17号车钩及其零部件故障简析(1)
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17型车钩钩尾框限位挡裂损原因分析摘要:本文旨在从原因分析的角度,阐述17型车钩钩尾框限位挡裂损情况,勾勒出其可能的原因,并提出相应的解决方案。
关键词: 17型车; 钩钩尾框; 限位挡裂损; 原因分析正文:17型车是一种多用途的运输工具,由于其结构特殊,容易受到各种外力影响而造成损坏,特别是在钩钩尾框限位挡裂损情况上,可能损害到车辆的安全性。
针对该问题,本文从原因分析的角度,阐述其可能原因,包括:1)自身设计缺陷:钩钩尾框太薄,不能承受超出规定力量的影响;2)使用环境:由于钩钩尾框太轻,遇到风力的影响更易造成损伤;3)使用方式不当:如不恰当的安装、使用及维护操作,都会引起损坏。
根据以上原因,为此应采取积极有效措施,保证17型车钩钩尾框限位挡裂损情况的安全性:1)加大厚度:对钩钩尾框整体进行厚度上的提升,以提高其结构强度;2)环境卫生:建立一定的环境卫生、安全条件,减少外力的影响;3)依法使用:在安装、使用和维护17型车时,应遵守国家的法律法规,确保安全性。
综上所述,17型车钩钩尾框限位挡裂损情况可能是由于其自身设计缺陷、使用环境不稳定或使用方式不当引起的,应采取积极措施,加大其厚度,建立一定的环境卫生、安全条件,并确保依法使用,以期保证17型车钩钩尾框限位挡裂损情况的安全性。
为了确保17型车钩钩尾框限位挡裂损情况的安全性,应科学、合理地进行设计。
在设计中要考虑诸多因素,包括使用环境因素、重量受力情况、精密机械部件及材料性能等。
设计时要根据具体情况,合理选择材料,确保设备具有较高的抗静态及动态影响能力。
在安装、使用和维护钩钩尾框时,应制定安全操作规程,建立良好的安全环境,同时仔细检查并经常维护以保障安全性。
如果17型车的钩钩尾框损坏或者出现异常情况,应及时采取措施进行改正,尽量避免出现安全事故。
此外,应定期对车辆的安全性进行测试,以确保17型车的安全性,为行驶人员提供安全保障。
综上所述,17型车钩钩尾框限位挡裂损情况安全问题应认真解决,因此,必须采取科学、正确的方法进行设计,定期进行安全检测,严格按照安装、使用和维护规程进行操作,并及时处理损坏的部件,以确保17型车钩钩尾框限位挡裂损情况的安全性。
浅谈17号车钩常见故障的原因分析及建议作者:石宏来源:《中国科技博览》2017年第14期[摘要]随着C70、P70等70t级货车大量投入运行,在日常运用及定期检修过程中发现的17型车钩故障逐年递增。
此文借助对日常故障的调研与剖析,给出对应的优化举措。
[关键词]17型车钩;日常故障;原因剖析;优化举措中图分类号:TM83 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)14-0245-01一、17号车钩简介为了让大秦铁路的煤炭运输专线能够承载大体积大容量的列车运行,达成不出现摘钩现象,翻车机可以持续的运转和装卸货物的目标,以国务院“八五”关键科技攻关规划与铁道部谋求科技创新理念为指导,在原来铁道部的领导下齐车集团企业从1988年开始进行联锁式旋转车钩(16型车钩)与联锁式固定车钩(17型车钩)及相关钩尾框的研发工作,且于1989年顺利研制成功了第一台样品。
二、17型车钩应用的关键查验项目与办法1.车钩性能的检查。
三态作用、连接轮廓、防跳机能的查验是17型车钩机能查验的核心内容。
(1)连接轮廓的检查.钩体的正面和闭锁部位钩舌的内侧面二者间隔务必小于97毫米(维修)。
查验办法是:将钩舌置于牵引部位,将钩头的正面贴近查验的样板,沿竖直走向样板在标示部位可以让车钩表面通过即视为超限。
(2)三态作用的检查开锁机能的查验办法:将车钩的提杆手柄提起到开锁部位后再将车钩的提杆放下,锁铁自由下落,并逗留在钩舌推铁座锁面上方,这个时候钩舌无法主动开启,依然处于闭锁状态,换句话说,钩舌推铁的座锁台上方停留着锁铁座,然而钩舌的鼻子部位只需用手轻轻拨动,钩舌就可以全部开启。
全开机能的查验办法:以开锁部位为前提,持续摇动车钩的提杆手柄,钩舌就可以主动移动到全部开启的位置。
此时,钩舌鼻子部位和钩腕二者间距最短能够接近219毫米。
闭锁机能查验办法:在钩舌处于闭锁位置时,钩锁的铁须可以不在外力作用下滑落至钩舌底部座锁台之上。
关于货车车钩三态作用的研讨及其故障分析铁路货车的连接或分离由车钩来实现,车钩具有闭锁、开锁、全开三种位置,也就是车钩三态作用。
如果货车车钩三态作用不良,尤其是闭锁不良,将严重影响车辆的使用,极有可能造成列车分离的事故,严重影响铁路安全和生产秩序,因此有必要对货车车钩的三态作用及故障进行分析。
一、车钩三态作用分析(以17型车钩为例)1、闭锁位置车辆连挂后,两个车钩只有处于闭锁位置才能传递牵引力。
在全开位时,将钩舌慢慢地向钩腔内推动,钩锁以自身重量落于钩舌尾部与钩头侧壁之间,此时锁铁处于最低位置,锁铁后侧的后坐锁面坐落在钩舌推铁坐锁面上,钩舌尾部受锁铁阻挡,而锁铁的另一侧受钩腔内壁阻挡,钩舌被锁住不得转动,使钩舌不能张开,车钩处于闭锁位置。
见图1。
图1 车钩闭锁位示意图2、开锁位置两连挂着的车辆欲分开时,应有一个车钩处于开锁位置。
在闭锁位时轻轻提起钩提杆,使锁销离开防脱(跳)位置,将钩锁提起,使钩锁脚支在锁座上,放下钩提杆,钩锁仍未落下,钩舌也未移动,车钩处于开锁位置,此时将钩舌稍稍往外一拉,钩舌须能立即张开。
见图2。
图2 车钩开锁位示意图3、全开位置在车辆彼此连挂之前,应有一个车钩处于全开位置,才能达到自动连挂的目的。
持续扳动钩提杆至极限位置,钩舌绕钩舌销转动打开。
车钩处于全开位置,见图3。
图3 车钩全开位示意图二、车钩三态故障现象1、闭锁不良故障现象:用手轻轻推钩舌时,钩舌能转到完全闭合的位置,但钩锁不能顺利地落到锁定位置。
或钩舌根本不能转动到闭合的位置。
上锁提落下后,上锁提下平面与锁销孔上平面接触不良,形成假落锁。
2、开锁不良故障现象:用手缓慢提起钩提杆时,使闭锁位的钩锁抬高到钩舌尾部以上,然后将钩提杆回转并放松,这时钩锁开锁座锁面不能坐落在钩舌推铁上,上锁提落入上锁销孔。
3、全开不良故障现象:当用手提起钩提杆时,钩舌旋转不易达到全开最大位,需用手搬动钩舌后才能达到全开位。
三、车钩三态故障原因分析1、钩锁接触面及钩舌尾部磨耗后堆焊过多,使钩锁不能落下;防跳部分磨耗失去防跳作用,在运行时收到振动就容易自动开锁。
17型车钩及其配件故障调查与分析摘要针对70t级铁路货车段修作业中发现的车钩缓冲装置多发故障:车钩钩尾销孔裂纹、钩腔内裂纹、钩舌裂纹、钩尾框裂纹等故障的检修情况进行调查与分析,提出设计、制造及检修作业的建议。
关键词车钩缓冲装置;17型车钩1 17型车钩检修情况调查近年来,随着70t级货车大量的投入运行,牵引吨位的不断增大及运行速度的不断提高,17型车钩及其配件逐渐出现裂纹、作用不良等故障,为进一步提高铁路货车车钩缓冲装置配件的检修质量,对17型车钩及其配件的检修情况进行了系统的调查与分析。
2 故障发生部位简介调查发现段修中C70敞车装用的17型车钩及其零部件中车钩钩尾销孔裂纹比例为32%,钩腔裂纹占12.8%,车钩下锁销孔冲击面裂纹占18%,钩舌裂纹占16.7%,,钩尾框裂纹占20.5%。
车钩裂纹部位多发在钩尾销孔内侧中部,裂纹走向与钩销孔轴向平行,故障配件如图1;钩腔裂纹多发在上牵引台及下锁孔冲击面处,故障配件如图2、图3,钩体裂纹多数伴有铸造缺陷;钩舌裂纹多发在钩舌牵引台及S面处,故障配件如图4。
钩尾框裂纹多发在前后端部内侧弯角处及尾框后侧外端,故障配件如图5、图6。
3 故障原因分析3.1 钩尾销孔裂纹原因分析(图1)(1)运用工况分析。
随着列车牵引吨位的不断提升以及长交重载、超偏载的影响,车辆运行时受到各个方向的冲击力不断加大,同时由于线路工况的随机性,使车钩缓冲部分装置的受力情况变得更加复杂,材质疲劳速度加快,从客观上加大了钩尾销孔裂纹故障发生的几率。
(2)车钩的内部缺陷。
作为铸钢配件,少数车钩的内部或表面存在一些缺陷是不可避免的,如气孔、夹渣、缩松等。
铸钢配件如果存在铸造缺陷,势必导致其受力截面的应力不均匀,当冲击力过大时使得铸造缺陷部位出现应力集中现象,从而易导致裂纹的出现,在运用工况变化时造成裂纹的扩展。
(3)钩尾销孔结构分析。
13型车钩钩尾销孔弧面为直线型,多数情况钩尾销与钩尾销孔为线性接触状态,而17型车钩的钩尾销孔牵引弧面采用上下斜面接触的设计结构,这就造成了在多数工况的线性接触时使接触面产生应力集中现象,在牵引弧面受到高度集中应力和交变载荷时容易产生裂纹。
大秦线C80型货车17号车钩裂纹原因分析及应对措施1 大秦线货车运用现状C80 型货车是齐齐哈尔车辆厂为大秦线设计、生产的运煤专用车,自2002年正式上线运行。
钩缓装置采用的是国产化的E级钢联锁式转动车钩和固定车钩(17号车钩),在车钩的强度及抗疲劳方面较转13A型有较大提高,为提高C80车的运行安全起到了关键性的作用,但随着大秦线提速、重载增运要求17号车钩发生裂纹故障机率逐渐增多,在一定程度上已成为行车安全隐患。
在大秦线运用货车中,17 号车钩的装车辆数比例占到85%以上。
因此,对17号车钩裂纹出现的新动向进行调查、分析势在必行。
2 车钩配件裂纹情况调查2006年,段修中发现C80型敞车装用的17号钩体、钩舌裂纹比例分别为64.6%,而2007年检修中,钩体、钩舌裂纹所占比例已上升到65.3%。
车钩裂纹部位在钩尾销孔和钩耳孔处,尾销孔裂纹全部在销孔后部内侧面,裂纹走向与销孔轴线平行,最长裂纹达到45mm。
钩耳孔裂纹多数在下钩耳孔护销处,最长裂纹15mm。
钩体裂纹多数伴有铸造缺陷。
钩舌裂纹部位全部在钩舌内侧面上下弯角及中内处,裂纹最长达40mm。
近期,在进行C80型敞车临修时,又连续发现5件钩舌裂纹故障,其中有3件是经过检修后运行时间均不足1年半出现的裂纹,从17型钩舌在新造装车后第1个段修(全面检查修)期内已有超过60%裂纹的情况来看,绝大部分都将在装车使用4年(2个段修期)内产生裂纹,而在车钩连挂状态下,钩舌裂纹均为非可视部位,列检等部门很难发现。
3 裂纹形成原因分析3.1 大秦线运用车辆受力工况大秦线C80型车在1个定检期内所走行里程是其它线路上车辆走行里程的2倍。
在大秦线长大坡道多、曲线多的运行条件下,C80车由于频繁使用和提速增载,车辆受力较大,钩缓配件的受力还增加了侧向力和扭转力,引起材质疲劳速度加快,再加上运行中不正常的冲撞、超偏载和装卸时碰撞等因素,从客观上增加了裂纹故障的发生率。
铁路货车17型车钩常见故障分析及改进建议摘要:目前,随着我国经济水平的不断提升,对于铁路运输能力的需求也随之增大,同时也对铁路货车的制造与生产提出了更高的要求,因此,如何能够更好地提升生产质量和生产效率是关键。
铁路货车的生产与制造是由多个不同的组件构成,包括车体、转向架、车钩缓冲装置、制动装置和车辆内部设备5个基本部分,其中车钩缓冲装置起到重要的作用。
车钩缓冲装置作为连接车辆的重要组成部分,具备连结、牵引、缓冲的作用,既保证了各车辆之间的距离的同时,还能够有效减轻铁路货车在行进运输过程中所产生的冲击力,从而保证铁路货车在运输过程中的安全性与稳定性。
而目前常用的车钩类型为16、17型车钩。
本文以铁路货车17型车钩常见故障分析及改进建议为题,深入分析17型车钩在使用过程中存在的故障以及提出相应的改进措施,从而保障铁路货车的稳定性、高质量性、以及高效性。
关键词:铁路货车;生产与制造;车钩;17型;常见故障;分析及改进引言:为了满足大秦运煤专用线开行重载列车且不摘钩上翻车机翻转卸货的需要,根据国家“八五”期间的重点科技攻关计划和铁道部科研项目要求,1988年开始联锁式固定车钩(17型车钩)和联锁式旋转车钩(16型车钩)及其附属件的研制,并于1989年完成了样机试制。
可有效提升卸货效率25%以上。
同时鉴于17型车钩具有连挂间隙小、联锁性能好、结构强度高、防跳性能好等优势,以及多年运用表现出的优越性能,我国新造70t及以上货车全部采用了16、17型车钩及其附属件。
一、铁路货车17型车钩的组成及其优势(一)铁路货车17型车钩的组成铁路货车17型车钩采用高强度的材质,是由钩体、钩舌、钩舌推铁、钩舌销、下锁销转轴、下锁销和钩锁等结构组成。
其中包括钩舌、钩舌推铁、钩舌销和钩锁等零部件都与16型车钩的零部件相同。
(二)铁路货车17型车钩的优势17型车钩作为目前铁路货车生产制造中常用的车钩,具备连挂间隙小、联锁和防脱功能、结构强度高、耐磨性好、自动对中功能、良好的防跳性能等优势,以下将对17型车钩的优势进行详细分析。
16型、17型车钩分解、检修1 范围本部分规定了16型、17型车钩的检修技术要求、工艺流程及质量标准。
本部分适用于16型、17型车钩的段修(全面检查修)。
2 规范性引用文件Q/TT xx.xx 钩尾框、钩舌、钩腔内部配件抛丸除锈Q/TT xx.xx 钩尾框、钩舌、钩舌销、钩尾扁销磁粉探伤Q/TT xx.xx 热处理3 工艺装备及材料3.1 装备抛丸除锈机,交直流电焊机,磁粉探伤机,压力机,运输小车等。
3.2 工具砂轮机,手锤,开劈器等。
3.3 量具样板,卡尺,盒尺等。
2.4 材料J606焊条,CHE857LH焊条,石棉被等。
3 技术要求3.1 基本要求3.1.1 根据探伤范围,对钩舌、钩舌销、钩尾销及需要探伤的钩体进行探伤检查。
3.1.2 各配件无裂纹。
3.1.3 各接触部分应涂二硫化钼干性润滑脂。
3.1.4 车钩组装后“三态及防跳”试验合格。
3.1.5 各部配合尺寸符合段修(全面检查修)要求。
3.1.6 钩体、钩舌符合寿命管理要求。
3.2 限度限度(见表1)表1 限度表单位为毫米4 工艺过程4.1 分解4.1.1 拆下钩舌销下端开口销,取出钩舌销、钩舌、推铁、锁铁。
4.1.2 将钩舌、钩腔内配件按《钩尾框、钩舌、钩腔内部配件抛丸除锈》标准进行抛丸除锈。
4.2 探伤4.2.1 钩舌、钩舌销、钩尾销按《钩尾框、钩舌、钩舌销、钩尾扁销磁粉探伤》标准进行湿法探伤,探伤部位裂纹焊修后须复探。
4.2.2 探伤部位:钩舌内侧面及上、下弯角处(见图1),钩舌销,钩尾销外表面(不包括两端)。
4.3 检修钩体4.3.1 钩颈、钩身同一断面横裂纹长度之和大于50mm更换,不大于时焊修。
4.3.2 钩身弯曲大于10mm时,加热调修后按Q/TT xx.xx《热处理》进行热处理或更换。
4.3.3 钩身下平面应焊装磨耗板,材质为27SiMn;原型厚度为6mm,剩余厚度小于3mm 时更换。
4.3.4 钩尾销孔直径磨耗大于2mm时焊修后加工,辗堆时磨平。
17号车钩缓冲装置简介及三态作用故障分析摘要:随着我国铁路运输事业的发展,特别是货车重载,提速技术的进步,货车技术也有了飞速的发展。
17号车钩是我国从1988年起开始研制的重载货车车钩,其具有连挂间隙小(纵向间隙9mm)、结构强度高、连锁性能好及垂向防脱性能高等优点,以及多年运用表现出的优越性能,从2005年起我国新造70t及以上货车全部采用了17号车钩及17号锻造钩尾框。
本文主要对17号车钩缓冲装置进行简单的介绍,并对车钩三态作用中出现的问题进行原因分析。
关键词:17号车钩;缓冲装置;钩尾框;三态作用;分析一铁路货车发展史简介铁路货车是指在我国铁道上用于运送货物和特殊需要在货物列车中使用的单元工具,在国民经济发展中起着重要的作用。
随着我国铁路运输事业的发展,特别是货车重载,提速技术的进步,货车技术也有了飞速的发展。
从1949年新中国成立到2009年初,铁路货车实现了三次大的升级换代。
20世纪50年代末60年代初,货车载重由30t提高到50t,标志着中国铁路货车实现了载重由30t级向50t级的第一次大的升级换代。
20世纪70年代末80年代初,载重60t敞车诞生,标志着中国铁路货车实现了载重由50t级向60t级的第二次大的升级换代。
1998年研制开发了时速120km的转K2型转向架和系列提速货车,开创了中国铁路货车的提速先河。
2003年至2005年C80、C70等新型80t、70t级货车研制成功,标志着中国铁路货车实现了载重由60t级向70t级及以上,时速由70km、80km向120km的第三次大的升级换代。
17号车钩是我国从1988年起开始研制的重载货车车钩(大秦线运煤专线),与16型车钩及配套的钩尾框一起应用在大秦线需翻车机卸货的重载单元列车上,提高卸货率25%以上。
鉴于17号车钩具有连挂间隙小(纵向间隙9mm)、结构强度高、连锁性能好及垂向防脱性能高等优点,以及多年运用表现出的优越性能,从2005年起我国新造70t及以上货车全部采用了17号车钩及17号锻造钩尾框。
17型车钩及其配件故障调查与分析摘要针对70t级铁路货车段修作业中发现的车钩缓冲装置多发故障:车钩钩尾销孔裂纹、钩腔内裂纹、钩舌裂纹、钩尾框裂纹等故障的检修情况进行调查与分析,提出设计、制造及检修作业的建议。
关键词车钩缓冲装置;17型车钩1 17型车钩检修情况调查近年来,随着70t级货车大量的投入运行,牵引吨位的不断增大及运行速度的不断提高,17型车钩及其配件逐渐出现裂纹、作用不良等故障,为进一步提高铁路货车车钩缓冲装置配件的检修质量,对17型车钩及其配件的检修情况进行了系统的调查与分析。
2 故障发生部位简介调查发现段修中C70敞车装用的17型车钩及其零部件中车钩钩尾销孔裂纹比例为32%,钩腔裂纹占12.8%,车钩下锁销孔冲击面裂纹占18%,钩舌裂纹占16.7%,,钩尾框裂纹占20.5%。
车钩裂纹部位多发在钩尾销孔内侧中部,裂纹走向与钩销孔轴向平行,故障配件如图1;钩腔裂纹多发在上牵引台及下锁孔冲击面处,故障配件如图2、图3,钩体裂纹多数伴有铸造缺陷;钩舌裂纹多发在钩舌牵引台及S面处,故障配件如图4。
钩尾框裂纹多发在前后端部内侧弯角处及尾框后侧外端,故障配件如图5、图6。
3 故障原因分析3.1 钩尾销孔裂纹原因分析(图1)(1)运用工况分析。
随着列车牵引吨位的不断提升以及长交重载、超偏载的影响,车辆运行时受到各个方向的冲击力不断加大,同时由于线路工况的随机性,使车钩缓冲部分装置的受力情况变得更加复杂,材质疲劳速度加快,从客观上加大了钩尾销孔裂纹故障发生的几率。
(2)车钩的内部缺陷。
作为铸钢配件,少数车钩的内部或表面存在一些缺陷是不可避免的,如气孔、夹渣、缩松等。
铸钢配件如果存在铸造缺陷,势必导致其受力截面的应力不均匀,当冲击力过大时使得铸造缺陷部位出现应力集中现象,从而易导致裂纹的出现,在运用工况变化时造成裂纹的扩展。
(3)钩尾销孔结构分析。
13型车钩钩尾销孔弧面为直线型,多数情况钩尾销与钩尾销孔为线性接触状态,而17型车钩的钩尾销孔牵引弧面采用上下斜面接触的设计结构,这就造成了在多数工况的线性接触时使接触面产生应力集中现象,在牵引弧面受到高度集中应力和交变载荷时容易产生裂纹。
关于C70A型车辆装用17型车钩常见故障浅析太铁安监办机辆验收室于泽慧2014年3月25日内容提要:17型车钩是我国从1988年起开始研制的重载货车车钩,从2005年起我国新造70 t 级及以上货车全部采用了17型车钩及17型铸造或锻造钩尾框。
随着70 t级及以上货车的大量使用,在检修过程中发现的17型车钩故障逐年递增。
神木北车辆段年段修任务约为8200辆,其中C70A车辆为4500辆,在检修中经常发现17型车钩的故障。
本文通过对这些故障情况的调查及分析,提出相应的改进建议。
16、17号车钩系统是为了适应大秦线运煤专列实现不摘钩进行翻车机卸货而设计的产品,具有连挂间隙小、结构强度高、联锁性能好及垂向防脱性能高等优点。
其中16号车钩为转动车钩,17号车钩为非转动车钩,配套装用16、17号车钩的单元列车可以按照预定计划在卸货台位之间运行,不用分解列车,即不需摘钩和摘解空气制动软管,就可以在转动翻车机上翻卸货物,保证了车辆连续运转,可提高卸货效率25%以上。
17型车钩是我国从1988年起开始研制的重载货车车钩,从2005年起我国新造70 t级及以上货车全部采用了17型车钩及17型铸造或锻造钩尾框。
随着70 t级及以上货车的大量使用,在检修过程中发现的17型车钩故障逐年递增。
神木北车辆段年段修任务约为8200辆,其中C70A车辆为4500辆,在检修中经常发现17型车钩的故障。
本文通过对这些故障情况的调查及分析,提出相应的改进建议。
一、17型车钩组成及主要特点17型车钩由钩体、钩舌、锁铁组成、钩舌推铁、钩舌销、下锁销组成和下锁销转轴等组成(图1),车钩铸件均采用E级铸钢制造,其中钩舌、锁铁组成、钩舌推铁、钩舌销和下锁销均采用16型车钩零部件。
主要特点:1、车钩的连挂间隙小。
17型车钩的连挂间隙为9.5mm,比13号车钩减少了52%,从而可降低列车的纵向冲动,改善列车的动力学性能,提高铁路货运的安全可靠性,延长车辆使用寿命。
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。
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。
图1上锁销2.为了防止在车辆运行时,钩锁铁因车辆运行时的剧烈振动(由车辆加速、制动和轨道不平顺等原因造成)而自动跳起造成脱钩的事故,17号车钩设有防跳装置。
对于上作用式车钩,如图2所示,上锁销的下部销钉沿着上锁销杆的弯孔滑下,致使上锁销下部弯钩及上锁销杆顶部倒入钩腔防跳台下方。
这样,钩锁铁虽受到振动,但因上锁销杆顶部被钩头内的防跳台所阻挡而无法弹出,起到了防跳作用。
应当看到,该防跳作用的实现依赖于车钩组件间的相互配合。
然而,由于车钩组件均为铸造件,不同厂家甚至不同批次制造出来的零件都存在着较大的尺寸偏差,以及长期使用导致了零件的磨损,致使各组件不能很好地配合,防跳失效现象经常发生。
同时,车钩在运行过程中由于运行状况发生改变而产生了各部件间的碰撞,使得车钩内的钩锁铁、上锁销和上锁销杆产生剧烈的纵向和垂向振动,当上锁销下部弯钩及上锁销杆顶部因纵向振动而从钩腔防跳台下摆出时,钩锁铁、上锁销杆和上锁销就会在垂向振动时一起跳起,使得钩腔防跳台起不到防跳作用。
当钩锁铁完全脱离钩锁承台弹跳到一定高度时,它就无法限制钩舌的转动了,脱钩就成为了必然。
3.图2 17号上作用式车钩原结构2.1.2改善防跳性能的途径及方法图3 17号上作用式车钩改进结构改善防跳性能有两种途径:一种途径是根据运用要求,设计出结构更合理的新型车钩,另一种途径是保持现用车钩的主体结构,通过局部结构的改进,提高防跳性能。
显然,后一种途径会大大缩短设计周期,降低设计成本,但它还可能会继承原有结构的潜在缺陷。
考虑到17号车钩的运用状况,本文选择了后一种途径,因为这样不会产生新老类型车钩之间互换困难的问题,增大了使用的范围和灵活性,可以在保证实现设计目标的前提下降低设计周期和改造成本。
根据三杆直立不稳定的原理,大连交通大学课题组设计出了三连件防跳装置,它通过有效约束钩锁铁弹跳高度来实现防跳的目的,如图3所示。
它由上锁销杆、上锁销和上锁提三个零件连接而成,替换原有的上锁销和上锁销杆,在不改变现有17号上作用式车钩的钩腔、钩舌、钩锁铁几何形状和尺寸限度的前提下,充分利用钩腔内的空间,依靠构件特殊的几何形状,在其自身重力作用下,自由下落形成反“Z”形结构,与钩锁铁共同作用,实现两级防跳。
正常情况下,车钩在受到冲击振动时,上锁提和上锁销共同作用,达到限制上锁销杆纵向运动幅度的目的,使得上锁销杆顶部始终处于钩腔防跳台下方,上锁销杆及钩锁铁垂向运动的幅度就得到了有效的控制,钩锁铁无法完全脱离锁铁承台,从而实现防跳的目的,此为一级防跳,与原防跳装置原理基本相同,但因为结构得到了改进,安全系数己经明显地提高了。
二级防跳的实现是应用在非正常情况下,即车钩各零件因磨损或铸造误差而出现较大的尺寸偏差时,由于各零件的配合有了较大的间隙,上锁提和上锁销共同作用,有效地限制上锁销杆的纵向运动幅度,使得上锁销杆顶部从钩头内腔的防跳台下方摆出后,能随时回归到原位。
这种情况下,对原防跳装置来说防跳功能己经完全失效,随时会发生脱钩的事故。
但对三连件防跳装置来说,由于其独特的结构,防跳功能仍能实现。
此时,车钩继续受纵向和垂向冲击振动,上锁提和上锁销的连接部位将会与钩腔顶孔的前沿发生碰撞,使得上锁销因反弹而将上锁销杆回推到钩腔的防跳台下,重新恢复一级防跳的功能。
这样就可以完全防止车钩自然分离现象的发生了。
2.1.4改进防跳装置(三连件)的主要特点该17号上作用式车钩防跳装置结构简单,在车辆连挂和分解时操作方便,在检修时便于维修。
主要特点是:(1)不改变现用的车钩装置的结构和作用原理,防跳性能在现有的防跳锁的基础上有较大的提高;(2)不改变车站调车作业中车钩分解与连挂作业习惯;(3)符合《铁路技术管理规则》、《铁路货车厂、段修规程》要求;(4)不改变现有的车钩钩腔、钩舌、钩锁铁等其他配件的几何形状和尺寸限度;(5)不改变车钩检修的作业习惯;(6)防跳性能对钩腔内各配件磨损和尺寸偏差的敏感性小;(7)改造过程简单,可以在较短的时间内完成改装任务,适合在全路大批量改造,只需在车辆检修时将现用的上锁销和上锁销杆按要求换下即可。
根据以上设计方案生产的防跳装置经装车运行试验证明,该防跳装置的防跳作用达到了理论设计预想。
17号上作用式车钩安装该防跳装置,可大大提高防止自然分离的能力,充分发挥其分解、连挂、检修简单,牵引力大,实用性强的特点,且投资少,见效快,改造方便。
2.2引起车钩自动分离的其它原因及预防措施2.2.1车钩闭锁作用不良1.原因分析车钩各部位变形与综合磨耗尺寸过限,使车辆行驶在曲线区段时闭锁作用不良,两车钩相互转动而脱开,是导致货车车钩自动分离的原因之一。
“假落锁”是造成车钩因闭锁作用不良而分离的最直接、最关键的原因之一假落锁是指车钩处于闭锁位置,钩锁铁虽己经落下挡住钩舌,但上锁销未充分落下,上锁销与车钩锁孔部有间隙,上锁销杆与车钩防跳台未处于防跳状态,此时用锁铁托具托起钩锁铁,钩锁铁向上移动,没有防跳作用。