關于17型車鉤支撐座卡滯故障的分析研究

劉瑞雪,鄭和平

(1.中國鐵路濟南局集團有限公司 濟南西車輛段,山東 濟南 250000;2.中車齊齊哈爾車輛有限公司 大連研發中心,遼寧 大連 116052)

近年來,隨著新技術、新裝備的投入應用,鐵路貨車在速度、密度、載重量方面進行了提升,大大提高了貨物裝載能力和運輸效率,然而部分鑄造配件的制造質量和裝配質量存在隱患,影響了鐵路貨車運輸效率的提高,為了有效防范由此產生的安全隱患,針對17型車鉤支撐座卡滯故障,進行了專題調研、分析。

1 問題提出

近年來,隨著70 t級貨車保有量逐漸增加,17型車鉤在運用中互鉤差超限故障越來越多。2019年3月至2021年10月,中國鐵路濟南局集團有限公司(以下簡稱“濟南局”)管內因17型車鉤卡滯造成的甩車扣修故障有9件,分別是:2019年3月28日X9606次司機發現機后第1位車輛互鉤差超限,甩車處理;2019年4月18日68123次開車準備時,機后第2位車輛C70E1715682(重車)互鉤差過限,扣修處理;2020年1月18日42292次車互鉤差過限;2020年3月13日B26504次車輛互鉤差過限;2020年6月24日29165次車輛互鉤差過限,調整處理后放行;2020年9月20日45155次司機發現機后第1位C701595292車輛互鉤差過限,甩車處理;2020年11月3日47050次司機發現機后第1位車輛C70E1750657車鉤互鉤差過限,甩車處理;2020年12月6日45174次司機發現機后第1位C701598321車輛互鉤差過限,甩車處理;2021年10月21日29171次司機發現機后第1位C701599846車輛互鉤差過限,甩車處理。

2 調研分析

2.1 現場調研

2019年4月18日,運用車間接到68123次機后第2位車輛C70E1715682(重車)互鉤差過限信息后,進行了現場檢查,測量2位端車鉤高度795 mm,低于重車運用限度815 mm的要求[1],現場無法調整,扣修處理。

2.2 入站修檢查

2.2.1 現車測量

2019年4月28日,故障車輛入站修檢修庫,對現車車鉤進行了檢查、測量,2位端現車車鉤高度仍為795 mm,如圖1所示。

圖1 車鉤尺寸測量

2.2.2 外觀檢查

(1) 車鉤支撐座磨耗板無丟失,支撐座外側與沖擊座內腔有局部接觸,如圖2所示。

圖2 支撐座外側與沖擊座內腔局部接觸

(2) 利用撬棍對車鉤進行下壓后,車鉤支撐座無法自動復位。由此初步確定造成車鉤鉤高偏低的原因是支撐座卡滯導致車鉤低頭無法復位,從而造成互鉤差超限。

2.2.3 分解檢查

對2位端車鉤及緩沖裝置進行了分解,分解支撐座螺栓,取出支撐座及支撐彈簧。

2.2.3.1部件外觀檢查

沖擊座內腔兩側磨耗板無翹起和變形,內腔磨耗板與支撐座接觸面有明顯的摩擦痕跡,如圖3、圖4所示。

圖3 磨耗板狀態

圖4 支撐座與磨耗板接觸狀態

2.2.3.2沖擊座內腔

(1) 沖擊座內腔非磨耗板處距離最小為94.8 mm,最大為96.2 mm,由此可看出內腔最小寬度尺寸略小于圖紙95.4 mm下限尺寸(名義尺寸(97±1.6) mm) ,如圖5所示。

圖5 沖擊座內腔非磨耗板處距離檢測

(2) 內腔磨耗板處距離最小為87.3 mm,最大為87.5 mm,內腔磨耗板處最小距離超出圖紙最小89.4 mm(支撐座內腔前后磨耗板厚度分別為3 mm,經計算內腔磨耗板處名義尺寸為(91±1.6) mm)的規定,如圖6所示。

圖6 沖擊座磨耗板處距離檢測

(3) 測量沖擊座磨耗板,前磨耗板厚度為3.8 mm,后磨耗板厚度為3.7 mm,均超出原型厚度3 mm的要求。

2.2.3.3車鉤支撐座

(1) 支撐座內部寬度最小為61.4 mm,最大為62.1 mm ,內部寬度符合圖紙尺寸(62±1.4) mm,如圖7所示。

圖7 支撐座內部寬度檢測

(2) 支撐座前側厚度最小為11.4 mm,最大為12.1 mm;后側厚度最小為12.1 mm,最大為12.2 mm,不符合圖紙尺寸(11±1.1) mm,如圖8所示。

圖8 支撐座壁厚檢測

(3) 支撐座外部寬度最小為85.3 mm,最大為86.2 mm,如圖9所示。符合名義尺寸(84±3.6) mm (計算所得)。

2.2.3.4鉤尾框擋板

無丟失和變形,如圖10所示。

圖10 鉤尾框擋板檢測

3 車鉤支撐座卡滯原因分析

3.1 沖擊座和車鉤支撐座理論間隙

3.1.1 名義間隙

通過沖擊座與車鉤支撐座組裝位置確定理論名義間隙共計為7 mm,前部間隙為3.5 mm,后部間隙為3.5 mm(圖11)。

圖11 車鉤沖擊座和車鉤支撐座裝配圖

3.1.2 最小間隙和最大間隙

(1) 沖擊座內腔名義尺寸為97 mm,未注公差為±1.6 mm,因此,沖擊座內腔最小尺寸為95.4 mm,最大尺寸為98.6 mm;

(2) 前后磨耗板厚度分別為3 mm;

(3) 車鉤支撐座內寬名義尺寸為62 mm,未注公差為±1.4 mm,前后側厚度分別為11 mm,未注公差為±1.1 mm。因此,車鉤支撐座外寬最小尺寸為80.4 mm,外寬最大尺寸為87.6 mm。

沖擊座內腔與車鉤支撐座的理論最小間隙共計為1.8 mm,理論最大間隙共計為12.2 mm。

3.2 現場實測組裝間隙

3.2.1 沖擊座內腔

根據現場車鉤分解檢查可知,沖擊座內腔磨耗板處寬度距離最小為87.3 mm,嚴重超出名義最小尺寸89.4 mm。

3.2.2 車鉤支撐座

根據現場車輛分解檢查可知,車鉤支撐座外部寬度最小為85.3 mm,最大為86.2 mm,符合名義尺寸(84±3.6) mm ,偏于上差。

3.3 車鉤支撐座卡滯原因分析

綜上可知,由于沖擊座內腔寬度及磨耗板厚度超差,沖擊座與車鉤支撐座組裝后間隙僅為1.1 mm,間隙不足,造成支撐彈簧壓縮后,在車輛前后沖擊下,支撐座在沖擊座內腔卡滯無法復位,引起車鉤鉤頭下垂,車鉤鉤高超限。

4 解決措施

(1) 建議磨耗板、沖擊座、車鉤支撐座生產單位要加強生產控制,對相關尺寸進行重點檢查,杜絕發生類似零件超差現象。

(2) 針對新造車輛、檢修車輛、運用車輛采取以下措施:

應加強新造車輛該部位各相關零部件關鍵尺寸控制和檢測,保證所有零件尺寸及配合間隙合格。

在車輛檢修過程中,各車輛段要提高車鉤檢修質量。檢修車間嚴格執行檢修工藝要求,對車鉤支撐座與沖擊座進行卡滯檢查,發現異常,重點檢查沖擊座內腔寬度尺寸及磨耗板厚度,可通過更換合格零件或選裝車鉤支撐座保證間隙,組裝時摩擦部位涂抹二硫化鉬,確保車鉤檢修質量可靠。

在車輛運用過程中,應重點檢查互鉤差,發現異常對較低車鉤測量確認,低于運用限度的扣車入站修分解檢查,測量支撐座、支撐座腔、支撐座磨耗板各部位尺寸,查找原因,消除故障。對于沖擊座內腔較小的車輛可通過更換厚度為2 mm磨耗板保證沖擊座與車鉤支撐座的間隙。