關(guān)于地鐵車輛車鉤架修淺析

徐露

摘要：隨著城市地鐵不斷發(fā)展，尤其是近十年以來，全國(guó)地鐵運(yùn)營(yíng)里程得到爆發(fā)式的增長(zhǎng)，因此，目前是地鐵車輛首輪架大修的集中爆發(fā)期。車鉤緩沖裝置作為車輛之間的連接部件，在牽引時(shí)承受拉力，制動(dòng)時(shí)承受壓力，車鉤緩沖裝置架修質(zhì)量如何將直接影響列車運(yùn)行品質(zhì)及安全性能。

Abstract： With the continuous development of urban subway， especially in the past ten years， the operating mileage of national subway has been explosively increased. Therefore， at present， it is the concentrated outbreak period of the first-round overhaul of subway vehicles. Coupler buffer device， as the connecting part between vehicles， bears the pulling force during traction and the pressure during braking. How to repair the coupler buffer device directly affects the train running quality and safety performance.

關(guān)鍵詞：地鐵車輛;車鉤;架修

中圖分類號(hào)：U270.34? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）23-0169-02

0? 引言

南昌地鐵1號(hào)線采用Schar fenberg車鉤，其主要由車鉤和緩沖器構(gòu)成，安裝在車體底端部牽引梁上，實(shí)現(xiàn)列車連掛，傳遞牽引力和吸收縱向沖擊力，保證列車安全平穩(wěn)運(yùn)行。經(jīng)過60萬公里的運(yùn)行，一期工程27列車陸續(xù)進(jìn)入架修期，其中車鉤系統(tǒng)全部委托上海福伊特夏固今創(chuàng)車鉤技術(shù)有限公司維修。

1? 基本介紹

南昌地鐵1號(hào)線采用6輛編組的B型車，列車編組方式：+Tc*Mp*M=M*Mp*Tc+（+表示：全自動(dòng)車鉤，=表示：半自動(dòng)車鉤，*表示：半永久牽引桿）。共5種類型、12個(gè)車鉤，分別為全自動(dòng)車鉤2個(gè)、帶壓潰管半自動(dòng)車鉤1個(gè)、不帶壓潰管半自動(dòng)車鉤1個(gè)、帶壓潰管半永久牽引桿4個(gè)、不帶壓潰管半永久牽引桿4個(gè)。以全自動(dòng)車鉤為例，簡(jiǎn)介其主要部件工作原理與功能：

1.1 機(jī)械鉤頭

①連掛狀態(tài)。連掛期間，車鉤的凸錐滑入連掛車鉤的凹錐，鉤舌撞擊連掛車鉤的鉤板。車鉤鎖在拉伸彈簧力的作用下旋轉(zhuǎn)，直到鉤舌嚙合到鉤板槽中，鎖定后，車鉤鎖在拉伸彈簧的作用下進(jìn)入連掛狀態(tài)。這樣一來，車鉤進(jìn)入連掛狀態(tài)，車鉤鎖彼此相嚙合。車鉤的準(zhǔn)備連掛狀態(tài)和連掛狀態(tài)是同樣的位置，這種車鉤鎖因此稱為一位鎖。鉤舌和鉤板形成平行四邊形，車鉤鎖只承受均勻分布在平行四邊形以內(nèi)兩個(gè)鉤舌上的拉力，由于拉力是平衡的，不會(huì)出現(xiàn)車鉤鎖的意外解鎖。

②解鉤狀態(tài)。為解開車鉤頭，解鉤裝置使車鉤鎖在拉伸彈簧的作用力下轉(zhuǎn)動(dòng)，直到鉤舌與鉤板槽分離，此位置時(shí)，車鉤鎖被與鉤板槽嚙合的鉤舌鎖定，車輛分離后，鉤舌滑出鉤板槽并與車鉤鎖分離，車鉤鎖在拉伸彈簧作用下旋轉(zhuǎn)，將鉤舌推至前部，車鉤鎖即可再次連掛。

1.2 電鉤頭

電動(dòng)車鉤頭位于車鉤頭的下部，包括一個(gè)帶防護(hù)蓋的外殼、觸頭塊和后蓋。外殼的橫截面為矩形，朝向車鉤頭的外側(cè)配有導(dǎo)向元件，前側(cè)配有對(duì)中裝置。底部設(shè)有排水系統(tǒng)。在連掛操作期間，電動(dòng)車鉤頭通過氣缸和導(dǎo)向原件作用下向前移動(dòng)，兩個(gè)相對(duì)外殼的對(duì)中元件使外殼配合并將它們對(duì)齊，這樣，觸頭就可以精確接觸，而密封框?qū)⒈幌嗷壕o。解鉤時(shí)，電動(dòng)車鉤頭的觸頭將被分離。連掛和解鉤期間，封蓋被自動(dòng)打開和關(guān)閉。

1.3 鉤身（壓潰管）

鉤身用于連接車鉤頭和橡膠墊牽引裝置。鉤身具有支撐功能，并形成列車組中的作用力線。在列車組中，牽引裝置保護(hù)車鉤和車輛，防止過載（超出正常運(yùn)行載荷）造成損壞。牽引裝置吸收撞擊能量進(jìn)行緩沖，但各能量吸收設(shè)備均有設(shè)定的預(yù)載荷，若超過能量吸收元件最大負(fù)載的沖擊載荷進(jìn)一步傳遞時(shí)將無法緩沖。此時(shí)，則需要壓潰管介入，壓潰管將撞擊能量轉(zhuǎn)換為摩擦和變形能量：一個(gè)預(yù)加應(yīng)力沖頭安裝在它內(nèi)部，預(yù)應(yīng)力確保了運(yùn)行期間力的均勻傳導(dǎo)，巨大的撞擊將沖頭壓入漲大的壓潰管，撞擊能量轉(zhuǎn)化為摩擦和變形能量，能量吸收與行程成正比增加。撞擊后，壓潰管成為鉤身內(nèi)間隙，一旦壓潰管已發(fā)生塑性形變，該壓潰管則無法再使用。

1.4 橡膠墊牽引裝置

橡膠墊牽引裝置連接鉤身和車體底架，軸承座內(nèi)的軸頸可允許車鉤發(fā)生水平擺動(dòng)，橡膠墊牽引裝置屬于一種能量吸收設(shè)備。列車組內(nèi)的萬向移動(dòng)通過由橡膠墊裝置和軸承座組成的裝備予以彈性緩沖，還可以緩沖拉伸載荷和壓縮載荷在垂直、水平方向上的位移和旋轉(zhuǎn)角度。橡膠墊牽引裝置在拉伸載荷和壓縮載荷方向的縱向位移的緩沖特性，由于橡膠墊牽引裝置的沖程受限位擋塊的限制。在出現(xiàn)巨大撞擊時(shí)，軸頸和橡膠墊裝置之間的剪切螺栓將會(huì)斷開，車鉤從車輛底架下的軸承座中通過，起到過載保護(hù)作用。鉤身通過卡環(huán)連接到牽引桿上，這樣就可以實(shí)現(xiàn)輕松快捷的安裝和拆除。支撐彈簧承受已解鉤車鉤的重量，通過支撐彈簧進(jìn)行調(diào)節(jié)車鉤高度。

1.5 對(duì)中裝置

對(duì)中裝置安裝在軸承座上。由外殼（1）和凸輪盤（6）構(gòu)成，外殼緊固地連接至軸承座，氣缸（2）位于車鉤兩側(cè)，氣缸包括盤形彈簧（3）和帶輥（5）桿（4），帶輥桿位于凸輪盤上。凸輪板可在外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，還緊固地連接至橡膠墊牽引裝置的軸頸。它配有兩個(gè)外圍槽（9），這些與氣缸位置精確對(duì)合，對(duì)中裝置內(nèi)的彈簧受限定的力的作用，以將解鉤車鉤與車輛縱軸維持在一條線上，并在規(guī)定的重對(duì)中角度內(nèi)將車鉤重新對(duì)中。（圖1）

2? 架修內(nèi)容

在五年架修時(shí)進(jìn)行車鉤全面分解檢修，對(duì)橡膠件和緊固件進(jìn)行更換，對(duì)主要受力點(diǎn)進(jìn)行磁粉探傷檢測(cè)。以全自動(dòng)車鉤為例分析，其主要對(duì)車鉤頭、鉤身、鉤尾三大部分進(jìn)行維護(hù)。鉤頭和鉤尾全部分解檢修，鉤身（含壓潰管）不進(jìn)行分解，壓潰管部分使用檢點(diǎn)錘敲擊檢查，聲音清脆說明良好，聲音沉悶，需分解檢查。

檢測(cè)內(nèi)容：①磁粉探傷：對(duì)鉤舌、鉤板、鉤舌銷、中心銷、鉤頭中心銷端面、各連接卡口、卡環(huán)進(jìn)行磁粉探傷檢測(cè)。②鉤鎖間隙測(cè)量：鉤鎖間隙是車鉤的一項(xiàng)重要參數(shù)，直接影響列車乘坐的舒適性。通過大量項(xiàng)目車鉤的架修經(jīng)驗(yàn)得出，對(duì)于鉤舌、鉤板、鉤舌銷、中心銷進(jìn)行目視檢查，無需測(cè)量機(jī)械尺寸，僅測(cè)量鉤鎖間隙即可，全自動(dòng)車鉤鉤鎖間隙架修標(biāo)準(zhǔn)為不超過1.8mm，而一般架修時(shí)測(cè)得間隙均在0.5mm和0.6mm左右。③漆面檢測(cè)：支座表面的涂層厚度在15-40um，車鉤涂層總厚不低于160um。④車鉤全長(zhǎng)和重量檢測(cè)：車鉤全長(zhǎng)和重量應(yīng)符合表1要求。⑤功能測(cè)試。自動(dòng)機(jī)械和電鉤解鉤：在6bar壓力下機(jī)械鉤和電鉤自動(dòng)掛鉤，車鉤頭前移并掛鉤，檢查車鉤頭應(yīng)能正常掛鉤，聽到掛鉤聲（咔嗒聲）。電鉤應(yīng)能正常向前移動(dòng)，電鉤保護(hù)蓋打開，檢查電鉤掛鉤情況，電鉤的橡膠密封能夠互相貼緊。

自動(dòng)機(jī)械和電鉤解鉤：在 6bar 壓力下機(jī)械鉤和電鉤自動(dòng)解鉤，使用解鉤氣缸自動(dòng)解鉤，檢查電鉤應(yīng)能正常解鉤，電鉤退回至初始位置，電鉤保護(hù)蓋關(guān)閉。檢查機(jī)械鉤應(yīng)能正常解鉤，車鉤分開后回到待掛鉤位置。

自動(dòng)機(jī)械掛鉤：在6bar壓力下進(jìn)行無電鉤狀態(tài)下機(jī)械鉤自動(dòng)掛鉤，關(guān)閉電鉤氣路，然后自動(dòng)掛鉤，檢測(cè)機(jī)械鉤頭應(yīng)能正常掛鉤，聽到掛鉤聲（咔噠聲），電鉤保持在縮回位置。

自動(dòng)機(jī)械解鉤：在6bar的測(cè)試壓力下進(jìn)行機(jī)械的自動(dòng)解鉤，使用解鉤氣缸自動(dòng)解鉤，檢查車鉤頭應(yīng)能正確解鉤，車鉤分開后是否回到待掛鉤位置，最后打開電鉤氣路。

手動(dòng)解鉤：在自動(dòng)掛鉤完畢后，關(guān)閉電鉤氣路，用扳手移動(dòng)電鉤至縮回位置。檢查電鉤應(yīng)能解鉤，電鉤應(yīng)能向后退回至初始位置，電鉤保護(hù)蓋應(yīng)能正常關(guān)閉。拉動(dòng)解鉤繩進(jìn)行機(jī)械解鉤，檢查車鉤頭應(yīng)能正常解鉤，車鉤應(yīng)能退回至待掛鉤位置，然后打開MRP。

氣密性測(cè)試：在車鉤連掛狀態(tài)下，要求1.0MPa壓力下5min之內(nèi)壓力下降不得超過20kPa。

車鉤水平擺動(dòng)：在車鉤試驗(yàn)臺(tái)上部放置角度量卡規(guī)，用手?jǐn)[動(dòng)車鉤應(yīng)能在水平線兩側(cè)最小25°范圍內(nèi)擺動(dòng)。

車鉤對(duì)中試驗(yàn)：在車鉤試驗(yàn)臺(tái)上部放置角度量卡規(guī)，將車鉤水平旋轉(zhuǎn)至兩側(cè)15°放手，對(duì)中裝置應(yīng)能使車鉤保持在中間位置。

3? 目前現(xiàn)狀

目前車鉤系統(tǒng)架修的現(xiàn)狀是大部分地鐵公司都采用原廠原修的方式進(jìn)行委外修，少數(shù)部分地鐵公司進(jìn)行自主維修。

3.1 委外修標(biāo)準(zhǔn)不一，造成過修和欠修

專業(yè)的車鉤生產(chǎn)廠家，都會(huì)根據(jù)自己的設(shè)計(jì)要求及大量的維修經(jīng)驗(yàn)，制定出合理的架修維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。在委外修時(shí)不同項(xiàng)目的客戶都會(huì)根據(jù)各自情況制定檢修維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，由于地鐵公司出于安全性能和美觀考慮，往往會(huì)高于廠家的標(biāo)準(zhǔn)，維修廠家又必須響應(yīng)，造成一定程度上的過修，增加維護(hù)成本。例如車鉤面油漆層采用全部脫漆后噴新漆的成本遠(yuǎn)高于局部補(bǔ)漆，且維修工期長(zhǎng)。同時(shí)又由于對(duì)車鉤的某些部件理解不深，導(dǎo)致某些部件的維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)降低，造成欠修現(xiàn)象，廠家會(huì)根據(jù)自身標(biāo)準(zhǔn)告知客戶提高標(biāo)準(zhǔn)，這樣會(huì)造成委外修預(yù)算超標(biāo)。

3.2 全自動(dòng)車鉤電鉤頭是否必要

由于地鐵列車不能像高鐵動(dòng)車組一樣實(shí)現(xiàn)兩列重聯(lián)運(yùn)行，電鉤頭僅在事故救援時(shí)才發(fā)揮作用，全自動(dòng)車鉤電鉤頭的實(shí)用價(jià)值并不大，而且在救援連掛時(shí)，電鉤頭不連掛，依然可以實(shí)現(xiàn)救援功能。全自動(dòng)車鉤電鉤頭從生產(chǎn)的成本和架大修維護(hù)的成本考慮，猶如雞肋。所以，全自動(dòng)電鉤頭存在的意義并不大，有些地鐵項(xiàng)目已經(jīng)取消列車頭端全自動(dòng)車鉤的電鉤頭部分，如廈門地鐵2號(hào)線項(xiàng)目。

4? 結(jié)束語

車鉤連掛在車輛之間，承擔(dān)巨大的安全使命，更是影響乘坐的舒適性。車鉤在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)當(dāng)充分考慮生產(chǎn)成本及后期維護(hù)成本，在架修階段從自身情況出發(fā)，選擇合適的維修模式和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，將成本降至最低的同時(shí)，不出現(xiàn)過修與欠修現(xiàn)象，從而保證車鉤的安全性能。

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