17号车钩及其零部件故障简析(1)

17号车钩及其零部件故障简析

学生姓名：**

学号： *******

专业班级：铁道机车车辆

指导教师：***

摘要

随看我国铁路运输提速、重载的发展，作为当前货车主流品种的17号上作用式车钩，在货物列车运行中时有故障发生，严重影响铁路的正常运输，造成了较大的经济损失。如车辆在运行中车钩自动分离、由于钩体裂纹和钩尾框后弯角裂纹引起的断裂造成的分离和钩舌折断造成的分离等。这不仅使铁路运输成本迅速增加，而且直接影响列车的安全。这也严重影响了我国铁路运输秩序，在一定的程度上制约了铁道车辆的进一步提速，影响铁路运力的进一步提高。

本论文在对17号车钩运用过程中产生的故障进行全面分析的基础上，用计算机仿真软件建立车钩的装配体模型并对其进行分析、评价和疲劳寿命预测，提出相应的预防和改进措施。基于装配体的17号车钩有限元分析对于车钩各零件的相互作用通过定义接触来传递，可以更好地模拟其在实际运用过程中的受力状态，找出车钩应力较大部位。这对于提高车辆连接的稳定性，防止分离，保证铁路运输秩序、节约成本、提高铁路运力具有重要的现实意义，为今后车钩的设计、改造、检修维护等提供一定的理论依据。

关键词：17号车钩；故障；问题；措施

目录

摘要................................................................ I 第一章绪论.. (1)

第二章 17号上作用式车钩存在的问题及预防或改进措施 (2)

2.1 引起车钩自动分离的主要原因及改进措施 (2)

2.2引起车钩自动分离的其它原因及预防措施 (6)

第三章 17号车钩提钩装置存在问题 (13)

3.1问题的提出 (13)

3.2原因分析 (14)

3.3建议及改进措施 (16)

第四章 17号车钩产生故障的原因及建议 (16)

4.1调查情况 (16)

4.2原因分析 (17)

4.3建议 (18)

参考文献 (19)

第一章绪论

铁路是我国主要的运输方式，在国民经济中起着非常重要的作用。铁路的客货运量占我国总运量的 50%，是国民经济发展的先导。由于铁路运输安全、快速、运量大、方便、节能，相对公路运输而言污染小，不受自然气候条件的制约，所以它在世界整个运输业中具有重要的不可替代的地位。铁路运输尤其是高速铁路运输引起了世界各国的高速重视。近年来我国铁路得到了飞跃的发展，今后 20 年是我国铁路发展的高峰期，国家计划修建干线高速铁路，许多大中城市开始或计划修建城市轻轨铁路和地铁。所以铁路运输尤其是高速铁路运输，将要在我国经济建设和人民生活中起到重要的作用。但是在铁路运输业中，有许多关键技术问题还有待进一步解决。车钩缓冲装置是铁道车辆的重要部件，它在机车与车辆、车辆与车辆之间起着连挂作用，并在列车运行中传递牵引力和缓解冲击力，在车辆运输中起着非常重要的作用。随着我国铁路运输提速、重载的发展，作为当前货车主流品种的17号上作用式车钩，在货物列车运行中时有故障发生，严重影响铁路的正常运输，造成了较大的经济损失。如车辆在运行中车钩自动分离、由于钩体裂纹和钩尾框后弯角裂纹引起的断裂造成的分离和钩舌折断造成的分离等。随着我国列车速度的提高和轴重的加大，17号车钩出现故障的频率越来越高。这不仅使铁路运输成本迅速增加，而且直接影响列车的安全。已经严重影响了我国铁路客货运输秩序，在一定的程度上制约了铁道车辆的进一步提速，影响铁路运力的进一步提高。因此，改进17号车钩的结构，对于提高车辆连接的稳定性、防止分离、保证铁路客货运输秩序、节约成本、提高铁路运力具有重要的现实意义。

由于采用低合金铸钢制造车钩，加上重载、提速的工况，使新造、检修车钩的裂纹发生率增加。为消除裂纹，采用了专用磁粉探伤设备，并规定对铸件做大面积全数检查，这给生产、检修部门都带来了较大的工作量，且质量难以保证。对由于材料、铸造、热处理等因素造成的原始裂纹、焊补造成的裂纹和由于结构、缺陷等产生应力集中而造成的应用裂纹等产生的原因、避免的可能性、裂纹的扩

展速率、疲劳裂纹及寿命都有进行专题研究的必要。对各种裂纹及寿命进行研究，对各种裂纹的成因、避免措施(尤其是避免产生原始裂纹) 、有效控制方法进行研究，对在正常工况下运用的车钩提出在其寿命期内可放心使用、免裂纹检查的科学根据，并指导实际应用，这些都是体现技术进步且有现实意义的课题。

第二章 17号上作用式车钩存在的问题及预防或改进措施

17号车钩属于关节式非刚性自动车钩，它的设计较合理地安排了钩头与钩舌、钩舌与钩舌销之间的间隙，在闭锁位置时，可使钩舌销不受或较少地承受作用力，更充分地发挥了车钩各部材料的承载能力。由于其强度大，因而在我国货车上大量地应用。然而，随着铁路提速和重载列车的开行，17号上作用式车钩在应用过程中出现的故障越来越多，而且故障发生的频次越来越高，严重影响了铁路运输秩序。车钩故障主要有自动分离和破损引起的分离两类。引起车钩自动分离的原因有防跳装置失效、车钩闭锁作用不良、钩提杆的横纵向位移大、钩提链松余量小、钩头的下垂或上翘等，其中防跳装置失效是引起车钩自动分离的主要原因。引起破损分离的原因有疲劳裂纹和铸造缺陷等。

2.1 引起车钩自动分离的主要原因及改进措施

2.1.1 防跳装置失效原因分析

1.17 号上作用式车钩防跳装置存在的主要问题是防跳约束力太小。如图 1 所示，上锁销自重1.38kg ，现用上锁销杆以锁舌下平面支撑于钩头上平面上，重心位于中心孔G内，处于支撑面之内，产生防跳作用的偏心力主要是A —A 断面左侧的重力，只占上锁销总重量的1/ 5～1/ 4 ，约0.2 kg～0.4 kg 。在相互连接的一对车钩中，上锁销杆的防跳作用力，一个与列车运行方向一致，另一个与列车运行方向相反。与列车运行方向一致的车钩在列车制动时，由于惯性作用，钩腔内上锁销脱离防跳台，钩锁铁防跳失效。钩锁铁、上锁销杆和上锁销会在受到垂向振动时一起跳起，使得钩头内的防跳台起不到防跳作用。当钩锁铁弹跳到一定高度时，钩锁铁完全脱离钩锁铁承台，钩锁铁就无法限制钩舌的转动，必然造成车钩自然分离。因此，车钩分离多发生在与列车前进方向相同一端的车钩上。