一種公鐵兩用車用新型車鉤連接裝置的研制

袁航

(蘇州高新有軌電車有限公司運(yùn)營分公司，江蘇蘇州 215011)

一種公鐵兩用車用新型車鉤連接裝置的研制

袁航

(蘇州高新有軌電車有限公司運(yùn)營分公司，江蘇蘇州 215011)

開發(fā)一種新型車鉤連接裝置，該車鉤連接裝置安裝在公鐵兩用車上，通過與軌道車輛連掛，能夠適用復(fù)雜的道路變化，安全、高效地牽引故障軌道車輛。詳細(xì)介紹了該車鉤連接裝置的組成，并進(jìn)行了小曲線半徑和曲線超高等特殊路段的牽引通車試驗(yàn)。通過試驗(yàn)驗(yàn)證，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，能夠滿足公鐵兩用車牽引軌道車輛的實(shí)際運(yùn)用要求。

公鐵兩用車；車鉤連接裝置；軌道車輛；牽引；曲線超高

0 引言

公鐵兩用車是牽引軌道車輛的工程車，它能夠在公路和鐵路之間快速轉(zhuǎn)換，在軌道交通領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。車鉤連接裝置設(shè)于公鐵兩用車和軌道車輛之間，通常是公鐵兩用車用來牽引故障或特殊用途的軌道車輛的裝置。現(xiàn)有車鉤連接裝置主要由直形的牽引拉桿直接掛靠于軌道車輛上[1]，這種車鉤連接裝置的牽引拉桿力臂較長，鉤頭本身的質(zhì)量大，當(dāng)這種車鉤連接裝置一端掛靠于公鐵兩用車上、另一端連接鉤頭后，鉤頭有觸地危險(xiǎn)，且由于公路交通管制，只有在使用時(shí)才能安裝，需要隨時(shí)拆卸，浪費(fèi)人力，耗費(fèi)時(shí)間。特別是當(dāng)牽引軌道車輛通過曲線超高時(shí)，車鉤連接裝置受力復(fù)雜，車鉤連接裝置由水平狀態(tài)變成傾斜狀態(tài)的過程中會(huì)產(chǎn)生扭矩，此時(shí)扭矩如果不能得到及時(shí)釋放，會(huì)對車鉤連接裝置造成機(jī)械損傷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成軌道車輛的脫軌危險(xiǎn)。

1 新型車鉤連接裝置結(jié)構(gòu)介紹

為了克服上述車鉤連接裝置存在的技術(shù)缺陷，開發(fā)了一種新型車鉤連接裝置[2]，該車鉤連接裝置能夠適應(yīng)復(fù)雜的道路變化，安全、高效地牽引軌道車輛。該車鉤連接裝置結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

圖1 新型車鉤連接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

如圖1所示，車鉤連接裝置包括：支撐架1和車鉤連接裝置主體2，支撐架1一端通過4個(gè)螺栓固定至拖車尾部，支撐架1對車鉤連接裝置主體起支撐作用；車鉤連接裝置主體2呈“Z”字形，包括牽引拉桿2.1和左、右加強(qiáng)板；車鉤連接裝置

主體2一端具有連接孔4，公鐵兩用車上的固定牽引銷穿過連接孔4實(shí)現(xiàn)車鉤連接裝置主體與公鐵兩用車的鉸接，車鉤連接裝置主體2的后端焊接有法蘭1.2，通過螺栓緊固的方式連接車鉤鉤頭，法蘭1.2四周設(shè)有加強(qiáng)筋1.3，提高了連接處的強(qiáng)度；支撐架1和車鉤連接裝置主體2之間設(shè)置有車鉤調(diào)節(jié)裝置，該車鉤調(diào)節(jié)裝置包括升降組件6、第一支撐件7、第二支撐件8，其中“U”形連接架通過焊接方式固定在左加強(qiáng)板下部，第一支撐件7通過第一轉(zhuǎn)軸5轉(zhuǎn)動(dòng)連接于“U”形連接架上，絲桿6.1有兩個(gè)，分別在第一轉(zhuǎn)軸5兩側(cè)對稱布置，第一支撐件7設(shè)有螺紋孔，絲桿6.1穿過第一支撐件7上的螺紋孔，絲桿6.1面對支撐架1的一端固定有金屬墊片6.2和橡膠緩沖器6.3，第二支撐件8與支撐架1之間設(shè)有若干減震彈簧8.1，當(dāng)公鐵兩用車牽引軌道車輛通過曲線軌道超高時(shí)，第一支撐件7圍繞第一轉(zhuǎn)軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，由于減震彈簧8.1的緩沖作用，避免了橡膠緩沖器6.3因擠壓產(chǎn)生的磨損，提高了使用壽命。

車鉤連接裝置主體2兩側(cè)設(shè)有彈性組件，包括復(fù)位彈簧3.1、掛鉤3.2、耳掛3.3，其中復(fù)位彈簧3.1一端連接于第一支撐件7，另一端通過掛鉤3.2與車鉤連接裝置主體2連接，車鉤連接裝置主體2上右加強(qiáng)板中部左右兩側(cè)分別通過耳掛3.3螺紋連接掛鉤3.2進(jìn)行固定，通過調(diào)整掛鉤3.2和耳掛3.3之間的相對位置即可調(diào)節(jié)左右兩側(cè)復(fù)位彈簧的拉力大小，使車鉤連接裝置保持水平狀態(tài)；為了方便車鉤連接裝置的安裝或拆卸，右加強(qiáng)板上設(shè)有兩個(gè)把手9。

當(dāng)需要進(jìn)行牽引救援軌道車輛時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿6.1，即可實(shí)現(xiàn)車鉤連接裝置的高度調(diào)節(jié)，使公鐵兩用車端車鉤鉤頭與軌道車輛端車鉤鉤頭在同一水平高度，從而實(shí)現(xiàn)快速、安全的連掛，有效地提高了軌道車輛的救援效率。

當(dāng)牽引軌道車輛通過曲線軌道超高時(shí)，第一支撐件7以第一轉(zhuǎn)軸5為轉(zhuǎn)動(dòng)中心進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了車鉤連接裝置由水平狀態(tài)變成傾斜狀態(tài)過程中的扭矩釋放，避免了車鉤轉(zhuǎn)動(dòng)所造成的車鉤與車鉤連接裝置的機(jī)械損傷甚至是車輛脫軌的危險(xiǎn)。

2 裝車運(yùn)用試驗(yàn)研究

為研究所開發(fā)的車鉤連接裝置實(shí)際性能，將該裝置安裝在公鐵兩用車上，如圖2所示，并與軌道車輛進(jìn)行連掛，分別進(jìn)行了最小曲線半徑、最大坡度、曲線超高、道岔等特殊路段的牽引通車試驗(yàn)，牽引通車試驗(yàn)主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

圖2 新型車鉤連接裝置裝車運(yùn)用

軌道車輛總質(zhì)量/t45試驗(yàn)線路全長/km12最大坡度/‰55最小曲線半徑(車場線)/m25最小曲線半徑(正線)/m40最高牽引速度(通過正線)/(km·h-1)30最高牽引速度(通過曲線段)/(km·h-1)15最高牽引速度(通過最小曲線半徑段)/(km·h-1)8最高牽引速度(通過道岔)/(km·h-1)15連掛速度/(km·h-1)3

2.1 連掛和分解試驗(yàn)

將車鉤連接裝置安裝在公鐵兩用車上，通過調(diào)節(jié)車鉤連接裝置高度與軌道車輛上的車鉤高度一致，進(jìn)行連掛、分解試驗(yàn)，結(jié)果正常。

2.2 最小曲線半徑通過試驗(yàn)

軌道車輛在通過曲線道路時(shí)，通常受到離心力或向心力的作用，是一種極不穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)[3]。為驗(yàn)證車鉤連接裝置的曲線通過性能，進(jìn)行最小曲線半徑通過試驗(yàn)。將與軌道車輛進(jìn)行連掛的公鐵兩用車在車輛段以8 km/h的速度通過最小半徑為25 m的曲線，試驗(yàn)測試結(jié)果正常。

2.3 曲線超高通過試驗(yàn)

為了平衡軌道車輛通過曲線道路的離心力，往往在軌道曲線道路上設(shè)置超高段，把曲線外軌適當(dāng)抬高，使軌道車輛的自身重力產(chǎn)生一個(gè)向心的水平分力，以抵消離心力，提高軌道車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性[4]。由于曲線超高段內(nèi)外軌存在高度差，在公鐵兩用車牽引軌道車輛通過曲線超高處時(shí)，車鉤連接裝置內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生扭矩。文中進(jìn)行曲線超高通過試驗(yàn)，以15 km/h的速度通過曲線超高處，試驗(yàn)過程中公鐵兩用車和軌道車輛運(yùn)行平穩(wěn)，車鉤連接裝置無任何拉拽變形。試驗(yàn)驗(yàn)證了新型車鉤連接裝置能夠很好地釋放曲線超高處產(chǎn)生的扭矩，比現(xiàn)有車鉤連接裝置的性能優(yōu)越。

2.4 正線通過試驗(yàn)

在進(jìn)行正線通過試驗(yàn)過程中，依次經(jīng)過了直線段、最大坡度為55‰的下穿隧道、道岔等特殊路段，試驗(yàn)線路全長約12 km，最高牽引速度為30 km/h，整個(gè)試驗(yàn)運(yùn)行狀況正常，滿足公鐵兩用車救援或特殊牽引的要求。

上述試驗(yàn)完成后，對車鉤連接裝置進(jìn)行拆卸，并進(jìn)行分解檢查，結(jié)果顯示各零部件結(jié)構(gòu)正常，無任何機(jī)械磨損。

3 結(jié)束語

此次設(shè)計(jì)的車鉤連接裝置主體的斜坡部和呈“Z”字形的牽引拉桿在整體上縮短了力臂，減輕了車鉤連接裝置的質(zhì)量，安裝省時(shí)省力，道路行駛時(shí)也無須拆卸，避免了救援現(xiàn)場時(shí)臨時(shí)安裝、頻繁拆卸的問題，方便快捷；車鉤連接裝置主體能夠在上、下、左、右4個(gè)方向調(diào)節(jié)。試驗(yàn)證明：該車鉤連接裝置可以適應(yīng)復(fù)雜的路面情況，尤其是能安全通過小曲線半徑和曲線超高等特殊路段，符合性能要求。

【1】安海亮,李華,郁文心.公鐵車用2號(hào)車鉤加長裝置:ZL201020607019.X[P].2011-05-25.

【2】沈明生,王軍,仲曉晨,等.車鉤連接裝置:ZL201620878015.2[P].2017-01-11.

【3】陳艾平,宋鳴德,朱文升.時(shí)速160公里鐵路最小曲線半徑與緩和曲線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的研究[J].中國鐵道科學(xué),1985(2):14-32.

【4】趙志松.高速鐵路最小曲線半徑研究[J].路基工程,2008(1):81-83. ZHAO Z S.Study on Minimum Curve Radius for High Speed Railway[J].Subgrade Engineering,2008(1):81-83.

Development of A New Coupler Connecting Device for Road and Railway Vehicles

YUAN Hang

(Suzhou New District Tram Operation Branch Company, Suzhou Jiangsu 215011, China)

A new coupler connecting device mounted on rail vehicle was developed, by connecting with the rail vehicle, it could be applied to complicated road changes, drag rail vehicles out of order safely and efficiently. The coupler was introduced, and the tests of special sections with curve of small radius and curve of ultra-high were conducted. Through the test, the design requirements are met, which can meet the practical application requirements of the traction of rail vehicles by road and railway vehicles.

Road and railway vehicles; Coupler connecting device; Rail vehicle; Dragging; Curve of ultra-high

2017-02-07

袁航(1988—)，男，碩士，工程師，研究方向?yàn)檐壍澜煌ㄜ囕v工藝設(shè)備技術(shù)管理。E-mail：yh61163048@163.om。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.05.013

U49

B

1674-1986(2017)05-060-03