李景康

（中車太原機(jī)車車輛有限公司，山西 太原 030027）

電力機(jī)車車鉤緩沖裝置是電力機(jī)車的重要組成部分，主要部件包括車鉤、鉤尾框、緩沖器等，其作用是連接列車中機(jī)車和車輛、機(jī)車及客車，使彼此保持一定距離，并且傳遞和緩和列車在運行中或在調(diào)車時所產(chǎn)生的牽引力和沖擊力。中車太原機(jī)車車輛有限公司的主要產(chǎn)品有韶山型電力機(jī)車大修、輕大修及和諧D3 型電力機(jī)車C6 修使用的車鉤，鉤尾框型號有ND 型下作用車鉤（TB/T 1595）、13B 型鉤尾框（TB/T 456）和100 型下作用車鉤、100 型鉤尾框（TB/T 3334）。中車太原機(jī)車車輛有限公司通過電力機(jī)車車鉤、鉤尾框利舊檢修技術(shù)攻關(guān)，制定了電力機(jī)車車鉤鉤尾框的利舊檢修技術(shù)方案，實踐表明，不僅有效保證了電力機(jī)車車鉤、鉤尾框的檢修質(zhì)量，拓展了公司電力機(jī)車檢修重要零部件自主修造產(chǎn)品種類，而且降低了生產(chǎn)成本，提高了單車?yán)麧櫋?/p>

1 電力機(jī)車車鉤和鉤尾框檢修工藝路線設(shè)置

依據(jù)韶山型電力機(jī)車大修規(guī)程、輕大修規(guī)程、和諧D3 型電力機(jī)車C6 修規(guī)程及檢修標(biāo)準(zhǔn)[1-4]，制定了電力機(jī)車車鉤、鉤尾框檢修技術(shù)方案，編制了檢修工藝文件，根據(jù)檢修工藝要求設(shè)置了車鉤、鉤尾框檢修流水線。機(jī)車整車解體時，須將拆解下的鉤緩裝置分解為鉤體、鉤舌、鉤腔配件、緩沖器、鉤尾框等部件，并對以上部件進(jìn)行清潔、除油處理，由分解部門依據(jù)檢修技術(shù)方案對以上部件進(jìn)行初檢，符合初檢要求的鉤體、鉤舌、鉤腔配件、鉤尾框送下工序進(jìn)行拋丸除銹處理。

1.1 車鉤和鉤尾框檢修流水線

鉤體、鉤舌、鉤尾框的探傷檢測；工作量較小的焊修；車鉤組裝及三態(tài)作用試驗。鉤體、鉤舌、鉤尾框較大的故障需下線檢修；車鉤緩沖裝置的鉤腔配件、鉤舌銷等其他配件，實行線下檢測，集中檢修。

1.2 主要工藝設(shè)備

拋丸除銹機(jī)、復(fù)合磁化濕法探傷機(jī)、鉤體尾框步進(jìn)式循環(huán)檢修線、橋式起重機(jī)、平衡吊、車鉤組裝及三態(tài)試驗臺、直流電焊機(jī)、遠(yuǎn)紅外焊條烘干爐、車鉤熱處理裝置、鉤尾銷孔加工機(jī)具、鉤耳孔及鉤舌銷孔鏜孔機(jī)、鉤耳孔及鉤舌銷孔鑲套機(jī)等。

1.3 主要檢測量具

鉤舌鎖面及鉤鎖承臺檢修樣板、鉤舌鉤鎖坐入量檢測量規(guī)、鉤舌銷孔檢修量規(guī)、鉤體扁銷孔檢修樣板、上下防跳間隙塞尺、塞尺、鉤耳間隙塞尺、閉鎖位內(nèi)側(cè)距檢修樣板、全開位內(nèi)側(cè)距檢修樣板、游標(biāo)卡尺等。

2 車鉤的損傷形式與檢修

2.1 鉤體的主要損傷形式與檢修

鉤體的主要損傷形式有裂紋、變形、磨耗超限，鉤體的使用實行壽命管理。ND 型、100 型鉤體更換時，需更換為100 型鉤體。鉤體裂紋多發(fā)生在鉤耳、鉤腕、鉤頸、鉤舌尾承壁、鉤尾銷孔、下鎖腔、鉤頭上下牽引突緣的根部等部位。

2.1.1 鉤體裂紋的檢修

有下列情況之一需更換鉤體：鉤體上的橫向裂紋及長度超過50 mm 的縱裂紋；鉤體扁銷孔向尾端發(fā)展的裂紋；上下耳銷孔向外的裂紋及該處超過端截面40%的裂紋；鉤體上距鉤頭50 mm 內(nèi)的裂紋及砂眼；上下鉤耳間（距鉤耳25 mm 以外）超過30 mm 的縱橫裂紋；鉤腕上超過腕高20%的裂紋。

鉤體裂紋焊修需注意：C 級鋼、E 級鋼鉤體裂紋焊修前應(yīng)清除缺陷、制坡口。E 級鋼坡口制作只能采用冷加工的方法（如機(jī)床加工），不允許使用火焰割炬、碳弧氣刨等熱加工方法來清除缺陷或制備坡口，坡口表面應(yīng)露出母材金屬本色，坡口底部與側(cè)壁過渡要圓滑，不得留有尖角，坡口及其周圍至少20 mm 范圍內(nèi)應(yīng)清除油污、鐵銹和其他雜物；“V”型坡口應(yīng)為 30°～120°。C 級鋼采用 J606 焊條，E 級鋼采用J857 焊條，焊條應(yīng)進(jìn)行烘焙，溫度為350～400 ℃，保溫時間1 h；當(dāng)天未用完的焊條次日使用前須重新烘干，重復(fù)烘干次數(shù)不宜超過3 次；焊條保溫筒溫度為100～150 ℃；施焊前環(huán)境溫度不得低于5 ℃。由于C 級鋼、E 級鋼材質(zhì)強(qiáng)度較高，容易出現(xiàn)焊后熱裂紋，施焊前須用割炬進(jìn)行局部預(yù)熱至150 ℃以上，用點溫計檢測；預(yù)熱范圍為待焊區(qū)域及其周圍不小于母材厚度3 倍或75 mm的較小值寬度；焊接時應(yīng)防止電弧擊傷配件表面并留出1～2 mm 打磨余量，焊后須進(jìn)行熱處理，并嚴(yán)格按照規(guī)定對裂紋缺陷清除后進(jìn)行復(fù)探確認(rèn)無裂紋；裂紋焊修深度不得大于焊修部位母材厚度的20%，大于20%需更換；受檢修線結(jié)構(gòu)限制無法施焊的部位，可將鉤體吊放到地面平臺上進(jìn)行焊接和磨修。

2.1.2 鉤體變形原因及檢修

鉤體變形主要有鉤身彎曲、鉤耳變形和鉤腕外脹，多是由運行及調(diào)車作業(yè)中的過大沖擊造成的。鉤身彎曲過大時，在運用中將會產(chǎn)生較大的彎矩，容易造成鉤舌及鉤耳的裂紋。鉤腕外漲嚴(yán)重會失去控制對方鉤舌的能力，將導(dǎo)致車鉤的自動分離。檢修鉤身彎曲大于10 mm 時，需加熱調(diào)修后探傷或更換，調(diào)修應(yīng)注意3 點：一是將部位局部加熱至730～850 ℃后，在壓力機(jī)上進(jìn)行調(diào)直；二是調(diào)直后在室溫不低于15 ℃的空氣中自然緩冷，不允許使用液體或水霧冷卻；三是對調(diào)修部位進(jìn)行磁粉探傷檢查。

2.1.3 鉤體磨耗檢修

鉤體磨耗是鉤體與相配合零件相對摩擦的結(jié)果。磨耗部位多發(fā)生在鉤耳孔及鉤身與托板的接觸處，其次是鉤尾側(cè)面、端面、鉤鎖腔側(cè)壁及鉤鎖腔內(nèi)防脫（跳）臺處。車鉤磨耗后會削弱車鉤強(qiáng)度，影響車鉤的作用，如防脫（跳）臺磨耗后，將會使車鉤失去防脫（跳）作用。前導(dǎo)向角磨耗超過2 mm 時堆焊后磨修或更換，鉤腔前導(dǎo)向角要恢復(fù)原型6 mm凸臺原形[3]；防跳凸臺高度原型（18+10）mm、鉤耳銷孔直徑原型54 mm、鉤體扁銷孔原型（110+30）mm × （44+20）mm、鉤體尾部厚度原型 49～51 mm，允許焊修的磨耗量小于原型尺寸10%時堆焊，恢復(fù)原型，超過磨耗限度時報廢。

磨耗焊修時C 級鋼采用J606 焊條，E 級鋼采用J857 焊條，焊條應(yīng)進(jìn)行烘焙，溫度為350～400 ℃，保溫時間1 h；當(dāng)天未用完的焊條第二天使用前須重新烘干，重復(fù)烘干次數(shù)不宜超過3 次；焊條保溫筒溫度為100～150 ℃；施焊前環(huán)境溫度不得低于5 ℃。磨耗部位施焊前用割炬進(jìn)行局部預(yù)熱至150 ℃以上，用點溫計檢測；預(yù)熱范圍為待焊區(qū)域及其周圍不小于母材厚度3 倍或75 mm 寬度的較小值；焊接時應(yīng)防止電弧擊傷配件表面并留出1～ 2 mm 打磨余量。平面堆焊采用縱向分層堆焊；鉤耳孔與鉤尾銷孔采用同心圓焊波堆焊；多層焊時，第一層應(yīng)采用直徑3.2 mm 的焊條施焊，每焊完一層后，應(yīng)清理焊渣后再焊下一層。堆焊時焊道要相互重疊不小于1/3 焊道寬度，各道焊波要緊密相連，堆焊層應(yīng)平整；焊后須進(jìn)行熱處理。受檢修線結(jié)構(gòu)限制無法施焊的部位，可將鉤體放到地面平臺上進(jìn)行焊接和磨修。

2.2 鉤舌的損傷形式與檢修

鉤舌的主要損傷形式有裂紋、磨耗、變形等。裂紋多發(fā)生在鉤舌內(nèi)側(cè)面的上下彎角處、鉤舌銷孔、牽引突緣及沖擊突肩的根部等拉伸載荷應(yīng)力較大的受力部位；鉤舌磨耗的主要部位是內(nèi)側(cè)面，其次是鉤舌尾部側(cè)面（與鉤鎖接觸面）及鉤舌銷孔。

2.2.1 鉤舌損傷檢查重點

在檢修中，鉤舌故障最多的為裂紋，車鉤緩沖裝置設(shè)計理念中強(qiáng)度是從鉤舌—鉤體—鉤尾框—緩沖器—底架依次增大的，鉤舌的強(qiáng)度最小，在列車受到不正常牽引或沖擊力時，最先受到損傷的是鉤舌，所以在鉤舌檢修中要把防止鉤舌斷裂作為一個重點。

2.2.2 鉤舌的檢修

SS3B 大修時鉤舌更新[4]；鉤舌護(hù)銷突緣部分缺損時更換；沖擊臺缺損時更換；鉤舌厚度小于68 mm 時更換；鉤舌上有裂紋時更換；鉤舌鎖鐵坐入量小于40 mm 時焊修恢復(fù)原形；鉤舌銷孔直徑大于44 mm 時堆焊或更換。C 級鋼采用J606 焊條，E級鋼采用J857 焊條，焊條應(yīng)進(jìn)行烘焙，溫度為350～400 ℃，保溫時間1 h；當(dāng)天未用完的焊條次日使用前須重新烘干，重復(fù)烘干次數(shù)不宜超過3次；焊條保溫筒溫度為100～150 ℃；施焊前環(huán)境溫度不得低于5 ℃。施焊前須用割炬進(jìn)行局部預(yù)熱至150 ℃以上，用點溫計檢測；預(yù)熱范圍為待焊區(qū)域及其周圍不小于母材厚度3 倍或75 mm的較小值寬度；焊接時應(yīng)防止電弧擊傷配件表面并留出1～2 mm 機(jī)加工余量；焊修后鉤舌鎖鐵坐入量≥45 mm，鉤舌銷孔直徑≤44 mm，鉤舌厚度≥68 mm。

2.3 鉤鎖的損傷形式與檢修

鉤鎖的主要損傷形式是磨耗，磨耗的部位大多在鉤鎖與鉤舌尾部的接觸處。由于鉤鎖是承受壓力的部件，故其裂紋及變形較少。

在鉤鎖檢修中，只允許焊修坐鎖面、鉤鎖導(dǎo)向面。在更換新品時，必須更換E 級鋼材質(zhì)鉤鎖。

2.4 鉤舌推鐵的損傷形式與檢修

鉤舌推鐵的主要損傷形式是變形和磨耗，一般較少發(fā)生裂紋。變形的原因是本身剛度小。鉤舌推鐵磨耗或變形達(dá)到一定程度后，車鉤會失去全開作用。鉤舌推鐵變形或磨耗時，材質(zhì)須更換為C 級鋼或E 級鋼。

2.5 車鉤下鎖銷組成的損傷形式與檢修

下鎖銷組成的主要損傷形式是防脫（跳）臺處的磨耗，磨耗嚴(yán)重時車鉤會失去防脫（跳）作用。下鎖銷組成磨耗超限時應(yīng)整體更新。為了防止車鉤分離，目前機(jī)車的ND 型、100 型系列下作用車鉤安裝后均加裝了車鉤上防跳裝置。

3 鉤尾框的損傷形式與檢修

鉤尾框為13B（C 級鋼、E 級鋼）和TB/T 3334 100 型鉤尾框（E 級鋼)，不得使用鍛造鉤尾框；鉤尾框下框身下平面不許焊裝磨耗板。鉤尾框的主要損傷形式有尾銷孔處的磨耗、鉤尾框側(cè)板厚度磨耗、鉤尾框與緩沖器接觸處的磨耗；出現(xiàn)鉤尾框上的橫裂紋、扁銷孔向端部發(fā)展的裂紋時需更換。除上述規(guī)定部位外的其他裂紋缺陷（不超過40mm 的縱向裂紋）進(jìn)行裂紋焊修后需磨平并與周圍表面圓滑過渡。

3.1 磨耗焊修

鉤尾框框身、鉤尾扁銷孔焊修磨耗量不得大于原尺寸的10%，大于時需更換；鉤尾扁銷孔尺寸小于109 mm 時堆焊，堆焊時留出1～2 mm 機(jī)加工余量；鉤尾框框身厚度小于27 mm 時堆焊，堆焊時留出1～2 mm 機(jī)加工余量；其他磨耗部位以非磨耗部位為基準(zhǔn)，堆焊量大于磨耗量。C 級鋼采用J606 焊條，E 級鋼采用J857 焊條，焊條應(yīng)進(jìn)行烘焙，溫度為350～400 ℃，保溫時間1 h；當(dāng)天未用完的焊條次日使用前須重新烘干，重復(fù)烘干次數(shù)不宜超過3 次；焊條保溫筒溫度為100～150 ℃；施焊前環(huán)境溫度不得低于5 ℃。施焊前須用割炬進(jìn)行局部預(yù)熱至150 ℃以上，用點溫計檢測；預(yù)熱范圍為待焊區(qū)域及其周圍不小于母材厚度3 倍或75 mm 的較小值寬度；焊接時應(yīng)防止電弧擊傷配件表面并留出1～2 mm 機(jī)加工余量；焊修后鉤尾扁銷孔≤109 mm，鉤尾框框身厚度≥27 mm。

3.2 裂紋焊修

裂紋焊修深度不得大于母材厚度的20%，大于20%需更換；坡口表面應(yīng)露出母材金屬本色，坡口底部與側(cè)壁過渡要圓滑，不得留有尖角，坡口及其周圍至少20 mm 范圍內(nèi)應(yīng)清除油污、鐵銹和其他雜物；“V”型坡口應(yīng)為30°～120°；焊后須進(jìn)行熱處理，并嚴(yán)格按照規(guī)定對裂紋缺陷清除部位進(jìn)行復(fù)探確認(rèn)無裂紋。

4 車鉤組裝要求

車鉤組裝前應(yīng)確認(rèn)鉤體型號為ND 型、100 型，鉤舌型號應(yīng)為ND 型、100 型、13 型；ND 型、13型鉤舌可安裝在ND 型鉤體上，100 型鉤舌可安裝在100 型鉤體上；鉤舌更新時均采用100 型。E 級鋼鉤舌、E 級鋼鉤鎖可與C 級鋼、E 級鋼鉤體配套使用；其他鉤腔內(nèi)部配件有C 級鋼、E 級鋼標(biāo)記者應(yīng)按相同材質(zhì)配套組裝，車鉤配件無材質(zhì)標(biāo)記者按普碳鋼處理。

鉤舌銷更換的新品須為合金鋼，開口銷為新品，SS3B 型鉤舌為新品，鉤腔內(nèi)配件有磨耗和變形時需要更換新品。

鉤舌推鐵選配時必須保證開鎖作用良好；鉤腔內(nèi)各配件不得有銹蝕和油污，組裝時需在鉤腔各配件涂抹潤滑脂（干性二硫化鉬須用工業(yè)乙醇按4∶1比例配制成濕劑狀態(tài)）；鉤舌銷鉤舌與下鉤耳不許安裝調(diào)整墊；鉤舌與鉤耳上下面的間隙為1～6 mm；鉤舌銷與鉤耳孔短徑方向的間隙范圍為1～3 mm；鉤鎖面與鉤腔內(nèi)立壁的橫向間隙不大于6.5 mm；鉤鎖與鉤舌間貫通間隙為5～18 mm；鉤鎖鐵向上活動量為5～18 mm；閉鎖位時鉤舌與鉤腕內(nèi)側(cè)面距離為112～122 mm，全開位時鉤舌與鉤腕內(nèi)側(cè)面距離為220～235 mm；鉤舌銷開口銷雙面劈開角度為60°～70°。

5 車鉤三態(tài)故障分析及防控措施

鉤體、鉤舌、鉤舌銷及鉤腔內(nèi)配件檢修組裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行三態(tài)作用試驗。所謂三態(tài)作用是指車鉤在閉鎖位、開鎖位、全開位三個作用位置的性能。車鉤三態(tài)作用不良，尤其是閉鎖不良，將嚴(yán)重影響車輛的使用。三態(tài)作用不良主要是由于鉤頭及鉤腔內(nèi)零件制造或檢修質(zhì)量不良所造成的，極有可能造成列車分離事故。

5.1 車鉤自動分離的原因分析

原因主要有：車鉤閉鎖位尺寸超限；車鉤防跳作用不良；提鉤桿不符合標(biāo)準(zhǔn)或角度不符合規(guī)定，機(jī)車運用過程中提鉤桿動作帶動鉤鎖銷動作；兩車車鉤高度差超限，運行在坡道時或者機(jī)車振動較大時，兩車鉤脫離[5]；車鉤“低頭”造成鉤高超差或車鉤下鎖銷不處于防跳位置使防跳失靈；車鉤連接狀態(tài)不良（未落鎖）；下作用式車鉤上防跳插銷丟失、漏裝、漏插或插裝不到位。

5.2 車鉤自動分離的防控措施

認(rèn)真進(jìn)行車鉤的三態(tài)作用試驗；嚴(yán)格控制車鉤閉鎖位和全開位的尺寸；嚴(yán)格控制車鉤防跳間隙（鉤鎖移動量），認(rèn)真檢查車鉤防跳性能；鉤腔上防跳臺磨耗超限時堆焊后磨修或更新；鉤舌的鉤鎖承臺磨耗超限時堆焊磨修恢復(fù)原型，鉤鎖座入量控制在45～52 mm 之間，并且該部位不得在現(xiàn)車堆焊；下鎖銷磨耗超限時，C 級鋼或E 級鋼材質(zhì)者變形時應(yīng)恢復(fù)原型，不能恢復(fù)原型者更換；下作用車鉤在安裝后應(yīng)全部按規(guī)定加裝車鉤上防跳；提鉤桿應(yīng)嚴(yán)格按圖紙制作，安裝角度應(yīng)符合規(guī)定；嚴(yán)格控制車鉤高度，測量車鉤高度時，應(yīng)保證鉤尾框與鉤尾框托板密貼、車鉤鉤體與車鉤托梁密貼，確保測量準(zhǔn)確[5]；認(rèn)真檢查車鉤現(xiàn)車安裝狀態(tài)，出現(xiàn)“低頭”現(xiàn)象應(yīng)認(rèn)真查明原因及時處理；下作用車鉤按規(guī)定安裝車鉤上防跳裝置，裝有上防跳裝置的車鉤，機(jī)車連接后，應(yīng)按規(guī)定將定位銷桿插裝到位，有效起到控制車鉤下鎖銷組成移動而限制鉤鎖上移，避免鉤鎖上移后開鎖，防止車鉤分離的作用。

6 結(jié)束語

中車太原機(jī)車車輛有限公司年均檢修韶山型電力機(jī)車100 臺左右、和諧D3 型電力機(jī)車150～200 臺，在未進(jìn)行電力機(jī)車鉤、鉤尾框利舊檢修技術(shù)攻關(guān)之前，車鉤、鉤尾框需全部更換新品，該部分成本占整車物料成本的1%左右；通過技術(shù)攻關(guān)實現(xiàn)車鉤、鉤尾框檢修后，檢修合格的車鉤、鉤尾框成本僅占整車物料成本的0.2%，降低了生產(chǎn)成本，單車?yán)麧櫬侍岣吡?.8%。中車太原機(jī)車車輛有限公司的生產(chǎn)實踐表明，通過制定規(guī)范合理的電力機(jī)車車鉤鉤尾框利舊檢修技術(shù)方案，實施有效的車鉤三態(tài)故障防控措施，保證了電力機(jī)車車鉤、鉤尾框檢修質(zhì)量，拓展了電力機(jī)車檢修重要零部件自主修造產(chǎn)品種類。