關于既有客車運用中15系列車鉤鉤尾框“上臺”故障探討

龐 敏，陳文軍，李 強，馬萬里，夏長林

(大秦鐵路股份有限公司 太原車輛段，山西 太原 030000)

既有客車15系列車鉤(包含15型車鉤、15C型車鉤，15型小間隙車鉤)鉤尾框“上臺”原因可歸結為三類：第一類是設計原因，如車鉤鉤頭重，鉤尾輕，車鉤支撐點未處于車鉤質量之中，車鉤受力時產生向上作用力造成鉤尾框向上翹起；第二類是材質原因，如牽引梁上擋板強度不足，在反復沖擊下產生形變導致鉤尾框上臺；第三類是配合尺寸原因，焊接的鉤尾框防跳板厚度不足，車鉤組裝后鉤尾框受力翹起超過凸臺[1-2]，如圖1所示。

圖1 鉤尾框“上臺”

作為車輛檢修部門，調整車鉤組裝的配合尺寸可操作性最強。通過對發生過鉤尾框“上臺”故障的10輛運用客車測量發現：鉤尾框防跳板距牽引梁安裝面的尺寸(H值)均≥270 mm(客車H值通常≤268 mm)，因此本文主要從車鉤組裝的配合尺寸入手對15系列車鉤鉤尾框“上臺”問題進行探討。

1 鉤尾框防跳板距牽引梁安裝面的尺寸(H值)

在客車段修中，對15系列車鉤緩沖裝置裝車及落成的要求為：

(1) 鉤尾框托板及擺塊上需裝1塊厚3～12 mm的磨耗板；

(2) 車鉤組裝完畢后，測量鉤尾框上平面與防跳板距離應為5～15 mm。

但因鉤尾框防跳板距牽引梁安裝面的尺寸(H值)不確定，不同車輛H值存在差異，導致即便車輛在段修時15系列車鉤緩沖裝置滿足裝車及落成的2項尺寸要求，車輛在運行中仍會出現鉤尾框“上臺”故障。本文通過在防跳板上焊接鐵板的方式確定不會引起鉤尾框“上臺”故障的車輛H值范圍。圖2為15系列車鉤緩沖裝置裝車后示意圖，圖2中磨耗板厚度為3～12 mm。

圖2 15系列車鉤緩沖裝置裝車后示意圖

2 H值的范圍計算

2.1 限制條件

限制條件(1)?！惰F路客車段修規程》規定：鉤尾框上平面與防跳板距離為5～15 mm[3]。

限制條件(2)。磨耗板厚度(3～12 mm)+鉤尾框上平面與防跳板距離(5～15 mm)<凸臺高度(25 mm)，確保鉤尾框不能“上臺”。

2.2 計算公式及計算結果

H值的計算公式為：

H=磨耗板厚度+鉤尾框高度+鉤尾框上平面與防跳板距離-托板深度

如果使用厚3 mm的磨耗板，在鉤尾框上平面與防跳板距離為5～15 mm的條件下，H值的范圍為258～268 mm。該計算結果是在限制條件(1)下得出的，需要利用限制條件(2)進行驗證：

(1) 當H值為258 mm時，鉤尾框上平面與防跳板距離為5 mm，磨耗板厚度為3 mm，凸臺高度為25 mm，則鉤尾框上平面與防跳板距離(5 mm)+磨耗板厚度(3 mm)<凸臺高度(25 mm)，滿足限制條件(2)，且有17 mm的余量，鉤尾框不會“上臺”；

(2) 當H值為268 mm時，鉤尾框上平面與防跳板距離為15 mm，磨耗板厚度為3 mm，凸臺高度為25 mm，則鉤尾框上平面與防跳板距離(15 mm)+磨耗板(3 mm)<凸臺高度(25 mm)，滿足限制條件(2)，且有7 mm的余量，鉤尾框不會“上臺”。

3 H值范圍確定

車鉤運用過程中，防跳板與鉤尾框之間相互碰撞磨損，再加上連掛車鉤時如果車鉤間沖擊力較大會導致防跳板發生形變，使得動態H值大于靜態H值，意味著靜態條件下計算的H值存在偏差。當靜態H值為268 mm(極限尺寸)時，加上防跳板磨損與車鉤間大沖擊力作用下發生的形變(7 mm)，可得出動態H值為275 mm時鉤尾框就會“上臺”。另外，鉤尾框與凸臺棱角發生磨碰，凸臺棱角處高度會因磨損而降低，進而造成鉤尾框“上臺”。

為防止動態H值增大出現鉤尾框“上臺”故障，調整靜態H值的范圍為258～265 mm，這樣就為動態H值預留出足夠的安全邊界，只要行車中防跳板形變尺寸與凸臺棱角磨損尺寸之和不大于10 mm，鉤尾框將不會“上臺”。

4 實踐驗證

2018年年初，開始執行在段修時將H值控制在258～265 mm的措施，經過2年多的實踐驗證，效果明顯。圖3為采取該措施前后運用車輛段修的鉤尾框“上臺”故障數量分布情況。

圖3 運用車輛段修的鉤尾框上臺故障數量分布情況

從圖3中可看出，2018年之前(措施執行前)鉤尾框“上臺”故障總數量為28件，2018年之后(措施執行后)，鉤尾框“上臺”故障數量僅為1件，該項措施使得鉤尾框“上臺”故障率降低了96.4% ，表明了H值的設定值是合理的。