城軌車(chē)輛車(chē)鉤緩沖裝置故障分析及處理

楊興光

◆摘? 要：車(chē)鉤緩沖裝置是城軌車(chē)輛結(jié)構(gòu)中最基礎(chǔ)的部件之一。本文對(duì)目前城軌車(chē)輛實(shí)際使用的車(chē)鉤緩沖裝置的分類(lèi)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行概述，分析了鉤緩裝置常見(jiàn)故障，包括鉤體裂紋、鉤尾框故障和緩沖器故障，并提出故障處理建議與措施，為城軌車(chē)輛安全可靠運(yùn)營(yíng)提供保障。

◆關(guān)鍵詞：車(chē)鉤緩沖裝置;裂紋;緩沖器;鉤尾框;故障

1 引言

城軌車(chē)輛在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，都是由幾輛車(chē)通過(guò)車(chē)鉤緩沖裝置進(jìn)行連接并組成相對(duì)固定編組的動(dòng)車(chē)組形式來(lái)運(yùn)行。車(chē)鉤緩沖裝置是城軌車(chē)輛最基本的組成部件之一，其主要結(jié)構(gòu)有車(chē)鉤和緩沖器兩大部分。車(chē)鉤緩沖裝置安裝于車(chē)輛底架上，通過(guò)車(chē)鉤和緩沖器將各車(chē)輛連掛在一起，使車(chē)輛與車(chē)輛間保持一定距離，并傳遞牽引力、制動(dòng)力以及緩和車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程中或在調(diào)車(chē)作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的縱向沖動(dòng)，同時(shí)緩沖器還能提高車(chē)輛運(yùn)行平穩(wěn)性，保證車(chē)輛在高速運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)生意外碰撞時(shí)吸收巨大沖擊能量，從而保證車(chē)輛不受?chē)?yán)重?fù)p壞。

車(chē)鉤緩沖裝置的結(jié)構(gòu)性能，在很大程度上影響著列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)性和安全性，鉤緩裝置發(fā)生故障可能會(huì)出現(xiàn)車(chē)鉤斷裂、車(chē)輛縱向沖擊力過(guò)大，甚至造成車(chē)輛脫軌等嚴(yán)重事故，影響車(chē)輛安全運(yùn)營(yíng)。因此，對(duì)車(chē)鉤緩沖裝置常見(jiàn)故障進(jìn)行分析處理，從而保證車(chē)鉤緩沖裝置安全工作，對(duì)城市軌道交通安全正點(diǎn)運(yùn)行具有重大意義。

2 車(chē)鉤分類(lèi)

根據(jù)城軌車(chē)輛連掛特點(diǎn)，車(chē)鉤緩沖裝置采用全自動(dòng)車(chē)鉤、半自動(dòng)車(chē)鉤和半永久牽引桿三種類(lèi)型的密接式車(chē)鉤。

全自動(dòng)車(chē)鉤安裝在電動(dòng)列車(chē)組前后兩端部，其主要組成有車(chē)鉤鉤頭（凸錐和凹錐孔）、橡膠緩沖器、電氣連接器、風(fēng)管連接器和氣動(dòng)解鉤系統(tǒng)。在車(chē)輛連掛時(shí)，全自動(dòng)車(chē)鉤的機(jī)械、風(fēng)路和電路系統(tǒng)都能自動(dòng)連接;在車(chē)輛解鉤時(shí)，司機(jī)可通過(guò)按鈕操縱控制解鉤閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)解鉤，也可通過(guò)人工操作扳動(dòng)解鉤桿，將鉤舌轉(zhuǎn)到開(kāi)鎖位置實(shí)現(xiàn)手動(dòng)解鉤。

半自動(dòng)車(chē)鉤主要用于兩編組單元車(chē)輛之間的連掛。由于同一單元車(chē)輛客室間安裝有貫通道裝置便于乘客通行，因此半自動(dòng)車(chē)鉤相比全自動(dòng)車(chē)鉤在結(jié)構(gòu)上設(shè)有貫通到支撐座，用于車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中和解鉤后支撐貫通道。半自動(dòng)車(chē)鉤與全自動(dòng)車(chē)鉤結(jié)構(gòu)部件、連掛方式和鎖閉方式基本相同。不同之處在于半自動(dòng)車(chē)鉤的機(jī)械、風(fēng)路系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連接，電氣系統(tǒng)則需要手動(dòng)連接。

半永久牽引桿用于城軌車(chē)輛間同一單元的內(nèi)部編組，其主要結(jié)構(gòu)有連接座、橡膠緩沖器、牽引桿、磨耗板、十字頭和車(chē)鉤托梁。半永久牽引桿是將兩車(chē)車(chē)鉤連接方式改為牽引桿連接，取消風(fēng)路和電路連接，且只能依靠人工手動(dòng)操縱進(jìn)行機(jī)械、氣路和電路連接，且同一單元車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程中一般不需要分解，通常只在維修時(shí)進(jìn)行分解。

3 車(chē)鉤常見(jiàn)故障分析及處理

3.1 鉤體裂紋故障

鉤體裂紋是城軌車(chē)輛車(chē)鉤緩沖裝置最為常見(jiàn)的一種故障。鉤體裂紋故障直接影響車(chē)輛運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性。車(chē)鉤產(chǎn)生裂紋故障的部位有鉤頭上、下鉤耳銷(xiāo)孔旁、下鎖銷(xiāo)孔位置周?chē)?、鉤頭與鉤身的連接處及鉤腕結(jié)構(gòu)處等。鉤體產(chǎn)生裂紋的可能原因有：鋼軌不平順使車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng);車(chē)輛不同運(yùn)行工況下車(chē)鉤承受較大縱向沖擊力;車(chē)鉤制造過(guò)程中由于材料產(chǎn)生的相應(yīng)缺陷，造成鉤頭局部應(yīng)力過(guò)大而產(chǎn)生裂紋等。

針對(duì)鉤體裂紋故障應(yīng)采取有效、合理的處理措施。對(duì)于車(chē)鉤鉤身裂紋斷面長(zhǎng)度進(jìn)行跟蹤測(cè)試，當(dāng)裂紋斷面長(zhǎng)度小于50mm時(shí)，對(duì)裂紋斷面處進(jìn)行焊接維修，若裂紋長(zhǎng)度超出該數(shù)值需及時(shí)更換。對(duì)于車(chē)鉤鉤耳裂紋長(zhǎng)度，以壁高距離為依據(jù)，當(dāng)裂紋斷面長(zhǎng)度小于一半壁高時(shí)，對(duì)裂紋斷面處進(jìn)行焊接維修。對(duì)于車(chē)鉤鉤尾銷(xiāo)孔，當(dāng)裂紋斷面長(zhǎng)度小于銷(xiāo)孔到邊側(cè)及端部間距離一半時(shí)，對(duì)裂紋斷面處進(jìn)行焊接維修。

3.2鉤尾框故障

鉤尾框最為常見(jiàn)的故障有裂紋和磨損，其中產(chǎn)生裂紋故障的部位主要在鉤尾框彎角部位處及鉤尾銷(xiāo)孔周?chē)?。由于?chē)鉤緩沖裝置結(jié)構(gòu)特性，車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程中，鉤尾框部位承受較大縱向沖擊力，使鉤尾框結(jié)構(gòu)破壞或使鉤尾框長(zhǎng)時(shí)間磨損產(chǎn)生疲勞裂紋。加之鉤尾框制造材料以及制造工藝流程等因素，造成鉤尾框表面出現(xiàn)氣孔、雜質(zhì)并促使裂紋產(chǎn)生。

針對(duì)鉤尾框裂紋故障，鑄鋼材質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂紋斷面要進(jìn)行焊接維修，若鉤尾框尾部拐角處產(chǎn)生橫向裂紋，且裂紋斷面長(zhǎng)度大于一半時(shí)，則需進(jìn)行更換。城軌車(chē)輛車(chē)鉤緩沖裝置還需在鉤尾框后部安裝相應(yīng)圓弧，圓弧的尺寸必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)鉤尾框后面結(jié)構(gòu)中的墊板進(jìn)行分解式檢查，并對(duì)內(nèi)部的螺栓與組裝部件進(jìn)行穩(wěn)固。

3.3緩沖器故障

緩沖器是緩和車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)與沖擊的重要部件，也是城軌車(chē)輛車(chē)鉤緩沖裝置穩(wěn)定與安全的重要基礎(chǔ)保障。緩沖器常見(jiàn)故障主要有彈簧塑性變形、內(nèi)環(huán)及外環(huán)彈簧與彈簧蓋上產(chǎn)生裂紋、環(huán)彈簧的圓錐面產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損等。緩沖器彈簧發(fā)生塑性變形是因其彈簧剛度過(guò)高或過(guò)低所致。當(dāng)緩沖器受到較大縱向沖擊力時(shí)，內(nèi)、外環(huán)彈簧間會(huì)發(fā)生擠壓現(xiàn)象，且在錐形斜面不斷產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致環(huán)彈簧圓錐面出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)環(huán)及外環(huán)彈簧與彈簧蓋上產(chǎn)生裂紋。

針對(duì)車(chē)鉤緩沖器故障，車(chē)輛檢修人員應(yīng)充分掌握緩沖裝置結(jié)構(gòu)，將緩沖器分解進(jìn)行全面檢查，仔細(xì)清理其內(nèi)部與表面油污，如發(fā)現(xiàn)其環(huán)裝彈簧出現(xiàn)表面裂紋時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。當(dāng)彈簧底端與頂端彎角處裂紋長(zhǎng)度小于80mm時(shí)，對(duì)斷面裂紋進(jìn)行焊接維修，若裂紋長(zhǎng)度超過(guò)該值，則需進(jìn)行更換。

4 結(jié)論

城軌車(chē)輛車(chē)鉤緩沖裝置對(duì)地鐵安全穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。本文根據(jù)城軌車(chē)輛的實(shí)際運(yùn)行情況，分析車(chē)鉤緩沖裝置容易出現(xiàn)的鉤體裂紋、鉤尾框和緩沖器幾種常見(jiàn)故障并給出故障處理建議，為延長(zhǎng)鉤緩裝置使用年限，預(yù)防車(chē)鉤故障的發(fā)生和減少車(chē)鉤緩沖裝置故障率，保證列車(chē)安全平穩(wěn)高效運(yùn)行提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]郭建軍.車(chē)輛車(chē)鉤緩沖系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析及處理措施[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2019，26（10）：145-146.

[2]方松.鐵道車(chē)輛車(chē)鉤緩沖系統(tǒng)常見(jiàn)故障與檢修[J].機(jī)械，2017，44（01）：72-75.CFFFCB14-91F4-4F58-9969-9D4B763F81DE