關(guān)于15號車(chē)鉤改造及鉤舌尾部加修問(wèn)題的分析與建議論文
15號車(chē)鉤是目前我國客車(chē)在用的主型車(chē)鉤，為下作用式自動(dòng)車(chē)鉤，分為15C、15CX兩種型號，15C主要用于速度不大于120km/h的普型客車(chē)上，15CX主要用于25K型快速客車(chē)上(在25T型客車(chē)首尾鉤上也有少量應用)。目前，兩者材質(zhì)主要為C級鑄鋼。
1 提出問(wèn)題
(1)2012年底，原鐵道部運輸局提出了對客車(chē)15號(包括15C、15CX)車(chē)鉤進(jìn)行改造的要求(詳見(jiàn)運輛客車(chē)函[2012]448號)，原因是該型車(chē)鉤存在鉤舌銷(xiāo)與鉤舌銷(xiāo)孔間隙過(guò)小，導致鉤體和鉤舌的牽引臺、沖擊臺不能正常接觸，在運用中鉤舌銷(xiāo)容易受力斷裂。青島四方車(chē)輛研究所針對相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了專(zhuān)題研究，提出了將鉤舌銷(xiāo)直徑減小1mm，鉤舌護銷(xiāo)沖擊臺尺寸增加1mm及在檢修時(shí)對鉤體、鉤舌的牽引臺和沖擊臺進(jìn)行堆焊等改進(jìn)的建議。2013年初，武昌客車(chē)車(chē)輛段對相關(guān)文件要求進(jìn)行了落實(shí)，實(shí)施了對15號車(chē)鉤的改造工作，但改造后，出現了落鎖不良的問(wèn)題，提高了車(chē)鉤組裝的選配要求，且改造進(jìn)展較慢。(2)在鉤舌檢修過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生鉤舌晃動(dòng)較大的問(wèn)題，初步分析認為是鉤舌尾部與鎖鐵間隙較大，因此在處理時(shí)采取在鉤舌尾部與鎖鐵的接觸面堆焊的方式處理(如圖1)。相關(guān)客車(chē)檢修規程中規定，15C型鉤舌尾部與鎖鐵接觸面磨耗大于3mm時(shí)才需焊修或更換(15CX型是大于1.5mm時(shí)焊修并加工至規定尺寸)，而堆焊加修時(shí)，鉤舌尾部并未出現如規程規定的磨耗過(guò)限問(wèn)題。
堆焊加修后的鉤舌雖然解決了在組裝后鉤舌晃動(dòng)較大的問(wèn)題，但因尾部凸出較多，無(wú)法使用鉤舌外形輪廓檢查量具及鉤舌尾與推鐵相關(guān)磨耗尺寸檢查樣板進(jìn)行檢查，且當鉤舌尾部與鎖鐵間隙因加修變得較小時(shí)，容易出現落鎖不良的情況。
2 原因分析
2.1 鉤舌銷(xiāo)受力情況分析
在文件運輛客車(chē)函[2012]448號中指出鉤舌銷(xiāo)受力是因為鉤舌銷(xiāo)與鉤舌銷(xiāo)孔間隙過(guò)小，鉤體和鉤舌的牽引臺、沖擊臺不能正常接觸。即鉤體和鉤舌的牽引臺、沖擊臺間隙大于鉤舌銷(xiāo)與鉤舌銷(xiāo)孔間隙導致鉤舌受力。
而根據車(chē)鉤結構及鉤舌工作受力情況(如圖2)分析可知，部文中受力情況的分析不是很完善。鉤舌在組裝時(shí)鉤舌銷(xiāo)與上下鉤耳的鉤舌銷(xiāo)孔套間(設間隙分別為L(cháng)鉤耳上、L鉤耳下)、鉤舌的鉤舌銷(xiāo)孔套間(設間隙分別為L(cháng)鉤舌上、L鉤舌下)均有間隙，該處的間隙與鉤體和鉤舌沖擊臺間隙(設間隙分別為L(cháng)沖擊上、L沖擊下)、牽引臺間隙(設間隙分別為L(cháng)牽引上、L牽引下)的關(guān)系滿(mǎn)足L鉤耳上+L鉤舌上>L沖擊上且L鉤耳下+L鉤舌下>L沖擊下或L鉤耳上+L鉤舌上>L牽引上且L鉤耳下+L鉤舌下>L牽引下時(shí)，鉤舌銷(xiāo)在牽引或沖擊時(shí)不會(huì )受到力的作用，否則，鉤舌銷(xiāo)均會(huì )或多或少地受到力的作用。
實(shí)施車(chē)鉤改造前，以車(chē)鉤鉤舌銷(xiāo)孔中心線(xiàn)為基準，車(chē)鉤上下?tīng)恳_距離分別為950-1mm、850-1mm，車(chē)鉤沖擊臺距離為R35+10mm，而鉤舌上下?tīng)恳_距離分別為95+10mm、85+10mm，鉤舌沖擊臺距離為R340-1mm。鉤舌銷(xiāo)直徑為Φ42-0.18-0.45mm，鉤舌銷(xiāo)孔套內徑為Φ420.640.47mm。由此可知，鉤舌在鉤舌銷(xiāo)范圍內的'間隙范圍即L鉤耳上+L鉤舌上是0.65～1.09mm，鉤舌沖擊臺與車(chē)鉤沖擊臺的間隙范圍即L沖擊上=L沖擊下是1～2mm，牽引間隙范圍即L牽引上=L牽引下是1～3mm，可見(jiàn)，此種情況下，鉤舌不受力的范圍非常小。
實(shí)施改造后，鉤舌銷(xiāo)直徑更改為Φ41-0.30-0.45mm，鉤舌沖擊臺改為R350-1mm，則鉤舌在鉤舌銷(xiāo)范圍內的間隙范圍即L鉤耳上+L鉤舌上變?yōu)?.77～3.09mm，鉤舌沖擊臺與車(chē)鉤沖擊臺的間隙范圍即L沖擊上=L沖擊下變?yōu)?～1mm，同時(shí)控制牽引臺間隙范圍不超過(guò)2mm，即L牽引上=L牽引下是1～2mm，如此，從理論上可以實(shí)現鉤舌銷(xiāo)不受力，基本消除了鉤舌銷(xiāo)折斷的問(wèn)題。
2.2 鉤舌尾部與鎖鐵間隙過(guò)大原因分析
鉤舌尾部與鎖鐵間的間隙(如圖4所示)在客車(chē)各修程規章中沒(méi)有明確限度要求，對鎖鐵及鉤舌尾部磨耗有明確的限度要求，但在實(shí)際檢修過(guò)程中，經(jīng)常出現鎖鐵各部尺寸符合要求、鉤舌尾部也無(wú)磨耗而鉤舌組裝后晃動(dòng)較大的現象，具體體現在鉤舌尾部與鎖鐵間間隙很大。通過(guò)前面的分析可知，車(chē)鉤與鉤舌在使用過(guò)程中，其受力部位主要在沖擊臺部位、鉤舌銷(xiāo)與銷(xiāo)孔套部位、牽引臺部位以及鉤舌尾部與鎖鐵、鎖鐵與鉤腔等部位。
(1)鉤舌銷(xiāo)與銷(xiāo)孔套部位的磨耗。在列車(chē)運行過(guò)程中，鉤舌銷(xiāo)與銷(xiāo)孔套間最先磨耗(當滿(mǎn)足鉤舌銷(xiāo)受力情況下)，不論列車(chē)是加速、減速還是轉彎時(shí)均會(huì )受到力的作用。(2)沖擊臺部位、牽引臺部位的磨耗。當鉤舌銷(xiāo)與銷(xiāo)孔套間間隙磨耗到滿(mǎn)足鉤舌銷(xiāo)受力臨界條件時(shí)，沖擊臺部位、牽引臺部位交替和鉤舌銷(xiāo)受力，三者共同磨耗，在轉彎時(shí)，車(chē)鉤和鉤舌的沖擊臺、牽引臺擋邊部位也會(huì )有一定的磨耗。(3)鉤舌尾部與鎖鐵間的磨耗。鉤舌在受到牽引力和沖擊力作用時(shí)，鉤舌尾部均會(huì )與鎖鐵產(chǎn)生相對位移，但在產(chǎn)生相對位移時(shí)，鉤舌受到的力還不是很大，而當鉤舌受到較大力作用時(shí)，已經(jīng)沒(méi)有相對位移了，因此鉤舌尾部與鎖鐵間的磨耗也不是很大。(4)鎖鐵與鉤腔間的磨耗。由于鎖鐵在列車(chē)運行過(guò)程中不發(fā)生相對位移，因而其與鉤腔主要受到擠壓力作用，因此，該部位磨耗極小。
3 相關(guān)建議
15號車(chē)鉤從設計制造到如今已運用了幾十年，雖然較易發(fā)生鉤舌圓銷(xiāo)折斷問(wèn)題，但相對整體運用情況來(lái)看所占比例不是很大，結合段修車(chē)鉤改造比較耗時(shí)的客觀(guān)原因，特建議如下：(1)15號車(chē)鉤改造主要從新造開(kāi)始，采取逐步淘汰的方式替換現用的車(chē)鉤。(2)在段修實(shí)施15號車(chē)鉤改造時(shí)，可以以鉤舌尾部與鎖鐵間隙作為參考，對該間隙較大的車(chē)鉤實(shí)施改造，既可以避免在鉤舌尾部堆焊的非正常檢修方式，又可以有目的地對確實(shí)影響安全的車(chē)鉤進(jìn)行改造，避免資源浪費。(3)對鉤舌尾部與鎖鐵間隙不大的車(chē)鉤可暫時(shí)不進(jìn)行沖擊臺與牽引臺的加修改造，而是先更換鉤舌圓銷(xiāo)，根據上述分析可知，更換新鉤舌圓銷(xiāo)，相當于擴大了鉤舌圓銷(xiāo)2mm的移動(dòng)量，在車(chē)鉤與鉤舌沖擊臺、牽引臺未磨耗或磨耗較小的情況下，基本可以實(shí)現鉤舌圓銷(xiāo)不受力。
4 結語(yǔ)
15號車(chē)鉤實(shí)施改造，縮小了車(chē)鉤與鉤舌沖擊臺、牽引臺間的間隙，不僅可以消除鉤舌圓銷(xiāo)斷裂的慣性故障，同時(shí)也提高了客車(chē)的運行品質(zhì)，值得推廣。但鑒于段修改造缺乏工裝、耗時(shí)費力的客觀(guān)情況，有針對性地對確實(shí)需要改造的車(chē)鉤實(shí)施改造工作，可以有效節省資源，提高車(chē)鉤使用效率。
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