关于17型车钩支撑座卡滞故障的分析研究

刘瑞雪,郑和平

(1.中国铁路济南局集团有限公司 济南西车辆段,山东 济南 250000;2.中车齐齐哈尔车辆有限公司 大连研发中心,辽宁 大连 116052)

近年来,随着新技术、新装备的投入应用,铁路货车在速度、密度、载重量方面进行了提升,大大提高了货物装载能力和运输效率,然而部分铸造配件的制造质量和装配质量存在隐患,影响了铁路货车运输效率的提高,为了有效防范由此产生的安全隐患,针对17型车钩支撑座卡滞故障,进行了专题调研、分析。

1 问题提出

近年来,随着70 t级货车保有量逐渐增加,17型车钩在运用中互钩差超限故障越来越多。2019年3月至2021年10月,中国铁路济南局集团有限公司(以下简称“济南局”)管内因17型车钩卡滞造成的甩车扣修故障有9件,分别是:2019年3月28日X9606次司机发现机后第1位车辆互钩差超限,甩车处理;2019年4月18日68123次开车准备时,机后第2位车辆C70E1715682(重车)互钩差过限,扣修处理;2020年1月18日42292次车互钩差过限;2020年3月13日B26504次车辆互钩差过限;2020年6月24日29165次车辆互钩差过限,调整处理后放行;2020年9月20日45155次司机发现机后第1位C701595292车辆互钩差过限,甩车处理;2020年11月3日47050次司机发现机后第1位车辆C70E1750657车钩互钩差过限,甩车处理;2020年12月6日45174次司机发现机后第1位C701598321车辆互钩差过限,甩车处理;2021年10月21日29171次司机发现机后第1位C701599846车辆互钩差过限,甩车处理。

2 调研分析

2.1 现场调研

2019年4月18日,运用车间接到68123次机后第2位车辆C70E1715682(重车)互钩差过限信息后,进行了现场检查,测量2位端车钩高度795 mm,低于重车运用限度815 mm的要求[1],现场无法调整,扣修处理。

2.2 入站修检查

2.2.1 现车测量

2019年4月28日,故障车辆入站修检修库,对现车车钩进行了检查、测量,2位端现车车钩高度仍为795 mm,如图1所示。

图1 车钩尺寸测量

2.2.2 外观检查

(1) 车钩支撑座磨耗板无丢失,支撑座外侧与冲击座内腔有局部接触,如图2所示。

图2 支撑座外侧与冲击座内腔局部接触

(2) 利用撬棍对车钩进行下压后,车钩支撑座无法自动复位。由此初步确定造成车钩钩高偏低的原因是支撑座卡滞导致车钩低头无法复位,从而造成互钩差超限。

2.2.3 分解检查

对2位端车钩及缓冲装置进行了分解,分解支撑座螺栓,取出支撑座及支撑弹簧。

2.2.3.1部件外观检查

冲击座内腔两侧磨耗板无翘起和变形,内腔磨耗板与支撑座接触面有明显的摩擦痕迹,如图3、图4所示。

图3 磨耗板状态

图4 支撑座与磨耗板接触状态

2.2.3.2冲击座内腔

(1) 冲击座内腔非磨耗板处距离最小为94.8 mm,最大为96.2 mm,由此可看出内腔最小宽度尺寸略小于图纸95.4 mm下限尺寸(名义尺寸(97±1.6) mm) ,如图5所示。

图5 冲击座内腔非磨耗板处距离检测

(2) 内腔磨耗板处距离最小为87.3 mm,最大为87.5 mm,内腔磨耗板处最小距离超出图纸最小89.4 mm(支撑座内腔前后磨耗板厚度分别为3 mm,经计算内腔磨耗板处名义尺寸为(91±1.6) mm)的规定,如图6所示。

图6 冲击座磨耗板处距离检测

(3) 测量冲击座磨耗板,前磨耗板厚度为3.8 mm,后磨耗板厚度为3.7 mm,均超出原型厚度3 mm的要求。

2.2.3.3车钩支撑座

(1) 支撑座内部宽度最小为61.4 mm,最大为62.1 mm ,内部宽度符合图纸尺寸(62±1.4) mm,如图7所示。

图7 支撑座内部宽度检测

(2) 支撑座前侧厚度最小为11.4 mm,最大为12.1 mm;后侧厚度最小为12.1 mm,最大为12.2 mm,不符合图纸尺寸(11±1.1) mm,如图8所示。

图8 支撑座壁厚检测

(3) 支撑座外部宽度最小为85.3 mm,最大为86.2 mm,如图9所示。符合名义尺寸(84±3.6) mm (计算所得)。

2.2.3.4钩尾框挡板

无丢失和变形,如图10所示。

图10 钩尾框挡板检测

3 车钩支撑座卡滞原因分析

3.1 冲击座和车钩支撑座理论间隙

3.1.1 名义间隙

通过冲击座与车钩支撑座组装位置确定理论名义间隙共计为7 mm,前部间隙为3.5 mm,后部间隙为3.5 mm(图11)。

图11 车钩冲击座和车钩支撑座装配图

3.1.2 最小间隙和最大间隙

(1) 冲击座内腔名义尺寸为97 mm,未注公差为±1.6 mm,因此,冲击座内腔最小尺寸为95.4 mm,最大尺寸为98.6 mm;

(2) 前后磨耗板厚度分别为3 mm;

(3) 车钩支撑座内宽名义尺寸为62 mm,未注公差为±1.4 mm,前后侧厚度分别为11 mm,未注公差为±1.1 mm。因此,车钩支撑座外宽最小尺寸为80.4 mm,外宽最大尺寸为87.6 mm。

冲击座内腔与车钩支撑座的理论最小间隙共计为1.8 mm,理论最大间隙共计为12.2 mm。

3.2 现场实测组装间隙

3.2.1 冲击座内腔

根据现场车钩分解检查可知,冲击座内腔磨耗板处宽度距离最小为87.3 mm,严重超出名义最小尺寸89.4 mm。

3.2.2 车钩支撑座

根据现场车辆分解检查可知,车钩支撑座外部宽度最小为85.3 mm,最大为86.2 mm,符合名义尺寸(84±3.6) mm ,偏于上差。

3.3 车钩支撑座卡滞原因分析

综上可知,由于冲击座内腔宽度及磨耗板厚度超差,冲击座与车钩支撑座组装后间隙仅为1.1 mm,间隙不足,造成支撑弹簧压缩后,在车辆前后冲击下,支撑座在冲击座内腔卡滞无法复位,引起车钩钩头下垂,车钩钩高超限。

4 解决措施

(1) 建议磨耗板、冲击座、车钩支撑座生产单位要加强生产控制,对相关尺寸进行重点检查,杜绝发生类似零件超差现象。

(2) 针对新造车辆、检修车辆、运用车辆采取以下措施:

应加强新造车辆该部位各相关零部件关键尺寸控制和检测,保证所有零件尺寸及配合间隙合格。

在车辆检修过程中,各车辆段要提高车钩检修质量。检修车间严格执行检修工艺要求,对车钩支撑座与冲击座进行卡滞检查,发现异常,重点检查冲击座内腔宽度尺寸及磨耗板厚度,可通过更换合格零件或选装车钩支撑座保证间隙,组装时摩擦部位涂抹二硫化钼,确保车钩检修质量可靠。

在车辆运用过程中,应重点检查互钩差,发现异常对较低车钩测量确认,低于运用限度的扣车入站修分解检查,测量支撑座、支撑座腔、支撑座磨耗板各部位尺寸,查找原因,消除故障。对于冲击座内腔较小的车辆可通过更换厚度为2 mm磨耗板保证冲击座与车钩支撑座的间隙。