地铁车辆全自动车钩大修工艺浅析

地铁车辆全自动车钩大修工艺浅析

李迎春

【摘要】Tight-lock coupler is one of the key parts in metro vehicle, and the reliability of its status directly affects safety of metro operation. The paper introduces the technical specifi cations, structure and principle of coupler, and analyzes the overhaul content and overhaul technological process for the tight-lock coupler. Based on the overall control of the coupler overhaul, diffi culties in overhaul of the coupler are analyzed.%密接式车钩是地铁车辆关键部件之一，其状态的可靠性直接影响地铁运营的安全。介绍车钩的技术参数、结构及相关原理，分析了全自动车钩大修内容及工艺流程。通过对车钩大修整体性把控，对车钩大修难点进行了重点分析。

【期刊名称】《现代城市轨道交通》

【年(卷),期】2015(000)006

【总页数】4页(P27-30)

【关键词】地铁车辆;车钩;大修;工艺浅析

【作者】李迎春

【作者单位】南京地铁运营有限责任公司

【正文语种】中文

【中图分类】U260.34

南京地铁1号线车辆由法国ALSTOM公司设计，南车南京浦镇车辆厂制造，共

20列车，车型为A型车，每列车6辆编组，构造速度90 k m/h。南京地铁1号

线列车均使用Scharfenberg密接式气液缓冲器车钩，且每辆车之间由全自动车钩、半自动车钩和半永久性牵引杆这3种基本类型车钩组成。列车头尾安装全自动车钩，单元间用半自动车钩连接，单元内车辆间安装半永久车钩。所有产品均使用气液缓冲器（压缩过程中起作用）和橡胶轴承，拉伸方向无缓冲，仅有橡胶轴承可以承担很小的缓冲作用。其中全自动车钩和半永久车钩带有剪切销。不同类型的车钩使用位置可表示为：

其中：A表示带司机室的头车，B为带受电弓的动车，C为中间动车；“-”表示

全自动车钩；“+”表示半永久性牵引杆；“=”表示半自动车钩。

密接式车钩广泛应用于高速铁路、地铁列车上。全自动车钩可以实现机械、气路、电路的自动连接。半自动车钩的机械、气路连接结构与作用原理与全自动车钩相同，但是电路需要人工手动连接。半永久车钩的机械、气路、电路连接都需要人工手动操作，一般在车间维修时才进行分解。其中连挂系统是整套设备的关键[1]。

设置于地铁列车端部的全自动车钩在两列车连挂、正线救援以及车辆段调车作业时发挥着重要作用。此外，全自动车钩结构最为复杂，基本能代表整列车车钩大修的内容。本文主要对全自动车钩进行大修分析。

1.1 主要技术参数

全自动车钩主要技术参数如表1所示。

1.2 全自动车钩结构

全自动车钩为模块化设计，可分为机械钩头、钩身和钩尾座。钩头与钩身通过卡环连接，而钩身与钩尾座通过销轴及支撑框架连接。全自动车钩结构见图1。

机械钩头主要由钩头壳体、钩锁组件、解钩风缸、风管组件、电动头及其操作装置气动组件和附件等组成。机械钩头主要起列车之间的机械、气路和电路的连接。南

京地铁1号线车辆车钩均采用35型钩头。当两列车连挂时，机械钩头首先进行连挂，然后位于车钩头上部的电钩气缸带动操纵机构开始动作，推动电连接器向前运动与另一列车端车钩电连接器进行对接，从而实现列车之间的牵引线路、控制线路和各种信号线路的连接。列车解钩时，首先解钩风缸动作推动解钩杆实现机械解钩，然后钩头中心销转动使五位二通阀复位，电钩头收回待挂位置。

钩身即缓冲器部分，南京地铁1号线列车车钩缓冲器为气液缓冲器，主要起能量

缓冲作用。钩尾的主要作用是把车钩连接到车体上，用螺栓连接到车体上。钩尾下部设置有橡胶堆，主要起到车钩高度调整和减振作用。钩尾座提升支架受力较大，承载来自整个钩头和钩身的悬臂力，受到冲击载荷较大，因此，在大修时需要对其进行探伤作业。

1.3 气液缓冲器结构及作用原理

气液缓冲器是靠高压氮气和液压油的组合来起缓冲作用的。这种缓冲器在受到较小冲击时也会起到一定的缓冲吸能作用，所以，这种吸能装置在车钩中一般与环弹簧和橡胶关节一起使用。该缓冲器在拉伸方向没有缓冲作用。在压缩方向，当车辆正常运行和连挂时，气液缓冲器可以吸收一定的冲击能量。当发生较高速度的冲击时，气液缓冲器发生较大变形，吸收冲击能量，保护车底架不受破坏。气液缓冲器在受到冲击发挥吸能作用后，可以自动恢复至初始状态，经检查确认没有损坏后可以继续使用，反复发挥吸能作用[2]。

从车钩大修的整体作业过程来看，可分为5部分“分解—清洗、脱漆—检修—组装—试验”。车钩的分解作业，即将车钩分解成单个零部件，其中，车钩体可分

解为缓冲器、缓冲器壳体和橡胶轴承。车钩分解成单个零部件之后，对其进行彻底清洗，其中，对需要进行探伤作业的零部件要进行脱漆作业。车钩的检修过程包括重要部件的探伤、零部件尺寸检测、外观检查以及必换件的更换。车钩的组装是指对检修完成的部件按照先后顺序进行组装的过程。车钩性能试验是车钩大修流程的

最后工序，主要有车钩连挂试验、气密性试验以及各项功能性试验等。

车钩大修必换件主要为橡胶件和磨耗件。橡胶件如橡胶管、密封圈、气液缓冲器密封件等，而磨耗件主要为摩擦衬套。从车钩整体结构看，由机械零部件组装而成，而存在运动的各部件之间通过运动副连接，运动副主要为转动副和移动副。转动副如钩身与钩尾座的销轴连接、钩舌中心销与钩头孔的连接。移动副如电钩头沿着固定杆的前后移动，而这些运动副都为滑动摩擦，其构件孔都为摩擦衬套。而这些摩擦衬套经过10年的反复运动，部分磨损严重。为了防止构件基材的磨损，需要在大修中将其更换。

车钩部件的探伤是车钩大修中的一项重要内容，车钩重要机械部件关系到列车行车安全，需要脱漆探伤。而探伤部件的确定非常关键，一般为受力最大、应力易集中以及易产生疲劳损伤的部件，如钩舌、钩锁连接杆、钩头中心销、卡环、钩头及缓冲器颈部、钩尾框支架等。为了防止车钩疲劳断裂，提高车钩零件的使用寿命及可靠性，除改进生产工艺和减少原始裂纹外，最有效的方法就是对车钩零件实施磁粉探伤检测，及时发现并清除车钩零件的表面裂纹及可能形成裂纹源的其他有害缺陷[3]。

对于有尺寸要求的部件需要进行尺寸测量，如与钩头间隙相关联零部件。车钩钩头间隙很重要，频繁的连挂及润滑不良会导致钩头连挂部件异常磨耗，最终导致连挂间隙过大影响车钩连挂性能。南京地铁1号线列车钩头间隙要求不大于1.4 mm，如测量数据偏大，则需要分解相关部件对其进行测量，将尺寸不合格部件进行更换。图2为南京地铁1号线列车车钩大修的工艺流程。

3.1 车钩体的分解与组装

缓冲器通过安全销和螺母连接安装在钩身壳体中，缓冲器与壳体组装后，其本身存在预压缩力。分解钩身时，需要对钩身进行纵向压缩，压缩力一般大于缓冲器静压缩力，使缓冲器压缩一定行程并将大螺母拆下，最后退去压缩力，拆下安全销并将