城軌車輛車鉤緩沖裝置故障分析及處理

楊興光

◆摘? 要：車鉤緩沖裝置是城軌車輛結構中最基礎的部件之一。本文對目前城軌車輛實際使用的車鉤緩沖裝置的分類和結構進行概述，分析了鉤緩裝置常見故障，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，為城軌車輛安全可靠運營提供保障。

◆關鍵詞：車鉤緩沖裝置;裂紋;緩沖器;鉤尾框;故障

1 引言

城軌車輛在實際運營過程中，都是由幾輛車通過車鉤緩沖裝置進行連接并組成相對固定編組的動車組形式來運行。車鉤緩沖裝置是城軌車輛最基本的組成部件之一，其主要結構有車鉤和緩沖器兩大部分。車鉤緩沖裝置安裝于車輛底架上，通過車鉤和緩沖器將各車輛連掛在一起，使車輛與車輛間保持一定距離，并傳遞牽引力、制動力以及緩和車輛在運行過程中或在調(diào)車作業(yè)過程中產(chǎn)生的縱向沖動，同時緩沖器還能提高車輛運行平穩(wěn)性，保證車輛在高速運行狀態(tài)下發(fā)生意外碰撞時吸收巨大沖擊能量，從而保證車輛不受嚴重損壞。

車鉤緩沖裝置的結構性能，在很大程度上影響著列車運行的平穩(wěn)性和安全性，鉤緩裝置發(fā)生故障可能會出現(xiàn)車鉤斷裂、車輛縱向沖擊力過大，甚至造成車輛脫軌等嚴重事故，影響車輛安全運營。因此，對車鉤緩沖裝置常見故障進行分析處理，從而保證車鉤緩沖裝置安全工作，對城市軌道交通安全正點運行具有重大意義。

2 車鉤分類

根據(jù)城軌車輛連掛特點，車鉤緩沖裝置采用全自動車鉤、半自動車鉤和半永久牽引桿三種類型的密接式車鉤。

全自動車鉤安裝在電動列車組前后兩端部，其主要組成有車鉤鉤頭（凸錐和凹錐孔）、橡膠緩沖器、電氣連接器、風管連接器和氣動解鉤系統(tǒng)。在車輛連掛時，全自動車鉤的機械、風路和電路系統(tǒng)都能自動連接;在車輛解鉤時，司機可通過按鈕操縱控制解鉤閥實現(xiàn)自動解鉤，也可通過人工操作扳動解鉤桿，將鉤舌轉到開鎖位置實現(xiàn)手動解鉤。

半自動車鉤主要用于兩編組單元車輛之間的連掛。由于同一單元車輛客室間安裝有貫通道裝置便于乘客通行，因此半自動車鉤相比全自動車鉤在結構上設有貫通到支撐座，用于車輛運行過程中和解鉤后支撐貫通道。半自動車鉤與全自動車鉤結構部件、連掛方式和鎖閉方式基本相同。不同之處在于半自動車鉤的機械、風路系統(tǒng)可實現(xiàn)自動連接，電氣系統(tǒng)則需要手動連接。

半永久牽引桿用于城軌車輛間同一單元的內(nèi)部編組，其主要結構有連接座、橡膠緩沖器、牽引桿、磨耗板、十字頭和車鉤托梁。半永久牽引桿是將兩車車鉤連接方式改為牽引桿連接，取消風路和電路連接，且只能依靠人工手動操縱進行機械、氣路和電路連接，且同一單元車輛在運行過程中一般不需要分解，通常只在維修時進行分解。

3 車鉤常見故障分析及處理

3.1 鉤體裂紋故障

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

針對鉤體裂紋故障應采取有效、合理的處理措施。對于車鉤鉤身裂紋斷面長度進行跟蹤測試，當裂紋斷面長度小于50mm時，對裂紋斷面處進行焊接維修，若裂紋長度超出該數(shù)值需及時更換。對于車鉤鉤耳裂紋長度，以壁高距離為依據(jù)，當裂紋斷面長度小于一半壁高時，對裂紋斷面處進行焊接維修。對于車鉤鉤尾銷孔，當裂紋斷面長度小于銷孔到邊側及端部間距離一半時，對裂紋斷面處進行焊接維修。

3.2鉤尾框故障

鉤尾框最為常見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孔周圍處。由于車鉤緩沖裝置結構特性，車輛在運行過程中，鉤尾框部位承受較大縱向沖擊力，使鉤尾框結構破壞或使鉤尾框長時間磨損產(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、雜質并促使裂紋產(chǎn)生。

針對鉤尾框裂紋故障，鑄鋼材質結構產(chǎn)生的裂紋斷面要進行焊接維修，若鉤尾框尾部拐角處產(chǎn)生橫向裂紋，且裂紋斷面長度大于一半時，則需進行更換。城軌車輛車鉤緩沖裝置還需在鉤尾框后部安裝相應圓弧，圓弧的尺寸必須符合相關標準，并對鉤尾框后面結構中的墊板進行分解式檢查，并對內(nèi)部的螺栓與組裝部件進行穩(wěn)固。

3.3緩沖器故障

緩沖器是緩和車輛運行過程中產(chǎn)生振動與沖擊的重要部件，也是城軌車輛車鉤緩沖裝置穩(wěn)定與安全的重要基礎保障。緩沖器常見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高或過低所致。當緩沖器受到較大縱向沖擊力時，內(nèi)、外環(huán)彈簧間會發(fā)生擠壓現(xiàn)象，且在錐形斜面不斷產(chǎn)生摩擦，導致環(huán)彈簧圓錐面出現(xiàn)嚴重磨損，進而導致內(nèi)環(huán)及外環(huán)彈簧與彈簧蓋上產(chǎn)生裂紋。

針對車鉤緩沖器故障，車輛檢修人員應充分掌握緩沖裝置結構，將緩沖器分解進行全面檢查，仔細清理其內(nèi)部與表面油污，如發(fā)現(xiàn)其環(huán)裝彈簧出現(xiàn)表面裂紋時應及時更換。當彈簧底端與頂端彎角處裂紋長度小于80mm時，對斷面裂紋進行焊接維修，若裂紋長度超過該值，則需進行更換。

4 結論

城軌車輛車鉤緩沖裝置對地鐵安全穩(wěn)定運行起著至關重要的作用。本文根據(jù)城軌車輛的實際運行情況，分析車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故障并給出故障處理建議，為延長鉤緩裝置使用年限，預防車鉤故障的發(fā)生和減少車鉤緩沖裝置故障率，保證列車安全平穩(wěn)高效運行提供依據(jù)。

參考文獻

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