車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配設(shè)計分析

周坤 王壬炎 王璐 鄭建輝

摘要：地鐵的安全是其運行時最重要的一部分，大量的乘客就注定了地鐵的設(shè)計首先要注重其安全，而地鐵設(shè)計中的安全性由車鉤彈性緩沖器決定，目前，對于地鐵的安全性越來越重視，因此，車鉤需要設(shè)置越來越大的彈性緩沖行程，這樣可以吸收動車制動時的大量動能，避免出現(xiàn)安全隱患，同時，隨著人們生活質(zhì)量的提升，對于與車鉤匹配的貫通道設(shè)計的美觀性也有了一定的需求，所以貫通道設(shè)計會比較復(fù)雜，如何將復(fù)雜的貫通道設(shè)計與車鉤彈性緩沖器的匹配起來，也成為了地鐵設(shè)計工作安全性的主要內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：車鉤彈性緩沖器;貫通道;匹配;設(shè)計

地鐵的運行安全關(guān)系著大量乘客的人身安全，因此，也是地鐵設(shè)計工作中比較重要的內(nèi)容，通過車鉤彈性緩沖器，可以有效避免地鐵在制動時大量動能帶來的沖擊，可以有效保護(hù)乘客的安全，雖然現(xiàn)在人們對于地鐵彈性緩沖器的重要性已經(jīng)有了比較清晰的認(rèn)識，但是越來越大的彈性緩沖過程，以及對貫通道審美的要求，使得車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配工作難度增加，在進(jìn)行貫通道的設(shè)計工作時，不僅僅要考慮到貫通道本身的美觀，同時也要考慮到當(dāng)?shù)罔F在極限狀態(tài)下的車鉤彈性緩沖器的位移，所需要考慮到的受力條件十分復(fù)雜。

一、設(shè)計參考參數(shù)

在進(jìn)行車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配設(shè)計工作時，由于地鐵等列車在運行時受到很多力的作用，如牽引力、摩擦力、坡道的阻力等，這些力都會對地鐵的運行狀態(tài)產(chǎn)生不同程度的影響，因此，在進(jìn)行車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配設(shè)計工作時，需要將這些因素到考慮到位，這樣才能讓車鉤彈性緩沖器與貫通道相匹配，同時也可以最大限度地保障列車的運行安全，列車受到的作用力大小與列車運行環(huán)境中的各種參考系數(shù)有關(guān)，如摩擦系數(shù)等，因此，在進(jìn)行設(shè)計工作之前，需要進(jìn)行參考系數(shù)的設(shè)計工作。

1.1坡度

列車運行時，不僅僅只在平直的道路上行駛，也會存在上下坡的情況，而在上下坡時，在重力的作用下，列車的受力情況會更復(fù)雜，并且，在有坡度的地方，有重力的影響，列車制動更容易出現(xiàn)安全隱患，因此，坡道是車鉤彈性緩沖器與貫通道匹配設(shè)計過程中需要考慮的一個十分重要的因素。

坡道對列車的影響主要由坡度來決定，坡度越大，對于列車的影響也就越大，因此，車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配工作需要考慮到坡度的影響，在進(jìn)行設(shè)計工作時，參考參數(shù)主要考慮列車行駛線路中坡度最大的部分，即只要能夠滿足坡度最大部分的車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配工作，那么列車在任何情況下都能夠擁有一個良好的安全性。

1.2啟動加速度

列車在啟動時，會受到一個比較大的推動力，使得列車改變運動狀態(tài)，因此，列車在啟動時所受到的最大推動力也會對車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配工作產(chǎn)生影響，在進(jìn)行設(shè)計工作時，參考參數(shù)主要取值為列車的最大加速度狀態(tài)下的牽引力。

1.3啟動阻力

列車啟動時，不僅僅會受到牽引力的影響，還會受到阻力的影響，阻力包含了摩擦力，還存在其它的阻力，這些阻力的方向與列車的運行方向相反，也會對列車的運行狀態(tài)產(chǎn)生很大影響，因此，車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配工作中，也需要考慮到啟動阻力的因素，在TB/T-1407-1998《列車牽引計算章程》中對列車的啟動阻力做了明確規(guī)定，取值為5㎏/t。

1.4曲線附加阻力

列車在經(jīng)過彎道時，會受到彎道給予列車的阻力，而這個阻力會比列車在直道上運行受到的阻力大，列車在彎道受到的彎道給予的阻力與列車在直道運行時受到的阻力之間的差值成為曲線附加阻力，這個阻力主要是用來計算彎道對于列車的影響，即在進(jìn)行車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配工作時，也要考慮到列車在彎道運行時的特殊情況，曲線附加阻力的計算公式為：

Wr=7000/R（N/t）

其中，Wr是單位曲線附加阻力，R是曲線的半徑，即列車經(jīng)過的彎道的半徑，通過這個公式，可以計算出列車在彎道運行時的曲線附加阻力，繼而可以進(jìn)行車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配設(shè)計工作。

二、注意事項

在進(jìn)行車鉤彈性緩沖器與貫通道匹配工作時，由于列車所處的環(huán)境復(fù)雜，列車受到多種力的影響，因而，車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配工作需要考慮到多種綜合因素，這樣才能保障其匹配度，帶來列車運行的安全。

2.1要考慮到最極端的情況

貫通道的設(shè)計是為了確保車鉤彈性緩沖器在任何條件下都能夠與之匹配，從而發(fā)揮出作用，因此，在設(shè)計時，需要考慮到極端情況，如果能夠滿足極端情況下的匹配，那么在通常情況下，一定也能夠滿足二者的匹配，車鉤彈性緩沖器也能夠完全發(fā)揮出其應(yīng)有的作用，所以在進(jìn)行匹配設(shè)計工作時，需要參考所選擇的緩沖器的靜態(tài)曲線，從而確定在最極端情況下貫通道的設(shè)計情況，這樣就可以確保貫通道與車鉤彈性緩沖器相匹配。

2.2不能選取動態(tài)曲線作為參考

緩沖器的靜態(tài)曲線非常平緩，只要持續(xù)受力，就可以將緩沖器壓到底，即在靜態(tài)狀態(tài)下，可以讓緩沖器在受力的情況變成極端時的狀態(tài)，貫通道是否匹配，就可以通過對緩沖器施加力來進(jìn)行測試，而動態(tài)曲線變化比較大，隨著不同的沖擊速度的影響而變化，其變化不具備參考性。

結(jié)語：

車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配關(guān)系著列車行駛的安全，如果匹配出現(xiàn)了問題，那么緩沖器一旦因為列車的行駛出現(xiàn)了比較大的變化，就會容易導(dǎo)致貫通道出現(xiàn)損壞，影響到列車的行駛安全，乘客的人身安全也會因此受到很大影響，在救援工作中，如果貫通道因為不匹配而出現(xiàn)了損壞，也會影響到救援工作的進(jìn)展，不僅僅耽誤救援工作的進(jìn)度，很有可能還會對乘客造成二次傷害，所以在進(jìn)行車鉤彈性緩沖器與貫通道匹配工作時，一定要合理地計算列車各階段的參考參數(shù)，通過參考參數(shù)來確定緩沖器的緩沖過程，從而確定貫通道，這樣就可以保障緩沖器與貫通道的匹配。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張云峰. 車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配設(shè)計[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2014（20）：15-15.

[2] 趙建華. 電力機車彈性膠泥車鉤緩沖器泄漏原因分析及改進(jìn)[J]. 鐵道技術(shù)監(jiān)督，2017，45（6）：34-37.

[3] 張友南，黃友劍，陳忠海. 彈性膠泥車鉤緩沖器的研究和應(yīng)用進(jìn)展[J]. 特種橡膠制品，2001，22（4）：57-59.