浅谈车钩钩耳及钩尾框裂纹产生原因及对策

杨鹏英

前言

通过对车钩钩耳及钩尾框裂纹产生原因的分析，提出加强车钩检修质量的措施，降低货车运用典型故障。

一、问题的提出

随着铁路货车全面重载和提速，车钩裂损故障的频发，大大增加铁路货车的临修率，影响了货车正常运用秩序。大准铁路货车运用的典型故障反馈率大增，通过数据分析，车钩典型故障反馈率高，严重地影响了段修货车运用的典型故障反馈率。车钩典型故障反馈率主要是钩头裂损和钩尾框裂损，钩头裂纹主要发生在钩耳部位，钩尾框裂纹主要发生在框身部位。下面我就车钩钩耳裂纹和钩尾框框身裂纹这两种发生率高对行车安全危害较大的故障产生的原因进行分析。

二、原因分析及采取措施

（一）车钩钩耳裂纹产生原因及应采取的措施

1、车钩钩耳孔衬套丢失或磨耗超限是车钩钩耳裂纹产生的原因之一。

车钩钩耳孔衬套丢失或磨耗超限，使钩舌销与钩耳孔间隙超限，减弱钩舌销定位精度，加大钩舌与钩腔内部间隙，使钩舌不处于水平位置。在车辆运行中钩舌销受力致使钩耳孔受力大增，在受到牵引、冲击力时，易使钩耳产生裂纹。同时，钩耳孔衬套丢失镶套，不合理的镶套压力以及衬套与孔的过盈量过大，使钩耳孔内部产生强大内应力，运用中加大了钩耳产生裂纹的可能性；若衬套与孔的过盈量过小，又易使衬套产生松动而丢失。

实际工作中存在工作者镶套时随机取套，臆测衬套与孔的过盈量的做法，影响车钩钩耳的镶套质量。8月份中旬就有一套车钩因衬套选配不当，镶套时导致钩耳孔裂纹3处，长度大于15mm而报废。

因此，在检修时应采取以下措施来保证车钩钩耳衬套镶套质量。

1）严格执行段修规定，车钩钩耳孔衬套丢失、松动、裂损、磨耗超限时进行换套处理；2）车钩钩耳孔磨耗超限时堆焊后加工，钩耳孔变形、影响镶套时调修；3）更换衬套时，尽量采用液压机退套，避免人工氧炔割套伤及车钩钩耳本体；4）镶套时，严格执行镶套工艺标准，钢衬套与孔结合处涂抹沿油，使用游标卡尺测量钩耳孔径与衬套直径，保证钢衬套与孔的过盈量在0.05～0.1mm之间；5）镶套后仔细检查钩耳，发现裂纹及时处理。

2、车钩组装后纵向间隙不合理，也是车钩钩耳裂纹产生的原因之一。

车钩组装后的纵向间隙主要有：车钩牵引（冲击）台与钩舌牵引（冲击）台的间隙，车钩钩舌护销突缘与钩耳间的间隙，钩舌销与钩耳孔的间隙。三者的关系应按照车钩设计原理，车辆的牵引冲击力主要依靠牵引冲击台来传递，当牵引冲击台磨耗后，车钩钩耳、钩舌护销突缘、牵引冲击台共同承担牵引（冲击）力，再磨耗后钩舌销、钩耳、护销突缘、牵引冲击台共同受力。车钩纵向间隙不合理，直接影响车钩连挂时各受力点力的合理分配，使钩耳受力加大，易发生裂纹。

实际工作中组装车钩时，工作者主要是保证车钩三态、锁铁移动量、开闭锁位等的间隙合格，往往忽略了车钩组装后的纵向间隙。对此，分析导致车钩纵向间隙不合理的原因有：

1）车钩使用年限长（普通钢20年，C、E级钢25年），钩腔内与锁铁、钩舌配合处磨损严重，检修时未施行焊修或焊修未恢复原型；2）钩舌牵引台、锁面、锁铁等配件磨耗后未加工或加工未恢复原型；3）钩舌、钩腔内部配件选配不当。

因而，针对于车钩组装时纵向间隙的不合理，检修中应采取以下措施：

1）严格加修工艺，对钩腔内磨耗面进行焊修，并加工或磨修恢复原型尺寸。2）對配件严格把关，钩舌牵引圆弧、锁铁等配件磨耗后加修恢复原型，进行检测，防止不合格者装车使用。3）车钩三态试验时，手工检查钩舌向外牵引状态下的三个间隙，闭锁位时用手扳紧钩舌检查，钩舌销应能自由转动；手工检查冲击状态下三个间隙，锁位时向里推压钩舌，钩舌冲击台与车钩冲击台应紧密接触；车钩纵向间隙不符合时应重新选配钩舌与钩腔内配件。

3、车钩钩舌锁面与钩锁铁间横向间隙大，也是车钩钩耳裂纹产生原因之一。

车钩钩舌锁面与钩锁铁间横向间隙大加剧了车辆运行中钩腔与各配件的磨耗，使各配件上下、左右间隙进一步增大，当车辆在牵引或冲击的瞬间，车钩各部受力大增，加大钩耳裂纹的可能性。因段规中未对车钩组装时横向间隙作出明确规定，是车钩检修时的一处盲区。应制定在段修时切实可行的检测横向间隙的技术标准及限度。新造13号车钩，钩舌锁面与钩锁铁横向间隙不大于6.5mm，在段修中也可以使用6.5mm这一限度。因此，在车钩组装时，要检测车钩横向间隙，对于间隙过大者，重新选配钩舌与钩腔内配件。

4、车钩钩耳裂纹焊修质量差，造成焊修后再次开裂，是车钩钩耳裂纹产生的重要原因。

2015年三季度车钩钩耳裂纹中有16处裂纹属于钩耳原焊修后的焊波位置，是钩耳裂纹焊修后复裂，在车钩钩耳裂纹中占有很大的比例。对钩耳裂纹焊修后复裂原因进行分析，认为工作者焊修时出现的几种情况，是钩耳焊后复裂的重要原因：

1）焊修前，未对焊接部位进行预热，导致焊接部位产生较大的残余应力。2）焊修时没有清除表面锈层及灰尘，致使焊修时产生夹渣、气孔、咬边及未焊透，降低焊接部位强度。3）焊修时没有消除原裂纹，而是直接进行焊修。4）焊修时未采用与被焊件相符的焊条，且焊接电流过大，将钩耳本体溶化，形成焊疤，削弱钩耳的强度。5）焊修后未进行热处理。

因此，要提高钩耳焊修质量，减少焊后复裂的发生，检修时应采取以下措施：

1）严格执行焊修工艺标准，焊前预热，温度至200℃～300℃，范围超出焊接面积，宽度大于焊缝深度的3倍。2）焊修时，清除表面锈层、灰尘，对裂纹部位开坡口，消除原裂纹，坡口应为V型或U型，角度为60±5°。3）车钩是铸钢件，焊修时我段采用J506焊条焊修，经烘干处理，焊条直径Φ4mm，焊接电流为150～190A。4）焊修后进行热处理，对裂纹焊修处四周50mm范围内加热到850～900℃，加盖石棉等保温材料，保温1h以上，后缓冷至室温。5）焊修后打磨圆滑。

（二）钩尾框框身裂纹产生的原因及应采取的措施

1、钩尾框框身变形是造成框身裂纹的原因之一

尾框框身发生变形后破坏了尾框的正常工作条件，尾框的受力情况也发生变化，导致应力急剧上升，又因为裂纹发生的起始处大都是应力集中的所在，钩尾框框身又是承受车辆纵向牵引、冲击力最大的部位。因而在低温冲击或超载等的不利条件下，框身容易发生裂纹。

工作中，经常发现钩尾框框身变形，大多都是13号钩尾框，使用年限超过15年，尾框框身存在不同程度的磨耗，特别是在框身焊装磨耗板部位。原因是老段规对段修时框身磨耗板的有无及焊接要求规定不明确，造成磨耗板大量丢失，框身与车钩托梁直接接触发生磨耗。框身磨耗后，厚度变薄，强度变弱，容易发生变形。

因此，在检修时应采取以下措施：

1）按工艺规定使用样板检测钩尾框框身厚度，上下框身间距离、框身弯曲、上下扁销孔距离。框身一侧弯曲大于3mm时调修，各部位磨耗超限时按规定堆焊后磨平。2）严格执行新段规要求，钩尾框框身磨耗板丢失时补装。磨耗板与框身焊接时两侧五段段焊，焊波长30mm。

2、钩尾框框身内侧面前后弯角处磨耗超限后经多次堆焊或焊修不规范也是框身裂纹产生的原因之一。

钩尾框框身前后弯角处是框身的应力集中部位，也是裂纹的多发部位，检修时发现的裂纹多在此处；同时，又因为它是车钩组装后前后从板所处的位置，框身与从板发生磨擦，极易产生磨耗，而需堆焊甚至是多次堆焊加修。因框身焊修后在空气中自然冷却，与环境温差大，焊波内部易产生内应力，同时多次堆焊后，使材料的韧性降低，脆性加大，在受到纵向牵引、冲击力时更容易产生裂纹。

2015年5月3日丹洲营列检发现XF155次列车，机后53位C62AK930220后钩（2位）钩尾框折断。2015年5月12日，京隆电厂爱车点职工发现C62AK0472028后钩（2位）钩尾框折断，2处断面均为距钩尾框扁销孔内边缘140mm，正处于钩尾框前弯角处。

实际工件中，有时存在焊接时焊条材质与被焊材不符，或焊接电流大的现象这都将降低堆焊质量，影响钩尾框的检修质量。

对此，检修时应采取以下措施：

1）应采用与钩尾框铸钢件相对应的等强度焊条。我段采用J506焊条，直径选用3.2mm，焊接電流为90～130A，堆焊后，立即用石棉毡覆盖，缓冷至室温后再打磨平整。2）建议加快2#缓冲器的淘汰，尽可能的减少后从板对钩尾框框身后弯角处的磨耗。3）建议设计一种夹子式磨耗板，并且折卸方便，安装在钩尾框内侧面前后弯角处，可尽量避免此部位的磨耗。

3、钩尾框存在的铸造缺陷，造成钩尾框极限强度的降低，是框身产生裂纹的重要原因之一。

2015年3月24日，我段点岱沟列检发现3101次列车机后47位C64-4862982-2位钩尾框折断，折断部位是钩尾框后弯角处，上片全为新痕，下片框身旧痕处有几处夹渣铸造缺陷。

因此，检修时

1）要仔细检查钩尾框框身是否有铸造缺陷，特别是前后弯角处；2）钩尾框弯角处铸造缺陷深度和长度按裂纹处理；3）缺陷焊修时，严格按照裂纹焊修方法操作。

4、钩尾框框身裂纹后焊修质量差，会造成运用中框身裂纹焊修处再次开裂。

钩尾框是车钩承受车辆纵向牵引、冲击力的最大受力部件，框身裂纹后，应严格按规定进行焊修，焊修前未进行预热、没有消除原裂纹或未采用与被焊件相符的焊条及焊接电流、焊后未进行热处理都将影响焊接质量，造成裂纹焊修后再次开裂。

钩尾框框身裂纹的焊修要求及标准相同于车钩钩耳裂纹的焊修要求及标准。

影响车钩裂损产生的原因还有很多，除了检修方面的原因，还有运用方面的原因；因此要有效的降低运用货车临修率，还需要全路车辆工作人员的共同努力。车钩段修时，只有严格执行段规要求，按规定检修，才能不断提高车钩质量，降低车钩运用临修率，保证行车安全。

（作者单位：大准铁路公司车辆段）