关于大秦线配属C系列型敞车装用的、型车钩裂纹故障原因分析及建议

李伟

【摘 要】目前16型车钩、17型车钩及配套钩尾框已经装用在C63型、C76型及C80型系列不摘钩进行翻车机卸货的货车上。在运用中保证了车辆的连续运转，提高卸货效率25%以上。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，多年来运用表现出优良的性能，但是在检修过程中发现了大量的车钩裂纹故障，因此对C80系列型敞车装用的16、17型车钩在检修时发现的裂纹故障进行统计，并对裂纹故障发生的原因进行了分析，并提出了建议。

【关键词】结构简介；故障统计；原因分析；建议

0 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连续翻转卸货的需要，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，在铁道部的组织下齐车集团公司与1988年起开展了联锁式固定车钩（17型车钩）和联锁式旋转车钩（16型车钩）及配套钩尾框的研制，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。

根据《铁路货车厂修规程》、《铁路货车段修规程》规定，货车厂、段修时车钩须进行检修。

1 16、17型车钩结构简介

16、17型车钩由车钩钩体、钩舌、钩舌推铁、钩舌销、锁铁组成、下锁销转轴和下锁销组成等零部件组成。

2 检修裂纹故障统计

据统计，2016年1月-2017年2月，湖东车辆段厂段修共计检修的22627套车钩（其中16型11115套，17型11512套），发现车钩裂纹故障3302套（见图2），修复1113套，报废2189套。具体情况如下：

2.1 裂纹情况

检修中共计发现车钩裂纹故障3302套，发现故障比例14.6%，其中：17型车钩裂纹故障1692件，占检修总数的14.70%；16型车钩故障1610件，占检修总数的14.49%。

2.2 检修发现故障车钩制造年份分类及比例

从故障配件的制造年份来看，从车钩使用的第4年开始，裂纹比例便明显呈上升趋势，使用时间到12年时，裂纹比例达60%，使用时间13年以后几乎全部发生裂纹进行了报废，因此，车钩的使用寿命仅为规定寿命25年的一半。

4 裂纹原因分析

由上述统计数据可知，牵引台裂纹与钩耳裂纹故障所占比例较大，共计占故障车钩比例为85.55%。经初步分析认为，该裂纹属于典型的运用中母材疲劳裂纹，主要原因为：

4.1 列车纵向力增大、作用频次提高

列车牵引吨位的不断提高，造成了列车纵向力不断增大。大秦线的列车编组已由C63A型编组的5000t列车发展为C80系列货车编组的万吨和2万t列车。我国大秦线多次重载列车试验结果表明：C80系列货车编组的5000t列车车钩最大牵引力为432KN，10000t列车车钩最大牵引力为1243KN，1+2+1编组形式的2万t列车车钩最大牵引力为1000kN左右，1+1编组形式的2万t列车车钩最大牵引力为1400kN左右。因此，大秦线现行2万吨列车车钩受力较大。再者由于大秦线运能的不断增加，已由最初设计的1亿吨提高到了将近4亿吨，车辆运用频次的增加使车钩承受作用力的频次也不断增加。因此，大秦线运用工况的变化，尤其是列车纵向力增大、作用频次提高使牵引台部位的应力幅值和频次增加，是导致车钩牵引台疲劳裂纹的主要原因。

4.2 上下牵引台受力不均降低疲劳寿命

车钩装车使用后，受车钩自身重力作用，车钩头部呈下垂状态，因此相互连接的两车钩下牵引台之间接触，上牵引台之间存在间隙，列车牵引时，下牵引台先受力，牵引至两车钩相互平行时，上牵引台才受力，而且此时受车钩自身重力，下牵引台受力大于上牵引台。调研中也证实，裂纹车钩上牵引台磨耗接触面积小于下牵引台，表明车钩上下牵引台在运用中受力不均，导致下牵引台单独承担全部牵引力或大部分牵引力，再由于运用工况变化造成的列车纵向力增大，降低了车钩的疲劳寿命。以上原因表明，车钩牵引台疲劳裂纹是恶劣的使用工况、上下牵引台受力不均等原因共同作用的结果。

5 相关建议

5.1 检修、运用过程中加强车钩的检查，尤其是检修过程中重点对装用4年以上的车钩牽引台加强检查，对存在的裂纹进行加修或报废处理。

5.2 由于车钩装车使用12年时发生大量裂纹，因此建议对我段配属车辆上装用的使用时间12年以上（2003年以前制造）的50套车钩，结合厂、段修全部进行更换处理。

5.3 从既有装车使用的车钩数量来看，2008年生产车钩的数量最多，达7491套，按照车钩装车使用12年时发生大量裂纹的规律，该批车钩将在2020年左右大批出现裂纹故障，2021年几乎全部报废。因此为避免车钩集中报废造成的生产制约及安全隐患，建议一是逐步加大车钩储备量，保证2020年左右的使用，同时将在检修过程中对2008年生产的且存在裂纹故障的车钩提前进行更换，避免集中报废。

5.4 向上级部门反映，重新确定大秦线重载车辆装用车钩的使用寿命，并加大车钩的储备数量和更换力度，降低车钩故障的安全隐患。

5.5 由设计单位结合大秦线车钩裂纹故障实际，积极研发适用于大秦线重载运输的车钩。

【参考文献】

[1]铁路货车检修规程[S].北京：中国铁道出版社，2012.

[2]铁路货车厂修规程[S].北京：中国铁道出版社，2012.

[3]刘志远.货车车辆构造与检修[M].北京：中国铁道出版社，2011.

[4]王福天.车辆动力学[M].北京：中国铁道出版社，1983.

[5]中华人民共和国铁道部.铁路货车运用维修规程[S].北京：中国铁道出版社，2010.

[6]王春山，陈雷，杨绍清.铁路重载技术[M].中国铁道出版社，2010.

[责任编辑：朱丽娜]