关于既有客车运用中15系列车钩钩尾框“上台”故障探讨

2021-08-30陈文军马万里夏长林

铁道车辆 2021年4期

庞敏，陈文军，李强，马万里，夏长林

(大秦铁路股份有限公司太原车辆段，山西太原 030000)

既有客车15系列车钩(包含15型车钩、15C型车钩，15型小间隙车钩)钩尾框“上台”原因可归结为三类：第一类是设计原因，如车钩钩头重，钩尾轻，车钩支撑点未处于车钩质量之中，车钩受力时产生向上作用力造成钩尾框向上翘起；第二类是材质原因，如牵引梁上挡板强度不足，在反复冲击下产生形变导致钩尾框上台；第三类是配合尺寸原因，焊接的钩尾框防跳板厚度不足，车钩组装后钩尾框受力翘起超过凸台[1-2]，如图1所示。

图1 钩尾框“上台”

作为车辆检修部门，调整车钩组装的配合尺寸可操作性最强。通过对发生过钩尾框“上台”故障的10辆运用客车测量发现：钩尾框防跳板距牵引梁安装面的尺寸(H值)均≥270 mm(客车H值通常≤268 mm)，因此本文主要从车钩组装的配合尺寸入手对15系列车钩钩尾框“上台”问题进行探讨。

1 钩尾框防跳板距牵引梁安装面的尺寸(H值)

在客车段修中，对15系列车钩缓冲装置装车及落成的要求为：

(1) 钩尾框托板及摆块上需装1块厚3～12 mm的磨耗板；

(2) 车钩组装完毕后，测量钩尾框上平面与防跳板距离应为5～15 mm。

但因钩尾框防跳板距牵引梁安装面的尺寸(H值)不确定，不同车辆H值存在差异，导致即便车辆在段修时15系列车钩缓冲装置满足装车及落成的2项尺寸要求，车辆在运行中仍会出现钩尾框“上台”故障。本文通过在防跳板上焊接铁板的方式确定不会引起钩尾框“上台”故障的车辆H值范围。图2为15系列车钩缓冲装置装车后示意图，图2中磨耗板厚度为3～12 mm。

图2 15系列车钩缓冲装置装车后示意图

2 H值的范围计算

2.1 限制条件

限制条件(1)。《铁路客车段修规程》规定：钩尾框上平面与防跳板距离为5～15 mm[3]。

限制条件(2)。磨耗板厚度(3～12 mm)+钩尾框上平面与防跳板距离(5～15 mm)<凸台高度(25 mm)，确保钩尾框不能“上台”。

2.2 计算公式及计算结果

H值的计算公式为：

H=磨耗板厚度+钩尾框高度+钩尾框上平面与防跳板距离-托板深度

如果使用厚3 mm的磨耗板，在钩尾框上平面与防跳板距离为5～15 mm的条件下，H值的范围为258～268 mm。该计算结果是在限制条件(1)下得出的，需要利用限制条件(2)进行验证：

(1) 当H值为258 mm时，钩尾框上平面与防跳板距离为5 mm，磨耗板厚度为3 mm，凸台高度为25 mm，则钩尾框上平面与防跳板距离(5 mm)+磨耗板厚度(3 mm)<凸台高度(25 mm)，满足限制条件(2)，且有17 mm的余量，钩尾框不会“上台”；

(2) 当H值为268 mm时，钩尾框上平面与防跳板距离为15 mm，磨耗板厚度为3 mm，凸台高度为25 mm，则钩尾框上平面与防跳板距离(15 mm)+磨耗板(3 mm)<凸台高度(25 mm)，满足限制条件(2)，且有7 mm的余量，钩尾框不会“上台”。

3 H值范围确定

车钩运用过程中，防跳板与钩尾框之间相互碰撞磨损，再加上连挂车钩时如果车钩间冲击力较大会导致防跳板发生形变，使得动态H值大于静态H值，意味着静态条件下计算的H值存在偏差。当静态H值为268 mm(极限尺寸)时，加上防跳板磨损与车钩间大冲击力作用下发生的形变(7 mm)，可得出动态H值为275 mm时钩尾框就会“上台”。另外，钩尾框与凸台棱角发生磨碰，凸台棱角处高度会因磨损而降低，进而造成钩尾框“上台”。

为防止动态H值增大出现钩尾框“上台”故障，调整静态H值的范围为258～265 mm，这样就为动态H值预留出足够的安全边界，只要行车中防跳板形变尺寸与凸台棱角磨损尺寸之和不大于10 mm，钩尾框将不会“上台”。