張立，孫文科，王英杰

（中鐵十六局集團(tuán)鐵運(yùn)工程有限公司，河北 保定 074000）

0 引言

隨著我國(guó)鐵路運(yùn)輸速度的提高和荷載的增大，在鐵路運(yùn)輸中車鉤的故障時(shí)有發(fā)生，給鐵路運(yùn)輸安全造成了不利影響。貨車車鉤的檢修質(zhì)量問(wèn)題種類較多，其成因也多種多樣，因此有必要針對(duì)這些檢修質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行分析，并采取合理的應(yīng)對(duì)措施。

1 鐵路貨車車鉤結(jié)構(gòu)

現(xiàn)階段，我國(guó)鐵路貨車使用的兩大系列車鉤為13型和17型[1]。其中，13型主要應(yīng)用于鐵路貨運(yùn)?；疖囘B接緩沖器是將兩節(jié)車廂連接在一起的機(jī)械零件，它能夠牽引車廂前進(jìn)和后退，還能夠緩和車廂在行進(jìn)過(guò)程中的沖擊力，是火車車廂能夠保持平穩(wěn)運(yùn)行的重要部件。

火車連接緩沖器由5部分組成：車鉤、緩沖器、鉤尾框、從板、鉤尾銷[2]。連接緩沖器的安裝就是將這5部分零部件依次連接在一起。但有時(shí)可以取消從板，直接用鉤尾銷代替。我國(guó)鐵路車輛在車廂連接處安裝緩沖器必須具備可靠性、安全性及互換性。在車廂緩沖器安裝后的空車狀態(tài)下，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，車鉤緩沖器的中心高度為（88±1）cm，兩節(jié)相鄰車廂的中心高度差應(yīng)小于7.5cm。

車鉤緩沖器的車鉤由頭、身、尾3個(gè)分部組成[3]。其中，位于車鉤最前端的粗大部分統(tǒng)稱為車鉤頭，鉤頭又由鉤舌和銷組成，通過(guò)它們實(shí)現(xiàn)防跳和鎖止。位于火車車鉤后的鑄態(tài)組織為鉤尾，在鉤尾上開(kāi)垂直于水平面的鎖口，通過(guò)鎖口與車身框架進(jìn)行連接。通過(guò)3部分構(gòu)成的車鉤能夠?qū)崿F(xiàn)3種狀態(tài)：閉合狀態(tài)、開(kāi)鎖狀態(tài)和全開(kāi)狀態(tài)。

（1）閉合狀態(tài)，兩節(jié)車廂連接可實(shí)現(xiàn)拖拽。車廂連接在一起時(shí)，車鉤的鉤舌緊密連接，這種狀態(tài)稱為閉合狀態(tài)。閉合狀態(tài)下被連接的車廂才具備牽引能力。其中，鉤舌位于鉤座的最底部，鉤座內(nèi)部的腔壁能夠使對(duì)位的鉤舌固定、不能轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)閉合，使兩節(jié)車廂有效連接在一起。

（2）開(kāi)鎖狀態(tài)，鉤鎖已緩慢提升且鉤舌還未進(jìn)入開(kāi)啟狀態(tài)。若要分開(kāi)相鄰近兩節(jié)車廂的連接狀態(tài)，務(wù)必使一個(gè)車鉤處于開(kāi)啟狀態(tài)。對(duì)兩節(jié)車廂進(jìn)行分離操作時(shí)，扳動(dòng)鉤提桿，鉤鎖鎖桿就由下而上帶動(dòng)下鎖銷，首先使其凹臺(tái)轉(zhuǎn)出擋棱，然后頂鉤鎖鐵向上，離開(kāi)原來(lái)?yè)踉阢^尾的位置，使鉤舌能夠移動(dòng)，從而開(kāi)啟車鉤。

（3）全開(kāi)狀態(tài)。將鎖鉤提升至上限，此時(shí)鎖鉤的上部形成了以接觸面為支點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，車鉤的腔壁帶動(dòng)鉤舌圍繞其中心軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，如此其呈現(xiàn)出全開(kāi)狀態(tài)，為兩節(jié)車廂實(shí)現(xiàn)連接做好準(zhǔn)備。

車鉤的3種狀態(tài)如圖1所示。

圖1 車鉤三種狀態(tài)

2 影響鐵路貨車車鉤檢修質(zhì)量的原因

（1）車廂車鉤未及時(shí)保養(yǎng)維修。車廂車鉤必須定期保養(yǎng)維修，才能保證其使用安全性?，F(xiàn)階段，車鉤經(jīng)過(guò)鋼刷進(jìn)行手工維護(hù)保養(yǎng)，這種方法不能根除經(jīng)雨水銹蝕的車鉤鐵銹。鐵銹清除不徹底會(huì)影響后續(xù)外觀檢查和超聲波檢查，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)在裂紋，從而給火車運(yùn)營(yíng)增加了隱患。

（2）車廂車鉤交界處的防跳臺(tái)是易磨損部位，如果磨損嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致鎖鐵豎直方向的變化量增大，從而影響火車運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性，列車往往會(huì)出現(xiàn)震動(dòng)開(kāi)鎖的危險(xiǎn)。防跳臺(tái)修補(bǔ)技術(shù)相對(duì)落后，檢修人員通常采用堆焊方式進(jìn)行恢復(fù)，堆焊后用砂輪打磨修復(fù)。這種方式很難實(shí)現(xiàn)尺寸復(fù)原，無(wú)法達(dá)到原型的高匹配度，從而帶來(lái)非常嚴(yán)重的安全隱患。

（3）車廂車鉤在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生碰撞變形的情況，最多出現(xiàn)的是上揚(yáng)和下墜。對(duì)這類問(wèn)題進(jìn)行檢修保養(yǎng)時(shí)，很難達(dá)到滿意的效果，而且無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常的車廂對(duì)接。為此，通常會(huì)切除車鉤鉤舌的下?tīng)恳咕?，這樣可以解決連接問(wèn)題，但是會(huì)增加火車運(yùn)行過(guò)程中的安全隱患。

（4）車鉤鉤舌內(nèi)部的金屬磨損，修補(bǔ)時(shí)往往采用人工進(jìn)行埋弧焊等方式。人為進(jìn)行焊接修補(bǔ)存在很大的隱患，例如：實(shí)際操作過(guò)程中的手法、焊材的選擇及電焊機(jī)參數(shù)的調(diào)整等都會(huì)影響修補(bǔ)質(zhì)量。

（5）車鉤檢修后，應(yīng)該檢驗(yàn)修補(bǔ)后車鉤表面的粗糙度，這樣可以保證后期檢驗(yàn)工序的順利開(kāi)展。但是現(xiàn)階段尚未要求檢修后的車鉤表面粗糙度達(dá)到何種標(biāo)準(zhǔn)，因此加大了車鉤檢修的難度。

3 貨車車鉤檢修中的誤區(qū)及其對(duì)車輛連掛可靠性的影響

3.1 鉤舌尾部與鉤鎖鐵間橫向間隙處于檢修盲區(qū)

現(xiàn)階段，13型鐵路貨車的車鉤安裝標(biāo)準(zhǔn)為：鎖舌和內(nèi)壁的橫截面間隙不超過(guò)6.5mm，如果橫截面間隙小于3.5mm，會(huì)影響車鉤3種狀態(tài)的變換；如果橫截面間隙大于6.5mm，會(huì)在火車運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動(dòng)，震動(dòng)會(huì)導(dǎo)致鎖銷與防跳臺(tái)分離，從而導(dǎo)致開(kāi)鎖。而且間隙太大會(huì)導(dǎo)致兩節(jié)車廂的車鉤發(fā)生強(qiáng)烈碰撞，沖擊力過(guò)大會(huì)使其發(fā)生斷裂，增加運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，從而影響火車貨廂的可靠連接。同時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間處于撞擊狀態(tài)，可能會(huì)使車鉤間隙不斷增大，影響行車安全。

車鉤的橫截面間隙變化是以下3個(gè)間距的改變導(dǎo)致的：一是車鉤內(nèi)壁與車鉤尾的間距；二是車鉤鉤鎖的接觸面與被接觸面的間距；三是車鉤內(nèi)腔與鎖鐵的間距。這3個(gè)間距共同影響車鉤橫截面的間距變化，其中一個(gè)發(fā)生改變，會(huì)導(dǎo)致車鉤橫截面間距超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍。造成間距改變的原因主要有：

（1）車鉤及其零部件在生產(chǎn)制造過(guò)程中存在較大的尺寸問(wèn)題，制造公差超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)范圍。如果車鉤生產(chǎn)商為不同的廠家，發(fā)生公差超標(biāo)情況的概率更大。

（2）車鉤檢修人員在維修后沒(méi)有將其恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)尺寸，鉤舌和鎖鐵均沒(méi)有恢復(fù)原型。

（3）鉤舌鎖面、鎖鐵未恢復(fù)原型導(dǎo)致車鉤橫截面間隙變大。

因此，在車鉤及零部件檢修過(guò)程中，必須嚴(yán)格規(guī)范操作，保證車鉤橫截面間隙控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，以保證貨車車廂安穩(wěn)運(yùn)行。同時(shí)，采購(gòu)車鉤及零部件時(shí)要嚴(yán)格把控質(zhì)量，對(duì)車鉤參數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)，如遇不合格產(chǎn)品，必須返廠維修或者退貨，防止不合格的車鉤應(yīng)用在鐵路貨車上。同時(shí)，后期維修保養(yǎng)過(guò)程中，車鉤經(jīng)過(guò)維修恢復(fù)后，同樣要經(jīng)過(guò)嚴(yán)苛的質(zhì)量檢驗(yàn)才能用于火車連接。橫向間隙需要使用專業(yè)工具檢測(cè)，編制完善的檢修操作指導(dǎo)手冊(cè)。

3.2 現(xiàn)行的車鉤檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)車鉤的縱向間隙未作規(guī)定

車鉤的縱向間距是指當(dāng)列車處于動(dòng)力牽引時(shí)，牽引一方的車鉤凸緣與另一端鉤舌之間的距離。在火車車廂前進(jìn)過(guò)程中，兩節(jié)車廂必須依靠牽引凸緣進(jìn)行牽引，如果是減速狀態(tài)下，需要用雙方鉤舌來(lái)承受沖擊力，此時(shí)的縱向間距為0，當(dāng)處于牽引狀態(tài)下，車鉤的縱向間距達(dá)到最大值。因此，要想保證兩節(jié)火車車廂連接的可靠性，需要合理設(shè)計(jì)縱向間隙。

（1）火車運(yùn)行過(guò)程中車鉤的受力影響其安全性，因此，必須合理分配車鉤縱向間距，這樣才能使車鉤各個(gè)部位均衡受力，避免車鉤斷裂。

（2）合理的縱向間距可以避免車鉤在運(yùn)行中遇到強(qiáng)烈的沖擊和拖拽。過(guò)大的間距容易使車鉤的防跳臺(tái)作用失效，鎖銷容易脫出。因此，合理的縱向間距需要通過(guò)各種檢修手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，在車鉤測(cè)試使用階段增加對(duì)縱向間距的檢測(cè)，可以確定車鉤在拖拽和推壓狀態(tài)下是否有合理的間距。鉤舌需要保持水平，因此可以在鉤耳處焊接加厚墊，使鉤銷垂直，這樣便于調(diào)整鉤耳與鉤舌的間距。如果車鉤處于閉合狀態(tài)，還要檢測(cè)鉤舌與鉤腕的間距是否不超過(guò)13cm，以保證受力均衡。

3.3 片面追求磨耗部位尺寸，破壞了零件原有的外形輪廓

檢修人員在檢修時(shí)缺少維修專用輔具，不能完全恢復(fù)零件的原有尺寸，還對(duì)外形尺寸造成了破壞。車床加工是檢修車鉤的主要方法，因?yàn)殒i鐵的侵入量不能小于45mm，所以，檢修操作工人為了方便加工，將鉤舌鎖面加工出一條棱，這樣能夠滿足侵入量的要求，但是加工的棱會(huì)影響車鉤整體性能，降低車鉤連接的可靠性。因?yàn)檫^(guò)渡面外形輪廓發(fā)生改變，所以鉤舌與鎖鐵的配合也受到不同程度的影響。因此，需要制定車床加工檢修規(guī)范，以恢復(fù)車鉤原有輪廓尺寸。

車床加工規(guī)范制度包括以下內(nèi)容：（1）檢修操作時(shí)，應(yīng)采用機(jī)械加工和手工打磨相結(jié)合的方式，根據(jù)車鉤的具體情況選擇加工方法，無(wú)法使用機(jī)械加工時(shí)，需要采用手工打磨的方式恢復(fù)原有輪廓外形；（2）加工維修不僅要確保加工質(zhì)量，還要分析后期裝配時(shí)的公差問(wèn)題，外形輪廓尺寸與所有配件裝配得當(dāng)才能保證其連接可靠性。

3.4 采用堆焊鉤鎖承臺(tái)的方法修復(fù)防跳間隙造成嚴(yán)重后果

用堆焊方法修復(fù)防跳臺(tái)間距會(huì)產(chǎn)生兩種嚴(yán)重后果：一是鎖鐵的侵入量降低，促使鎖鐵重心發(fā)生改變，導(dǎo)致鎖舌不能在正確位置上，最終導(dǎo)致鎖鐵傾斜；二是鎖鐵容易發(fā)生上下跳動(dòng)的情況，防跳臺(tái)功能完全失效，直接導(dǎo)致火車車廂車鉤連接安全性大幅下降。

在進(jìn)行車鉤三態(tài)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)通過(guò)以下措施保證防跳間隙的合理性：（1）如果測(cè)量發(fā)現(xiàn)防跳間距超出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，禁止采用手工堆焊；（2）通過(guò)重新選配鉤舌、鎖鐵及上鎖銷桿的方法來(lái)保證防跳間隙；（3）檢查鎖鐵是否處于正位狀態(tài)、防跳間距是否符合要求。

4 鐵路貨車車鉤檢修質(zhì)量改進(jìn)措施

（1）選擇高強(qiáng)度的車鉤鑄造材料，例如高級(jí)別的鋼材?；疖囓噹d重能力和提速能力都與車鉤最大承受強(qiáng)度有關(guān)。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬分析軟件進(jìn)行車鉤強(qiáng)度設(shè)計(jì)，能夠延長(zhǎng)車鉤使用壽命，避免車鉤疲勞斷裂。

車鉤的生產(chǎn)工藝主要是鑄造，改進(jìn)鑄造工藝也能大幅提升車鉤強(qiáng)度，避免鑄造氣孔等缺陷產(chǎn)生，有效提升車鉤強(qiáng)度。采用精密鑄造的方法可以改善車鉤表面粗糙度，滿足外形輪廓要求。

（2）采用拋丸機(jī)進(jìn)行除銹能夠在不改變輪廓的情況下徹底清除鐵銹。車鉤表面清潔度提升，更容易發(fā)現(xiàn)潛在裂紋。相對(duì)于手工砂輪打磨，拋丸工作量更小，效率非常高。

（3）增加磁粉探傷工序。磁粉檢測(cè)常應(yīng)用于核電、軍工、航空零部件行業(yè)，在火車零部件行業(yè)也可以應(yīng)用，能夠提升零件質(zhì)量，在發(fā)現(xiàn)細(xì)微缺陷方面發(fā)揮了非常關(guān)鍵的作用。

（4）制作專用的設(shè)備進(jìn)行鉤舌精密加工，消除人為因素導(dǎo)致的缺陷，精準(zhǔn)控制鉤舌焊后相應(yīng)的機(jī)加工尺寸。制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，將鐵路貨車車鉤檢修工序規(guī)范化，多點(diǎn)位檢查檢修后質(zhì)量。車鉤在使用期內(nèi)發(fā)生變形，可以制作相應(yīng)的模具進(jìn)行尺寸調(diào)整，然后經(jīng)過(guò)熱處理消除應(yīng)力，使車鉤滿足使用要求。

（5）對(duì)檢修人員定期進(jìn)行技能培訓(xùn)，不斷充實(shí)其理論，豐富其實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而減少人為因素導(dǎo)致的車鉤質(zhì)量問(wèn)題。

5 車鉤檢修時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）車鉤檢修時(shí)，應(yīng)控制好其橫向間隙，并確保車輛連掛的可靠性；提高車鉤部件的制作質(zhì)量，盡量降低部件制作過(guò)程中的誤差，并統(tǒng)一制定車鉤部件的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)；在組裝車鉤部件前，需對(duì)車鉤部件的所有參數(shù)進(jìn)行檢查，將不符合標(biāo)準(zhǔn)的部件剔除，避免不合格部件裝車。在完成車鉤部件的組裝后，需對(duì)車鉤橫向間隙進(jìn)行檢測(cè)，如果間隙過(guò)大，則應(yīng)重新選配鉤舌與鎖鐵。在檢測(cè)工作中應(yīng)使用專業(yè)塞尺，以提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（2）為確保車輛連掛的可靠性，可以在完成車鉤檢修工作后，合理分配其縱向間隙。進(jìn)行車鉤三態(tài)試驗(yàn)時(shí)，需在鉤舌向外牽引狀態(tài)下對(duì)車鉤牽引凸緣的間隙、鉤舌護(hù)銷凸緣與車鉤護(hù)銷臺(tái)間的間隙以及鉤舌圓銷與鉤耳的間隙進(jìn)行手工檢查。調(diào)整鉤耳與鉤舌上端面的間隙時(shí)，應(yīng)在鉤耳下方進(jìn)行加墊處理，使鉤舌保持水平狀態(tài)，進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量。更換耳孔套后，應(yīng)認(rèn)真檢查上下鉤耳，防止出現(xiàn)上下鉤耳不同軸的情況。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于各檢修段檢修設(shè)備及工作條件的差異，車鉤檢修過(guò)程中仍存在許多誤區(qū)，嚴(yán)重制約著車鉤牽引能力的提高，對(duì)車輛連掛可靠性有直接或潛在的影響。本文分析了車鉤檢修質(zhì)量問(wèn)題，闡述了影響車輛連掛可靠性的因素，并提出了改進(jìn)建議，以期提升鐵路貨車車鉤質(zhì)量檢修效果，增強(qiáng)鐵路貨車車輛連掛的可靠性。