城轨车辆车钩缓冲装置故障分析及处理

杨兴光

◆摘  要：车钩缓冲装置是城轨车辆结构中最基础的部件之一。本文对目前城轨车辆实际使用的车钩缓冲装置的分类和结构进行概述，分析了钩缓装置常见故障，包括钩体裂纹、钩尾框故障和缓冲器故障，并提出故障处理建议与措施，为城轨车辆安全可靠运营提供保障。

◆关键词：车钩缓冲装置;裂纹;缓冲器;钩尾框;故障

1 引言

城轨车辆在实际运营过程中，都是由几辆车通过车钩缓冲装置进行连接并组成相对固定编组的动车组形式来运行。车钩缓冲装置是城轨车辆最基本的组成部件之一，其主要结构有车钩和缓冲器两大部分。车钩缓冲装置安装于车辆底架上，通过车钩和缓冲器将各车辆连挂在一起，使车辆与车辆间保持一定距离，并传递牵引力、制动力以及缓和车辆在运行过程中或在调车作业过程中产生的纵向冲动，同时缓冲器还能提高车辆运行平稳性，保证车辆在高速运行状态下发生意外碰撞时吸收巨大冲击能量，从而保证车辆不受严重损坏。

车钩缓冲装置的结构性能，在很大程度上影响着列车运行的平稳性和安全性，钩缓装置发生故障可能会出现车钩断裂、车辆纵向冲击力过大，甚至造成车辆脱轨等严重事故，影响车辆安全运营。因此，对车钩缓冲装置常见故障进行分析处理，从而保证车钩缓冲装置安全工作，对城市轨道交通安全正点运行具有重大意义。

2 车钩分类

根据城轨车辆连挂特点，车钩缓冲装置采用全自动车钩、半自动车钩和半永久牵引杆三种类型的密接式车钩。

全自动车钩安装在电动列车组前后两端部，其主要组成有车钩钩头（凸锥和凹锥孔）、橡胶缓冲器、电气连接器、风管连接器和气动解钩系统。在车辆连挂时，全自动车钩的机械、风路和电路系统都能自动连接;在车辆解钩时，司机可通过按钮操纵控制解钩阀实现自动解钩，也可通过人工操作扳动解钩杆，将钩舌转到开锁位置实现手动解钩。

半自动车钩主要用于两编组单元车辆之间的连挂。由于同一单元车辆客室间安装有贯通道装置便于乘客通行，因此半自动车钩相比全自动车钩在结构上设有贯通到支撑座，用于车辆运行过程中和解钩后支撑贯通道。半自动车钩与全自动车钩结构部件、连挂方式和锁闭方式基本相同。不同之处在于半自动车钩的机械、风路系统可实现自动连接，电气系统则需要手动连接。

半永久牵引杆用于城轨车辆间同一单元的内部编组，其主要结构有连接座、橡胶缓冲器、牵引杆、磨耗板、十字头和车钩托梁。半永久牵引杆是将两车车钩连接方式改为牵引杆连接，取消风路和电路连接，且只能依靠人工手动操纵进行机械、气路和电路连接，且同一单元车辆在运行过程中一般不需要分解，通常只在维修时进行分解。

3 车钩常见故障分析及处理

3.1 钩体裂纹故障

钩体裂纹是城轨车辆车钩缓冲装置最为常见的一种故障。钩体裂纹故障直接影响车辆运行稳定性和安全性。车钩产生裂纹故障的部位有钩头上、下钩耳销孔旁、下锁销孔位置周围、钩头与钩身的连接处及钩腕结构处等。钩体产生裂纹的可能原因有：钢轨不平顺使车辆运行过程中产生振动;车辆不同运行工况下车钩承受较大纵向冲击力;车钩制造过程中由于材料产生的相应缺陷，造成钩头局部应力过大而产生裂纹等。

针对钩体裂纹故障应采取有效、合理的处理措施。对于车钩钩身裂纹断面长度进行跟踪测试，当裂纹断面长度小于50mm时，对裂纹断面处进行焊接维修，若裂纹长度超出该数值需及时更换。对于车钩钩耳裂纹长度，以壁高距離为依据，当裂纹断面长度小于一半壁高时，对裂纹断面处进行焊接维修。对于车钩钩尾销孔，当裂纹断面长度小于销孔到边侧及端部间距离一半时，对裂纹断面处进行焊接维修。

3.2钩尾框故障

钩尾框最为常见的故障有裂纹和磨损，其中产生裂纹故障的部位主要在钩尾框弯角部位处及钩尾销孔周围处。由于车钩缓冲装置结构特性，车辆在运行过程中，钩尾框部位承受较大纵向冲击力，使钩尾框结构破坏或使钩尾框长时间磨损产生疲劳裂纹。加之钩尾框制造材料以及制造工艺流程等因素，造成钩尾框表面出现气孔、杂质并促使裂纹产生。

针对钩尾框裂纹故障，铸钢材质结构产生的裂纹断面要进行焊接维修，若钩尾框尾部拐角处产生横向裂纹，且裂纹断面长度大于一半时，则需进行更换。城轨车辆车钩缓冲装置还需在钩尾框后部安装相应圆弧，圆弧的尺寸必须符合相关标准，并对钩尾框后面结构中的垫板进行分解式检查，并对内部的螺栓与组装部件进行稳固。

3.3缓冲器故障

缓冲器是缓和车辆运行过程中产生振动与冲击的重要部件，也是城轨车辆车钩缓冲装置稳定与安全的重要基础保障。缓冲器常见故障主要有弹簧塑性变形、内环及外环弹簧与弹簧盖上产生裂纹、环弹簧的圆锥面产生严重的磨损等。缓冲器弹簧发生塑性变形是因其弹簧刚度过高或过低所致。当缓冲器受到较大纵向冲击力时，内、外环弹簧间会发生挤压现象，且在锥形斜面不断产生摩擦，导致环弹簧圆锥面出现严重磨损，进而导致内环及外环弹簧与弹簧盖上产生裂纹。

针对车钩缓冲器故障，车辆检修人员应充分掌握缓冲装置结构，将缓冲器分解进行全面检查，仔细清理其内部与表面油污，如发现其环装弹簧出现表面裂纹时应及时更换。当弹簧底端与顶端弯角处裂纹长度小于80mm时，对断面裂纹进行焊接维修，若裂纹长度超过该值，则需进行更换。

4 结论

城轨车辆车钩缓冲装置对地铁安全稳定运行起着至关重要的作用。本文根据城轨车辆的实际运行情况，分析车钩缓冲装置容易出现的钩体裂纹、钩尾框和缓冲器几种常见故障并给出故障处理建议，为延长钩缓装置使用年限，预防车钩故障的发生和减少车钩缓冲装置故障率，保证列车安全平稳高效运行提供依据。

参考文献

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