C70型敞車車鉤超限工藝分析

王瑩，劉建國

中車石家莊車輛有限公司 河北石家莊 050000

1 序言

車鉤緩沖裝置是機車車輛的重要組成部分，是連接列車中機車和車輛、車輛和車輛，使之保持一定距離，并且傳遞與緩和列車在運行中或在調車時所產生的牽引力和沖擊力的裝置。車輛設計時車鉤中心線至軌面的垂直距離為（880±10）mm，同一車輛兩車鉤中心線高度差≤10mm。列車中相連的車鉤互鉤差過大會使鉤舌受力集中，嚴重情況下會造成鉤舌折斷，導致車鉤分裂，或因車輛振動而發生脫鉤事故。

C70型敞車檢修過程中，出現在第二修程中車鉤高度超限的問題較多，集中出現在車鉤支撐座裝用金屬磨耗板方案的C70型敞車上。部分車輛通過調整支撐座磨耗板無法滿足車鉤高度調整的要求，需要通過移動沖擊座來調整車鉤高度，以符合廠修工藝要求[1]。

2 車鉤高度影響因素

70t級車輛車鉤高度主要通過調整車鉤支撐座（見圖1）磨耗板厚度的方式實現，且在整車落成工序完成。實際生產過程中，車鉤高度受牽引梁和中梁上翹、下垂，沖擊座定位尺寸，車鉤支撐座內擋尺寸，車鉤止擋鐵厚度，鉤體與鉤體磨耗板間隙，車鉤支撐座與車鉤支撐座磨耗板間隙，以及轉向架壓噸高等影響，會出現超限情況。

圖1 車鉤支撐座組裝示意

3 原因分析

3.1 車體鋼結構

（1）車體牽引梁和中梁上翹或下垂 車輛運行過程中由于重載等因素，車體底架產生變形，并引起牽引梁和中梁上翹、下垂。牽引梁上翹或中梁下垂使車鉤高度增大，牽引梁下垂或中梁上翹使車鉤高度降低。工藝規定牽引梁或枕梁外側的側梁上撓或下垂≤13mm，超過時調修至（-2，+5）mm（以水平線為基準）。新換或截換中部鋼地板的面積大于全車總面積的30%時，焊裝后中梁、側梁撓度須在水平線以上0～12mm[2]。

C70型敞車檢修時，由于整車更換地板較多，因此焊縫較多、焊接變形大以及邊梁、側柱、角柱和上側梁的截換等，均有可能造成中梁下垂、牽引梁端頭上翹，引起車鉤高度增大。

（2）沖擊座定位尺寸 車鉤沖擊座組裝如圖2所示。沖擊座定位尺寸即中梁下翼面至沖擊座上止擋鐵安裝孔下平面距離。裝用非防脫止擋鐵的C70型敞車沖擊座定位尺寸為44mm，裝用防脫止擋鐵的C70型敞車沖擊座定位尺寸為49mm（裝用防脫止擋鐵的沖擊座高度增加5mm）。

圖2 車鉤沖擊座組裝示意

多數C70型敞車車鉤高度超限是因為沖擊座定位尺寸不符合圖樣要求，一是原車沖擊座定位尺寸不符合圖樣要求，沖擊座定位尺寸比圖樣尺寸小約10mm，二是沖擊座解體檢修后未按圖樣尺寸定位組裝。

3.2 轉向架

工藝規定轉向架落成后K6型轉向架的壓噸高為680＋100mm，車鉤高度調整時可調整下心盤墊板厚度。據現場統計，多數C70型敞車裝用轉向架的壓噸高均為684～689mm，且轉向架壓噸高是在選配組裝心盤墊板、螺栓并進行螺栓扭力矩校核之后進行檢測，如果按680～684mm的下限控制，易出現螺栓扭力矩校核之后壓噸高不合格的情況，須進行返工處理。

3.3 車鉤緩沖裝置配件

（1）車鉤支撐座磨耗板 車鉤高度超限時，優先通過調整磨耗板的厚度來調整。車鉤支撐座金屬磨耗板厚度為4～16mm，在整車落成工序拆解并換裝車鉤支撐座金屬磨耗板時，由于作業空間受限，焊渣不能徹底清除，因此無法控制金屬磨耗板與車鉤支撐座的間隙到密貼狀態，影響車鉤高度。

（2）鉤體磨耗板 《鐵路貨車廠修規程》規定17型鉤體磨耗板為250mm×150mm×6mm，但未規定鉤體磨耗板與鉤體之間的間隙。鉤體磨耗板在車輛運行過程中，由于受力擠壓外弓變形或者在解體焊裝過程中焊渣未清理干凈等，使鉤體磨耗板與鉤體不密貼，個別間隙有4～5mm，影響車鉤高度。

（3）車鉤支撐座 車輛運行過程中，車鉤支撐座與止擋鐵接觸面相互磨耗，車鉤支撐座內擋尺寸變大，同時止擋鐵平面磨耗厚度變小，支撐座上移，車鉤高度增大。工藝規定車鉤支撐座與止擋鐵接觸面及支撐座磨耗板安裝面磨耗深度＞2mm時堆焊磨平，支撐座內擋圖樣尺寸要求為82mm，檢修工藝要求為≤85mm，但在檢修過程中，第二修程的C70型敞車車鉤支撐座由于使用時間較長，因此磨耗較大，內擋尺寸＞85mm的比例約占30%。

（4）車鉤止擋鐵 車輛運行過程中，車鉤支撐座與止擋鐵接觸面相互磨耗，止擋鐵壓住支撐座內擋下臺面，止擋鐵厚度較大時，支撐座下移，車鉤高度會降低；反之，止擋鐵厚度較小時，支撐座上移，車鉤會升高。

車鉤止擋鐵厚度范圍：非防脫止擋鐵25～35mm，防脫止擋鐵25～28mm。工藝規定支撐座止擋鐵磨耗后，剩余厚度＜25mm時更換，同一輛車同端止擋鐵形式須一致，厚度差≤2mm，但在檢修過程中，車鉤止擋鐵與車鉤支撐座接觸面厚度由于磨耗，導致比原形尺寸小3mm的比例約占45%。車鉤高度超限，不能通過車鉤支撐座磨耗板調整時，需通過調整車鉤止擋鐵的厚度來調整車鉤高度，非防脫止擋鐵可直接更換；防脫止擋鐵更換時，須拆除車鉤和支撐座之后更換。

4 理論計算

牽引梁與車鉤組裝如圖3所示，A點為車鉤擺動中心，其高度表示鉤尾銷中心線處車鉤中心線高度；B點、C點和G點的高度分別表示牽引梁端部處、支撐座中心線處和枕梁中心線處的車鉤中心線高度，D點為車鉤高度測量點[3]。

圖3 牽引梁與車鉤組裝示意

B點牽引梁上翹或下垂1mm對D點車鉤高度的影響為（260+483）/260=2.9（mm），沖擊座定位尺寸、車鉤支撐座內擋尺寸、車鉤止擋鐵厚度、車鉤支撐座磨耗板厚度以及鉤體磨耗板間隙等影響因素集中在C點，C點高度增加1mm對D點車鉤高度的影響為（260+483）/（483-441.5+260）=2.5（mm）。

轉向架壓噸高變化通過G點來體現，車輛兩端轉向架壓噸高同時增加1mm對車輛兩端D點車鉤高度的影響均為1mm。一端轉向架壓噸高增加1mm，另一端轉向架壓噸高不變，如圖4所示，AB=CD=（車輛全長－兩枕梁中心線的距離）/2+沖擊座寬度+沖擊座至鉤舌中心的距離=（13010－9210）/2+83+400=2383（mm），BC=9210mm（兩枕梁中心線的距離）。如車輛的1位端（按制動缸方向予以區分車輛的兩端）轉向架壓噸高增加1mm（BB′），車輛的2位端轉向架壓噸高不變，則1位端車鉤中心線高度上升（AA′），2位端車鉤中心線高度下降（DD′），數值變化為：BB′=1mm，AA′=1.26mm，DD′=0.26mm。

圖4 轉向架壓噸高對車鉤高度的影響

通過計算可以看出，車鉤高度超限的因素中，車體牽引梁撓度對車鉤高度的影響比例為1∶2.9，沖擊座定位尺寸、車鉤支撐座內擋尺寸、車鉤止擋鐵厚度、車鉤支撐座磨耗板厚度以及鉤體磨耗板間隙對車鉤高度的影響比例為1∶2.5，兩端轉向架壓噸高同時同數值變化對車鉤高度的影響比例為1∶1，一端轉向架壓噸高對兩端車鉤高度的影響分別為0.26和1.26。因此，車體牽引梁撓度、沖擊座定位尺寸、車鉤支撐座內擋尺寸以及車鉤止擋鐵厚度是影響車鉤高度的重要因素，轉向架壓噸高對車鉤高度影響較小[4]。

5 結束語

綜合以上分析，C70型敞車車鉤高度超限是多個配件及尺寸綜合作用的結果，在檢修過程中須控制車體牽引梁撓度、沖擊座定位尺寸及各個配件磨耗限度，以保證車鉤高度不超限度。

（1）車體牽引梁和中梁上翹或下垂 車體鋼結構檢修過程中，須控制車體牽引梁和中梁的上翹或下垂。地板整體更換車輛地板焊后變形是導致牽引梁撓度變化的最大因素：一是對中側梁進行預撓，使中、側梁撓度在水平線上10～14mm，牽引梁、枕梁外側側梁撓度在-5～0mm再組裝地板；二是調整焊接順序以減少焊接變形，焊接順序為先背面焊接，再正面焊接。

（2）沖擊座定位尺寸 C70型敞車車體鋼結構檢修過程中，需解體沖擊座重新組裝時，沖擊座的定位尺寸應符合圖樣要求；若沖擊座不解體，車鉤預組裝時觀察沖擊座與車體端梁間隙，間隙較小時，裝用車鉤支撐座磨耗板厚度較小或新焊裝磨耗板的車鉤支撐座。

（3）車鉤支撐座磨耗板與鉤體磨耗板 車鉤支撐座磨耗板解體后新焊裝時，均焊裝4mm金屬磨耗板，以減少整車落成調整工序出現車鉤高度超限的情況。車鉤支撐座磨耗板與鉤體磨耗板解體焊裝時，車鉤支撐座與磨耗板、鉤體與磨耗板應緊貼，以減少間隙對車鉤高度的影響。

（4）車鉤支撐座及車鉤止擋鐵 車鉤支撐座及車鉤止擋鐵檢修過程中，按照工藝要求控制磨耗尺寸限度，超限時堆焊后磨平，以減小對車鉤高度的影響。