C70型敞车车钩超限工艺分析

王莹，刘建国

中车石家庄车辆有限公司 河北石家庄 050000

1 序言

车钩缓冲装置是机车车辆的重要组成部分，是连接列车中机车和车辆、车辆和车辆，使之保持一定距离，并且传递与缓和列车在运行中或在调车时所产生的牵引力和冲击力的装置。车辆设计时车钩中心线至轨面的垂直距离为（880±10）mm，同一车辆两车钩中心线高度差≤10mm。列车中相连的车钩互钩差过大会使钩舌受力集中，严重情况下会造成钩舌折断，导致车钩分裂，或因车辆振动而发生脱钩事故。

C70型敞车检修过程中，出现在第二修程中车钩高度超限的问题较多，集中出现在车钩支撑座装用金属磨耗板方案的C70型敞车上。部分车辆通过调整支撑座磨耗板无法满足车钩高度调整的要求，需要通过移动冲击座来调整车钩高度，以符合厂修工艺要求[1]。

2 车钩高度影响因素

70t级车辆车钩高度主要通过调整车钩支撑座（见图1）磨耗板厚度的方式实现，且在整车落成工序完成。实际生产过程中，车钩高度受牵引梁和中梁上翘、下垂，冲击座定位尺寸，车钩支撑座内挡尺寸，车钩止挡铁厚度，钩体与钩体磨耗板间隙，车钩支撑座与车钩支撑座磨耗板间隙，以及转向架压吨高等影响，会出现超限情况。

图1 车钩支撑座组装示意

3 原因分析

3.1 车体钢结构

（1）车体牵引梁和中梁上翘或下垂 车辆运行过程中由于重载等因素，车体底架产生变形，并引起牵引梁和中梁上翘、下垂。牵引梁上翘或中梁下垂使车钩高度增大，牵引梁下垂或中梁上翘使车钩高度降低。工艺规定牵引梁或枕梁外侧的侧梁上挠或下垂≤13mm，超过时调修至（-2，+5）mm（以水平线为基准）。新换或截换中部钢地板的面积大于全车总面积的30%时，焊装后中梁、侧梁挠度须在水平线以上0～12mm[2]。

C70型敞车检修时，由于整车更换地板较多，因此焊缝较多、焊接变形大以及边梁、侧柱、角柱和上侧梁的截换等，均有可能造成中梁下垂、牵引梁端头上翘，引起车钩高度增大。

（2）冲击座定位尺寸 车钩冲击座组装如图2所示。冲击座定位尺寸即中梁下翼面至冲击座上止挡铁安装孔下平面距离。装用非防脱止挡铁的C70型敞车冲击座定位尺寸为44mm，装用防脱止挡铁的C70型敞车冲击座定位尺寸为49mm（装用防脱止挡铁的冲击座高度增加5mm）。

图2 车钩冲击座组装示意

多数C70型敞车车钩高度超限是因为冲击座定位尺寸不符合图样要求，一是原车冲击座定位尺寸不符合图样要求，冲击座定位尺寸比图样尺寸小约10mm，二是冲击座解体检修后未按图样尺寸定位组装。

3.2 转向架

工艺规定转向架落成后K6型转向架的压吨高为680＋100mm，车钩高度调整时可调整下心盘垫板厚度。据现场统计，多数C70型敞车装用转向架的压吨高均为684～689mm，且转向架压吨高是在选配组装心盘垫板、螺栓并进行螺栓扭力矩校核之后进行检测，如果按680～684mm的下限控制，易出现螺栓扭力矩校核之后压吨高不合格的情况，须进行返工处理。

3.3 车钩缓冲装置配件

（1）车钩支撑座磨耗板 车钩高度超限时，优先通过调整磨耗板的厚度来调整。车钩支撑座金属磨耗板厚度为4～16mm，在整车落成工序拆解并换装车钩支撑座金属磨耗板时，由于作业空间受限，焊渣不能彻底清除，因此无法控制金属磨耗板与车钩支撑座的间隙到密贴状态，影响车钩高度。

（2）钩体磨耗板 《铁路货车厂修规程》规定17型钩体磨耗板为250mm×150mm×6mm，但未规定钩体磨耗板与钩体之间的间隙。钩体磨耗板在车辆运行过程中，由于受力挤压外弓变形或者在解体焊装过程中焊渣未清理干净等，使钩体磨耗板与钩体不密贴，个别间隙有4～5mm，影响车钩高度。

（3）车钩支撑座 车辆运行过程中，车钩支撑座与止挡铁接触面相互磨耗，车钩支撑座内挡尺寸变大，同时止挡铁平面磨耗厚度变小，支撑座上移，车钩高度增大。工艺规定车钩支撑座与止挡铁接触面及支撑座磨耗板安装面磨耗深度＞2mm时堆焊磨平，支撑座内挡图样尺寸要求为82mm，检修工艺要求为≤85mm，但在检修过程中，第二修程的C70型敞车车钩支撑座由于使用时间较长，因此磨耗较大，内挡尺寸＞85mm的比例约占30%。

（4）车钩止挡铁 车辆运行过程中，车钩支撑座与止挡铁接触面相互磨耗，止挡铁压住支撑座内挡下台面，止挡铁厚度较大时，支撑座下移，车钩高度会降低；反之，止挡铁厚度较小时，支撑座上移，车钩会升高。

车钩止挡铁厚度范围：非防脱止挡铁25～35mm，防脱止挡铁25～28mm。工艺规定支撑座止挡铁磨耗后，剩余厚度＜25mm时更换，同一辆车同端止挡铁形式须一致，厚度差≤2mm，但在检修过程中，车钩止挡铁与车钩支撑座接触面厚度由于磨耗，导致比原形尺寸小3mm的比例约占45%。车钩高度超限，不能通过车钩支撑座磨耗板调整时，需通过调整车钩止挡铁的厚度来调整车钩高度，非防脱止挡铁可直接更换；防脱止挡铁更换时，须拆除车钩和支撑座之后更换。

4 理论计算

牵引梁与车钩组装如图3所示，A点为车钩摆动中心，其高度表示钩尾销中心线处车钩中心线高度；B点、C点和G点的高度分别表示牵引梁端部处、支撑座中心线处和枕梁中心线处的车钩中心线高度，D点为车钩高度测量点[3]。

图3 牵引梁与车钩组装示意

B点牵引梁上翘或下垂1mm对D点车钩高度的影响为（260+483）/260=2.9（mm），冲击座定位尺寸、车钩支撑座内挡尺寸、车钩止挡铁厚度、车钩支撑座磨耗板厚度以及钩体磨耗板间隙等影响因素集中在C点，C点高度增加1mm对D点车钩高度的影响为（260+483）/（483-441.5+260）=2.5（mm）。

转向架压吨高变化通过G点来体现，车辆两端转向架压吨高同时增加1mm对车辆两端D点车钩高度的影响均为1mm。一端转向架压吨高增加1mm，另一端转向架压吨高不变，如图4所示，AB=CD=（车辆全长－两枕梁中心线的距离）/2+冲击座宽度+冲击座至钩舌中心的距离=（13010－9210）/2+83+400=2383（mm），BC=9210mm（两枕梁中心线的距离）。如车辆的1位端（按制动缸方向予以区分车辆的两端）转向架压吨高增加1mm（BB′），车辆的2位端转向架压吨高不变，则1位端车钩中心线高度上升（AA′），2位端车钩中心线高度下降（DD′），数值变化为：BB′=1mm，AA′=1.26mm，DD′=0.26mm。

图4 转向架压吨高对车钩高度的影响

通过计算可以看出，车钩高度超限的因素中，车体牵引梁挠度对车钩高度的影响比例为1∶2.9，冲击座定位尺寸、车钩支撑座内挡尺寸、车钩止挡铁厚度、车钩支撑座磨耗板厚度以及钩体磨耗板间隙对车钩高度的影响比例为1∶2.5，两端转向架压吨高同时同数值变化对车钩高度的影响比例为1∶1，一端转向架压吨高对两端车钩高度的影响分别为0.26和1.26。因此，车体牵引梁挠度、冲击座定位尺寸、车钩支撑座内挡尺寸以及车钩止挡铁厚度是影响车钩高度的重要因素，转向架压吨高对车钩高度影响较小[4]。

5 结束语

综合以上分析，C70型敞车车钩高度超限是多个配件及尺寸综合作用的结果，在检修过程中须控制车体牵引梁挠度、冲击座定位尺寸及各个配件磨耗限度，以保证车钩高度不超限度。

（1）车体牵引梁和中梁上翘或下垂 车体钢结构检修过程中，须控制车体牵引梁和中梁的上翘或下垂。地板整体更换车辆地板焊后变形是导致牵引梁挠度变化的最大因素：一是对中侧梁进行预挠，使中、侧梁挠度在水平线上10～14mm，牵引梁、枕梁外侧侧梁挠度在-5～0mm再组装地板；二是调整焊接顺序以减少焊接变形，焊接顺序为先背面焊接，再正面焊接。

（2）冲击座定位尺寸 C70型敞车车体钢结构检修过程中，需解体冲击座重新组装时，冲击座的定位尺寸应符合图样要求；若冲击座不解体，车钩预组装时观察冲击座与车体端梁间隙，间隙较小时，装用车钩支撑座磨耗板厚度较小或新焊装磨耗板的车钩支撑座。

（3）车钩支撑座磨耗板与钩体磨耗板 车钩支撑座磨耗板解体后新焊装时，均焊装4mm金属磨耗板，以减少整车落成调整工序出现车钩高度超限的情况。车钩支撑座磨耗板与钩体磨耗板解体焊装时，车钩支撑座与磨耗板、钩体与磨耗板应紧贴，以减少间隙对车钩高度的影响。

（4）车钩支撑座及车钩止挡铁 车钩支撑座及车钩止挡铁检修过程中，按照工艺要求控制磨耗尺寸限度，超限时堆焊后磨平，以减小对车钩高度的影响。