鐵路貨車車鉤分離原因分析及預(yù)防

【摘要】車鉤分離是鐵路貨車常見故障類型之一，嚴(yán)重影響鐵路運(yùn)輸安全。從物理性能上看，致13號車鉤分離主要原因是防跳裝置失效、車鉤閉鎖不良、鉤提鏈松余量小，等，從主觀原因上看，致分離主要原因是車檢與基本預(yù)防措施不到位。對13號車鉤進(jìn)行技術(shù)改造、注重科學(xué)管理與車檢質(zhì)量監(jiān)管、落實(shí)基本預(yù)防措施是預(yù)防車鉤分離可行方法。

【關(guān)鍵詞】鐵路貨車；車鉤分離；13號車鉤；分析及預(yù)防

我國是一個(gè)鐵路運(yùn)輸大國，鐵路是支持社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大動(dòng)脈。車鉤分離是鐵路貨車最常見的故障類型之一，嚴(yán)重影響鐵路正常運(yùn)行，甚至可釀成重大安全事故，帶來極其惡劣的社會(huì)影響。車鉤是連接車廂的關(guān)鍵設(shè)備，其性能直接影響貨車運(yùn)行的穩(wěn)定性。目前，除大秦線這條重載線應(yīng)用16、17號車鉤外，我國鐵路貨車均應(yīng)用13號車鉤，該車鉤預(yù)計(jì)可適應(yīng)2500t列車均重，設(shè)計(jì)制造靜拉破壞強(qiáng)度達(dá)2450kN，在保障鐵路安全運(yùn)輸，推動(dòng)改革開放事業(yè)發(fā)展發(fā)揮了不可磨滅的作用，但該車鉤應(yīng)用已逾30年，近年來，隨著鐵路大規(guī)模改造、提速，13號車鉤已無法適應(yīng)現(xiàn)實(shí)需求，貨車車鉤分離故障發(fā)生率逐年上升[1]。為研發(fā)新一代貨車鉤，探討鐵路貨車脫鉤原因非常必要，本文就此進(jìn)行概述。

1.13號車鉤的結(jié)構(gòu)及其作用原理

1.1 車鉤緩沖裝置

車鉤緩沖裝置，顧名思義是用于緩沖車廂之間牽引力與沖擊力的裝置，包括車鉤、緩沖裝置、鉤尾框等零部件，具有連掛、牽引、緩沖三種功能。其中車鉤是實(shí)現(xiàn)前后車廂連掛、傳遞牽引力與牽引力，并維持車距的關(guān)鍵零件[2]。

1.2 車鉤組成及其三態(tài)作用

車鉤主要可分為鉤頭、鉤身、鉤尾三個(gè)部分，形成一個(gè)成體，大部由鑄鋼鑄成。13號車鉤主要零部件包括鉤體、鉤舌、鉤舌推鐵、上鎖銷、上鎖銷桿、鉤鎖鐵、鉤舌銷等，合理的安排了鉤頭、鉤舌、鉤色銷之間的距離與間隙[2]。車鉤據(jù)作用位置可分為閉鎖、開鎖、全開，在閉鎖時(shí)，通過防跳裝置預(yù)防車輛振動(dòng)造成鉤鎖鐵跳動(dòng)引起脫鉤；在開鎖時(shí)，通過扳動(dòng)鉤提桿，解除閉鎖狀態(tài)；當(dāng)扳動(dòng)鉤提桿達(dá)到極限時(shí)，鉤鎖經(jīng)推鐵作用成為全開狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連掛。

2.13號車鉤自動(dòng)脫鉤物理性能原因與預(yù)防

13號車鉤屬關(guān)節(jié)式非剛性自動(dòng)車鉤范疇，設(shè)計(jì)合理，可發(fā)揮各結(jié)構(gòu)零件材料特性，適應(yīng)強(qiáng)度較大，但隨著鐵路運(yùn)輸?shù)拇笠?guī)模改造，自從脫鉤事故頻次逐年提高，這固然與其本身物理特性有關(guān)。從上文13號鉤部件及其作用原理來看，自動(dòng)分離原因主要包括：防跳裝置失效、車鉤閉鎖不良、鉤提鏈松余量小等，從分離事故實(shí)際發(fā)生情況來看，防跳裝置失效是致13號車鉤自動(dòng)脫離主要原因。

2.1 防跳裝置失效原因分析

2.1.1防跳約束力小。標(biāo)準(zhǔn)13號車鉤，上鎖銷自重約1.38kg，通過作用于鎖舌下平面的力，與溝通平面相連，通過上鎖銷斷面重力產(chǎn)生偏心力，作用于鉤頭平面，作用力約為0.2kg～0.4kg，從作用力方向來看，一對相互連接車鉤里防跳裝置相互向?qū)?cè)作用，當(dāng)受到垂向振動(dòng)時(shí)，防跳臺無法起到防跳作用，若垂直振動(dòng)力較大，可能產(chǎn)生脫鉤，故車鉤脫離常見于與列車前進(jìn)方向一致的車鉤上。2.2.2防跳裝置機(jī)械密合度改變。防跳裝置是否起效，依賴于車鉤整體組件物理結(jié)構(gòu)，但車鉤的制造可能來自于不同廠家，后者因機(jī)床精密度與質(zhì)控管理水平差異，可能會(huì)產(chǎn)生偏差，零部件尺寸、精度、強(qiáng)度等參數(shù)偏差，會(huì)增加物理磨損，影響防跳裝置性能，使后者達(dá)不到預(yù)計(jì)性能效果。

2.2 防跳裝置失效預(yù)防對策

改造防跳性能主要可分為兩個(gè)途徑設(shè)計(jì)新型車鉤或進(jìn)行局部改造，前者屬于戰(zhàn)略層面改造，后者屬于適應(yīng)性改造，更具有可行性。關(guān)于防跳裝置改造研究較多，以大連交通大學(xué)設(shè)計(jì)三連件防跳裝置為例，該設(shè)計(jì)據(jù)三桿直立不穩(wěn)定原理，增加上鎖提，充分利用原有車鉤內(nèi)部空間，依靠零部件自重與幾何形狀，實(shí)現(xiàn)二級防跳[3]。

2.3 其它原因及預(yù)防

2.3.1閉鎖不良。（1）原因：與車鉤各零部件磨損變形有關(guān)，當(dāng)車輛經(jīng)過大曲線路段，無法閉鎖，因車鉤扭轉(zhuǎn)過巨而脫開。（2）預(yù)防：及時(shí)更換新品，嚴(yán)格執(zhí)行配件壽命管理，控制焊接、維修處理次數(shù)與工藝；加強(qiáng)對內(nèi)部原件的檢修；提高焊接、打磨標(biāo)準(zhǔn)，避免磨損過速，增加防跳效用；選配組裝時(shí)，需進(jìn)行三態(tài)作用實(shí)驗(yàn)，并實(shí)踐驗(yàn)證，在使用初期重點(diǎn)監(jiān)測。2.3.2鉤提桿位移過大。（1）原因：車輛經(jīng)曲道、岔道時(shí)，車體振動(dòng)劇烈、偏轉(zhuǎn)力與離心力較大，使鉤提桿向橫向、縱向移動(dòng)，鉤提桿鏈松余量迅速減少甚至喪失，造成脫鉤；（2）預(yù)防：①針對新造車廂、定檢車輛增設(shè)上下式鉤提桿座定位槽；②維修時(shí)，嚴(yán)格要求，務(wù)必控制鉤提桿位移范圍。

3.從主觀因素上看

3.1 車檢不到位

3.1.1車檢時(shí)間過長。我國貨車一般經(jīng)1～2年才檢修1次，車鉤使用年限極長，一般可達(dá)數(shù)年至十?dāng)?shù)年不等，長時(shí)間的機(jī)械運(yùn)動(dòng)必然會(huì)造成磨損，影響物理結(jié)構(gòu)與性能，而車鉤許多性能依賴于內(nèi)部零部件密合，對零部件精度也有一定要求，磨損過度必然會(huì)致零部件配合不佳，造成車鉤分離。3.1.2車檢質(zhì)量控制不達(dá)標(biāo)。一般來說，進(jìn)行車檢時(shí)均需嚴(yán)格遵照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，如車鉤零部件咬合、機(jī)械運(yùn)動(dòng)性能檢查都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，但因缺乏有效的質(zhì)控手段，車檢質(zhì)量、車鉤是否達(dá)標(biāo)，都嚴(yán)重依賴于車檢人員個(gè)人職業(yè)道德。3.1.3車檢方法不科學(xué)。車檢，特別是車鉤檢查仍主要通過人工，工作人員對零部件磨損情況、物理特性、結(jié)構(gòu)變化，常以肉眼進(jìn)行檢測，三態(tài)作業(yè)實(shí)驗(yàn)覆蓋率低，且實(shí)驗(yàn)質(zhì)量控制較差。

3.2 基本預(yù)防措施不到位

為防治車鉤自動(dòng)脫離，鐵路部門從車鉤組裝、檢修等都有一整套基本預(yù)防措施，包括車鉤與鉤尾框檢驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)化車鉤檢修工藝、上鎖銷復(fù)位實(shí)驗(yàn)、防凸臺檢查與維修、車鉤三態(tài)作用技術(shù)檢測，這些實(shí)驗(yàn)與檢驗(yàn)都是鐵路貨車運(yùn)輸車輛檢測最基本的內(nèi)容。但是再好的制度，也需要人去落實(shí)、實(shí)踐，長期以來，我國鐵路局仍采用相對粗放的管理模式，地方團(tuán)體主義、保護(hù)主義盛行，而鐵路貨車是一種流動(dòng)很強(qiáng)的運(yùn)輸設(shè)備，其檢修系統(tǒng)性較強(qiáng)。

3.3 對策

3.3.1狠抓站點(diǎn)建設(shè)。以檢修站為節(jié)點(diǎn)，加強(qiáng)站點(diǎn)管理，注重科學(xué)管理，強(qiáng)調(diào)安全生產(chǎn)、質(zhì)量控制，采取種種措施激發(fā)車檢員工作積極性，樹立嚴(yán)肅認(rèn)真的站點(diǎn)文化，落實(shí)鐵路貨車車檢各項(xiàng)規(guī)章制度，保障車檢質(zhì)量。3.3.2建立全國范圍內(nèi)的信息系統(tǒng)。打破地方壁壘，以單位車輛、車鉤為目標(biāo)，建立信息庫，增設(shè)信息設(shè)備，利用現(xiàn)有的信息網(wǎng)絡(luò)，對車檢信息實(shí)時(shí)登記、錄入、追蹤，確立追責(zé)制。掌握車鉤使用時(shí)間、最近檢驗(yàn)時(shí)間等基本資料，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)追蹤，對超出年限的車鉤及時(shí)更換、對臨近年鑒期限的車輛安排年檢。

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作者簡介

李興民，男，漢族，1998年畢業(yè)于呼和浩特鐵路局司機(jī)學(xué)校車輛專業(yè)，現(xiàn)就職于現(xiàn)就職于內(nèi)蒙古呼和浩特鐵路局，集寧車輛段，呼和運(yùn)用車間.