圓弧處的裂紋，若長度未超過30mm，則進行專業(yè)焊修處理；若裂紋長度超出此限，則必須更換新件，以此確保每一次檢修都能達到高質量標準。

（3）強化檢修過程監(jiān)管：在檢修作業(yè)的全流程中，需增強控制與管理力度，確保每一步驟均經過嚴格審查，有效遏制漏檢、漏修等不良現象的發(fā)生，全面提升檢修作業(yè)的規(guī)范性。

（4）優(yōu)化焊修工藝質量：針對鉤舌的焊修作業(yè)，應嚴格執(zhí)行既定焊修規(guī)范，挑選與鉤舌配件材質高度兼容的電焊條，作業(yè)過程中需妥善避免自然風或穿堂風的干擾。焊修結束后，立即采用石棉被進行覆蓋，以實現緩慢冷卻，從而保障焊修質量與鉤舌部件的整體性能。

（5）確保鑲套工藝精準度與間隙合理性：在鉤舌的退套與鑲套作業(yè)中，優(yōu)先采用專業(yè)的液壓鑲套設備進行操作，以確保作業(yè)過程的精確性和高效性。同時，嚴格控制襯套與鉤舌銷孔之間的過盈量，保持在0.041～0.133mm的精確范圍內，以此保證鉤舌與鉤腔內部間隙的合理性，有效減輕鉤舌銷孔壁長期承受的不必要沖擊力，延長鉤舌組件的使用壽命。

2.3.4 鎖鐵和上鎖銷組成磨耗故障處理方法研究

在故障處理過程中，對鎖鐵和上鎖銷結構的檢查需更加細致。一旦發(fā)現任何裂紋跡象，必須立即執(zhí)行更換措施，以確保行車安全。對于鎖鐵掛鉤軸，若其磨耗量超過1mm或無法再滿足防跳性能標準，同樣需采取更換策略，嚴禁通過焊修方式進行處理，以防性能下降。

此外，上鎖銷及其桿的磨耗情況也需密切監(jiān)控，一旦超出規(guī)定的限度，需及時更換新件，以保障車鉤緩沖裝置的正常運作。在組裝鎖鐵與上鎖銷構成的腔內配件時，應確保各配合摩擦面涂抹適量的干性潤滑劑，以減少摩擦損耗，提升部件壽命。

針對鎖鐵上可焊部位的焊修作業(yè)，必須選用與鎖鐵材質相匹配的優(yōu)質電焊條，并在焊前徹底清除待焊表面的油污、銹垢等雜質，以保證焊接質量。焊后還需進行精細打磨，確保焊點平滑，恢復部件原有形態(tài)，避免因焊接不當影響使用效果。

3 結果與討論

選取某鐵路10臺貨車的車鉤緩沖裝置，分別對這些裝置所產生的裂紋、斷裂等故障進行檢測，獲取10處存在裂紋的部件，應用本文所研究的鐵路貨車車鉤緩沖裝置的故障處理方法對這些部件的裂紋進行處理。

分析應用本文方法處理前、后，這些裂紋位置的裂紋寬度，分析結果如圖1所示。

通過圖1可知，在未應用本文方法對貨車車鉤緩沖裝置故障進行處理之前，該裝置不同部件每處裂紋寬度均處于較大水平，而應用本文方法進行處理后，所有裂紋均已得到良好修復。通過這一處理，可有效改善貨車車鉤緩沖裝置的應用質量，增強其應用效果。

4 結論

通過對鐵路貨車車鉤緩沖裝置故障處理的深入研究分析，本文得出以下結論。

車鉤緩沖裝置的故障類型多樣，包括但不限于裂紋、磨損、磨耗等。這些故障可能單獨出現，也可能相互關聯，形成復雜的故障鏈。裂紋是車鉤緩沖裝置中最常見的故障之一，其危害性極大。通過采用先進的無損檢測技術，如磁粉探傷、超聲波檢測等，可以及時發(fā)現裂紋并評估其影響。對于可修復的裂紋，需嚴格按照焊接工藝進行焊修，并確保焊后質量符合要求。針對車鉤緩沖裝置的多種故障處理，可通過針對性的處理策略，降低車鉤緩沖裝置的故障次數，提高其使用壽命和可靠性。

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