货车车钩常见运用故障分析及处理方案.docx
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2018年月日
摘要
随着中国铁路运输总量的快速增长，铁路运输在中国经济发展中的作用日益重要。
货车运行速度和负载的持续增加对连接列车中所有车辆的货车车钩的质量，可靠性和安全性提出了更高的要求。
当铁路货车运行时，除了一定的弯矩之外，货车车钩在传递纵向力和冲击力方面发挥作用。
作用在车钩上的这些巨大的或随机或交替的载荷通常会导致车钩发生故障，造成交通事故，并造成很大的经济的损失。
例如，当车辆正在调整时，大的撞击力经常导致货车车钩各部分的磨损，裂纹和变形，从而导致驾驶安全。
这对提高车辆连接稳定性至关重要，保证铁路货运安全，并提高经济效益。
以我国常用的新旧机车车钩为例进行分析。
关键词：
货车车钩；故障分析；处理方案
目录
第一章绪论 5
1.1设计的目的及意义 5
1.1.1设计的目的 5
1.1.2设计的意义 5
1.2题目来源 5
1.3设计的主要内容 5
第二章货车车钩的简介 7
2.1货车车钩的概述 7
2.2货车车钩的技术 7
2.3货车车钩的近期发展概况 7
1、20世纪50年代车钩简统化、标准化 7
2、2号车钩简统化 8
3、13号车钩的研制 8
4、停止生产成套2号车钩 8
5、研制低合金高强度13号车钩 8
第三章货车车钩常见故障分析 9
3.1货车车钩故障统计 9
3.213号车钩的故障分析 9
3.2.1钩体裂纹故障 9
3.2.2钩舌销弯曲和断裂故障 10
3.2.3钩尾框部分故障 10
3.2.4车钩不落锁 11
3.2.5车钩自动分离故障 11
3.316、17号车钩常见故障分析 12
3.3.1车钩开锁不良 12
3.3.2下锁腔前弯角裂纹 12
3.3.3钩尾销孔裂纹 13
第四章货车车钩故障的处理方案及一些检查仪器 14
4.113号车钩故障对应的处理方案 14
1，改变车钩的方式 14
2，改变安装机车车钩的方式 14
3，加强维修过程，提高检验质量，检验 14
4、改进机车控制方法，提高列车编组质量。
14
5.短期措施 14
4.216、17车钩故障对应处理方案 15
1、车钩开锁不良 15
2、下锁腔前弯角裂纹 15
3、钩尾销孔裂纹 15
4.3车钩检查方法 15
4.5可行性验证 16
4.5.1降低以上常见故障发生率 16
4.5.2改进后预想的目标 16
第五章改进及建议 18
第六章结论 19
致谢 21
第一章绪论
1.1设计的目的及意义
1.1.1设计的目的
我国当下经济飞速发展，而交通运输方式关键是种类繁多，其中我们的铁路运输更加是成为当下几个主要运输方式之一，然而在铁路运输中我们的货车运输尤为突出，因为其优点比较突出比如说运输的量很大还有运输的费用却是极低，正因为这样当时国内很多大公司把自己的货物运输从海运全部转成了铁路货车运输。
在我国铁路运输高速发展的过程中出现了很多很多五花八门的故障，在这里货车运输车钩的运用常见故障和其对应的检修是其比较重要的问题，在这我针对老型车钩以13号车钩为代表和新型车钩以17号车钩为代表的比较典型的几个故障拿出来进行分析。
1.1.2设计的意义
为了保障铁路货车车安全运行，让运输的货物安全并且毫无破损准时到达的列车，本文主要研究铁路货车运输车钩在运用中出现的各种问题并给出解决方案，来减少铁路货车运输车钩各方面存在的安全隐患，避免因货车车钩故障引起的行车事故的，这样可以更好地保障了广大用户的货物和财产安全。
1.2题目来源
我国铁路货车因为发展十分迅猛，当然大小的事故也是不少，大大小小的事故，车钩故障引起的却是几个主要的故障之一，并且我国车钩维修技术及方案也在渐渐地完善。
所以货车车钩故障是十分值得研究的。
1.3设计的主要内容
因为现在铁路货车完全占据了国内现在货运市场的主要市场，所以铁路货车运输的效率和速度也就十分重要了，然而保证这些的却是铁路货车自己本身的质量，这些年来铁路货车运输也出现了大大小小的一些事故，经过自己的一些统计发现，在这些故障中车钩出现的问题是最多的，针对这一现状，去网上看了一下关于国外的铁路网站，再结合自己在学校找得到一些资料文献上，总结了几个相似或者相同的车钩故障，因为以前的13号车钩到后来的16、17号车钩比较典型并且在铁路是运用的是最多的，正因为我国许多的研制人员尽心尽力的研究，我国货车车钩的故障问题对应的解决方案是在全世界都是一流的，我也根据老师的指导和在株洲车辆段顶岗实习中所学到的提出了自己的一些看法和一些建议。
看了一些资料后发现故障是无法避免的，但是可以尽可能的降低故障的发生的概率，所以我们检修人员在检修时必须要仔细认真，一句话总结起来维修不然检修检修不如维护。
第二章货车车钩的简介
2.1货车车钩的概述
车钩由三个部分组成分别是钩头，钩身、钩尾。
将车头和车身连接或者将两节车厢之间的连接是通过车钩完成的，车钩使拉力和冲击力连接，而且车钩还使两辆车厢保持安全距离。
车钩可以自上而下和自下而上两种方式开启，车钩利用钩头自上而下的升起作用也称为上作用式，车钩利用钩头自下而上抬起作用也称为下作用式。
车钩不仅可通过打开方式分类，还可以通过构造分类，有旋转车钩、自动车钩、密接式车钩和螺旋车钩。
列车第一次使用的车钩就螺旋车钩，不过其太过落后已被启用，动车高铁常常会使用密接式车钩。
我国列车基本上使用自动车钩，不过还有部分地区使用旋转车钩。
提起钩提杆利用车头拉开车身与另一辆车的车钩相撞以完成脱钩和挂钩。
我国于上世纪中页把一号和二号车钩定定位我国的标准车钩。
2.2货车车钩的技术
当前，我国铁路上的运输货车装用的车钩和钩尾框主要是13号、13A型、13B型及16、17型，其中货车约有90%以上的是使用了13号、13A型车钩和钩尾框；最初与16型车钩配套的是17型车钩一般都是装用在翻车机卸货的单元运煤专用敞车上，因为17型车钩在实际的运用中性能优良表现十分突出，所以我国70吨级货车使用的主型车钩都是17型车钩。
而13号车钩和其钩尾框，我国在二十世纪六十年代初参照了美国E型的车钩和俄罗斯CA-3型车钩研制出了13号车钩，而在我国铁路货车上推广使用的时候是在七十年代初开始的。
2.3货车车钩的近期发展概况
经历大半个世纪以来，我国货车车钩的改进大体经过了下述几个阶段。
1、20世纪50年代车钩简统化、标准化
2号和3号缓冲器这两个种类奠定了发展方向和发展基础。
这两个对我们国家影响很深远。
2、2号车钩简统化
十九世纪六十年代，2号车钩提高了其互换性。
当下，2号车钩现虽已经成为货车车钩主要的型号，但因为运用行驶日益暴露出结构强度偏低的缺陷，当下货车运输的迅速发展2号车渐渐无法适应其强度。
3、13号车钩的研制
1971年，铁道部使普碳钢13号车钩静拉破坏强度从1960千牛提高到了惊人的2450千牛，达到了预期所定的目标，并且远远超过了其目标，算是当时的一个重要的里程碑。
4、停止生产成套2号车钩
1982年，我国铁道部发文强调，装载量在50吨以上货车装用我国现用的2号车钩已经无法适应我国当下的调车作业和运用要求，后来慢慢淘汰2号车钩。
5、研制低合金高强度13号车钩
为达到中车钩拉伸三十强度不得小于2940千牛的规定。
1983年，因为当时我国铁道部内部供应的合金元素出现了限制，只能采用锰化锶合金制造低合金并且高强度的13号车钩。
从开始的选材到后来的研制一步一步开始向1993发布的文件《铸钢件技术条件》靠拢。
第三章货车车钩常见故障分析
3.1货车车钩故障统计
这些年来我们国家铁路事业发展十分迅猛，这就导致了铁路货车运输慢慢的占据的中国国内运输行业的很重要的部分，这也是铁路运输能迅速发展的主要原因，但是跟大部分的运输交通工具一样，时间一久就出现这样或者那样的故障，根据自己在株洲车辆段顶岗实习现在师傅所得到的三个月之内故障有以下这些：
货车车钩故障发生次数统计表表1
13车钩故障
三个月内发生这种故障的次数
16,17号车钩故障
三个月内发生这种故障的次数
钩耳孔不同心
2
钩耳孔裂纹
2
车钩自动分离故障
8
钩锁铁磨耗超限
5
车钩不落锁
6
车钩开锁不良
4
钩尾框部分故障
6
下锁腔前弯角裂纹
4
钩舌销弯曲和断裂故障
5
钩尾销孔裂纹
6
钩体裂纹故障
7
牵引台裂损
1
钩尾扁销孔磨耗超限
1
钩舌推铁裂纹
2
钩锁铁磨耗超限
3
由上表1可以看出货车车钩的故障发生概率，由此我们根据上表把货车车钩分成13车钩还有16、17号车钩来分析几个常见的货车车钩故障。
3.213号车钩的故障分析
3.2.1钩体裂纹故障
车钩常见故障多见于钩体裂纹，这类裂纹经常产生在钩腔里的牵引台底部、钩耳孔旁边、下锁销孔筋部及钩头与钩身的相交处等部位。
发生裂纹的主要原因分为以下几点：
（1）因为制造工艺上有所偏差，这就是为什么该部位会产生裂纹最主要的原因。
其次，如果上、下牵引台中只有一个牵引台受力，也是比较容易产生裂纹的。
（2）在最初设计的时候，由于各种原因，比如在调整钩耳孔时采用的不当操作，或者由于搭配、安装钩舌时的不当做法，导致钩耳孔中心与牵引台之间的距离变短，就容易导致钩耳边缘产生裂纹。
除此之外，由于铣孔、镶套等原因，上、下钩耳同心度变得极差，同样也会致其受力不均，导致钩耳孔边缘产生裂纹。
3.2.2钩舌销弯曲和断裂故障
钩舌部分的裂纹一般都出现在钩舌内侧面。
但不合人意的是，在实际运用中，部分钩舌销还是承担着比较大的作用力，因此，钩舌销弯曲和断裂的现象时有发生。
这种现象发生之后，随之而来的便是车钩三态作用失去原有的效用、车钩分离等相似的故障。
伴随着我国铁路货车在提速与重载方面的更深层次的发展，出现在钩舌销上的故障也逐渐增加。
如果非要究其根源，我认为有以下几个方面的原因：
（1）铁路货车增加所载货物的重量，这就出现了种种弊端，严重的缩短了钩舌的寿命。
（2）在组装时出现各种问题，运用的时候出现钩舌销跟随钩舌一起转动的情况，由此足以表明，组装后的钩舌销是处于受力状态中的。
（3）加工刀痕便成为钩舌销断口的疲劳裂纹的源头，同时也可导致钩舌销早一步出现疲劳断裂的情况。
除此之外，钩舌销本身也可能存在安全隐患，如果钩舌销的内部存在缺陷的话，也是能够成为疲劳裂纹源的。
3.2.3钩尾框部分故障
锁尾框是承受纵向冲击力最大的配件。
在其弯角处存在着很大的应力集中。
在过大的冲击力作用下，就极有可能使锁尾框出现裂纹亦或是折损。
除此之外，如果钩尾框材质粗糙，且存在气孔、砂眼等缺陷的话，也可能会导致钩尾框出现裂损。
3.2.4车钩不落锁
车钩不落锁故障产生的主要原因大致是由于钩腔内部配件表面油垢、车钩各部件的变形、钩提杆横移量和钩提杆链松余量、连挂作业方法、连挂车互钩差等因素的影响造成。
3.2.5车钩自动分离故障
长期以来，车钩自动分离问题一直困扰着行车部门，特别是近年来，货车钩内部零件配合不良有多种情况，会影响车钩三态的灵活性，但只有钩锁不能完全落到位这一因素才有可能导致车钩发生自动分离。
如上图，当三态灵活性差时，车钩可能会出现假落锁的现象。
即钩锁虽下落，但未完全落到位，钩锁与钩舌间未达到45毫米的搭接量，当受到较大冲击力后，钩锁会因局部受力变形后上窜，导致车钩发生自动分离。
3.316、17号车钩常见故障分析
3.3.1车钩开锁不良
车钩三态作用具体为开锁作用、全开作用、闭锁作用,如果要将两连挂的车
图1
钩时分开至少需要两个车钩的其中一个车钩处于在开锁状态。
如果发现车钩开锁不良的时候,即是提起钩提杆手柄到开锁位后,钩锁铁不能在钩舌推铁的座锁面上停留。
3.3.2下锁腔前弯角裂纹
17型车钩裂纹宽度比较长,它们的长度各不相同,但是深度差异却不是很大。
我们可以通过对车钩制造工艺、车钩的自身的原材料和自己的结构的分析,综合以上所说的我们可以判断出出现了裂纹的几个主要原因为:
（1）17型车钩的下锁腔前弯角处的厚度与整体相比比较单薄，这个位置只有3个直角组成的所以形成了三直角这个特殊的形状,在铸造时有一个必须要注意的问题就是应力集中会随着温度的变化而产生的,产生应力集中就意味着铸造裂纹出现的几率大大增加;
（2）17型车钩所采用的原材料为E级钢,E级刚有优点当然也有缺点优点就是材质的硬度和强度大,但其缺点就是韧性不足,所以因为缺点很明显所以容易产生裂纹。
（3）17型车钩下锁腔比13型车钩宽9毫米，因为应力集中的原因也导致了水平弯曲。
此外,17型车钩和13型车钩这两个车钩在连挂的时候。
应该十分注意。
3.3.3钩尾销孔裂纹
钩尾销孔裂纹大部分发生在圆销孔牵引弧面的中部区域，因为钩尾销孔是非常小的一个但也是车钩必不可缺的，因为货车长期拉非常重的货物，连接就会进行磨耗，然而这个磨耗又是不可逆转的，所以非常容易出现裂纹。
分别沿销孔的轴向和径向延伸,发现的最长裂纹，并且对锁铁开锁座锁面或钩舌推铁座锁面进行检查。
这个部分非常容易出现裂纹。
第四章货车车钩故障的处理方案及一些检查仪器
4.113号车钩故障对应的处理方案
1，改变车钩的方式
在一些矿区，由于煤尘较大，我认为可以货车现在使用的上作用式车钩变成下作用式车钩即可。
2，改变安装机车车钩的方式
中国的大多数机车都使用上部行动型车钩。
挂钩升降杆通过挂钩升降杆座固定在车辆端板上。
在机车运行过程中，部分零件可能发生变形，导致升降杆变形和变形。
放松。
在这种情况下，我认为可以适当改变吊钩升降链与锁定销之间的连接方式，改变吊钩升降链两个马蹄铁圈之间的连接方式，使其一体化形式适应于构图风格。
由于松动不足，销锁不会变形，并且吊钩提升杆不会锁定。
3，加强维修过程，提高检验质量，检验
当机车正在进行常规工厂或部件修理时，车钩必须恢复到其原始形状，并且必须对联轴器的一些重要部件进行寿命管理。
已达到服务年龄的部件必须报废并禁止在机车上使用。
要提高部分部件的技术标准，必须认真实施“三检一检”管理制度，更换所有可更换部件。
车辆检查人员要严格履行职责，对机车进行认真检查，及时发现问题，及时解决问题。
4、改进机车控制方法，提高列车编组质量。
在某些矿区有许多弯道和陡坡的地区，作者建议系统地改变机车的牵引方法，并在上坡和下坡合理使用制动器。
对机车进行分组时，避免使用120型阀和GK型制动器。
阀门的混合减少了不同的制动力对车钩的影响。
5.短期措施
在角落，尽可能避免链接操作。
对于一些新招聘的员工，经验丰富，经验丰富的员工可以监督和监督，避免由于挂钩操作的质量而导致的耦合器和缓冲器的变形和磨损。
4.216、17车钩故障对应处理方案
1、车钩开锁不良
对新造车钩和锁铁和钩舌推铁时,要对座锁面举行硬化处理,进步共同部位的耐磨性,包管车钩三态作用正常。
2、下锁腔前弯角裂纹
新造车钩时,在保证车钩性能和互换性的前提下,改进钢水冷却速率,防止造的初始裂纹。
3、钩尾销孔裂纹
在生产新的车钩的时候,提议放大钩尾的销孔,在对于车钩钩尾上面的销孔进行镶套处理，镶套用的原材料必须要具备高的硬度和和很好的韧性;还应下降车钩的根本硬度和淬硬层的根本硬度转变,改良钩尾销孔引诱弧面的应力分布近况，如许有利于裂纹的查抄。
4.3车钩检查方法
在我株洲车辆段顶岗实习现场师傅教过我们车钩的检查方法。
我们在车钩检查刚刚起步的时候，首先应该先看钩舌的弯脚处，认真的确认好两个车钩之间的互钩差，看清楚是否出现了裂纹，然后再看车钩的中间是否有出现裂纹，这个地方出现裂纹的影响是非常大的，而后再看车钩的钩耳肩部这个地方是最容易出现裂纹的，而且看的时候必须离近一点看最好是要拿一个手电筒照着，还有车钩的钩脸部分也是经常出现故障裂纹的。
然而现场师傅还告诉我们其实判断裂纹的方式很简单，就看那个部位有没有生锈就好，最后面我们还要特别注意车钩的底部的那销孔处和车钩的钩锁链的完整程度。
表2
4.4货车车钩故障归纳
车钩型号
故障
对应处理方案
13号车钩
钩体裂纹故障
机车使用的上作用式车钩可以变成下作用式
钩舌故障
适当改变吊钩升降链与锁定销之间的连接方式，改变吊钩升降链两个马蹄铁圈之间的连接方式
钩尾框故障
对钩尾框的一些重要部件进行寿命管理
车钩不落锁故障
系统地改变机车的牵引方法，并在上坡和下坡合理使用制动器
车钩自动分离故障
在角落，尽可能避免链接操作。
16、17号车钩
车钩开锁不良
新造车钩和锁铁和钩舌推铁时,对座锁面举行硬化处理,进步共同部位的耐磨性
下锁腔前弯角裂纹
适当减小下锁腔的宽度,增大该圆角半径,以避免应力集中
钩尾销孔裂纹
对于车钩钩尾上面的销孔进行镶套处理
4.5可行性验证
4.5.1降低以上常见故障发生率
铁路货车在运行中车钩会出现这样或者那样的故障，因为一些故障是频繁出现，我们把这些归纳为货车车钩的常见故障，由于铁路货车是一个要经常检修还有日常维护的特殊车种，因此我们要从平时的日常维护和检修方法上来降低这些常见故障的发生率。
4.5.2改进后预想的目标
由于货车车钩故障的频繁发生，从另一方面也可以说是降低了铁路货车运输的效率，所以我目标就是经过自己的这个改进方案能大大的降低这些常见故障的发生率，希望自己的这个改进方案的这些常见故障发生率能降低百分之五十左右。
表3
4.5.3改进前后数据对比
车钩自动分离故障
钩尾框部分故障
车钩不落锁
钩体裂纹故障
钩舌销弯曲和断裂故障
钩尾销孔裂纹
车钩开锁不良
下锁腔前弯角裂纹
改进前13号车钩故障发生次数
8
6
6
7
5
改进前16、17号车钩故障发生次数
6
4
4
改进后13车钩故障发生次数
4
2
3
3
2
改进后16、17号车钩故障发生次数
3
1
2
由上表数据对比可以看出经过自己改进方案后三个月内，这些常见故障发生次数都大大的降低了很多，所以我这个改进方案是可行的。
第五章改进及建议
1、严格要求我们的检修人员要按《段规》要求，既要减小了车钩装配处的配合问隙，又要很好的改善车钩整个的受力状态。
车钩比较容易出现一些故障，然而出现故障的时候应采用合适的这个故障工艺方法来进行一系列的调修，比如说钩耳变形，出现钩耳变形的时候必须要保证上下钩耳的位置必须正确。
在工作的时候除了要严格执行车钩寿命管理外，还需要制定出详细的一些意外情况，比如说像上下钩耳变形无法调修的时候就需要报废。
2、我们在检查车钩裂纹的时候，除了用我们必须要用到的强光交叉观察，还有除尘振动技术和一些特殊方法比如说乙炔焰烘烤法外，我们要在正式检查的时候发现故障。
如许也可以尽量的淘汰铁路运输变乱。
当然对已经发现出来的裂纹必须要严格执行我国铁路的焊接工艺标准。
3、咱们检验职员在检验时必需要加强对钩体内腔及其零部件的检验。
而我们的研发人员也要尽快研制出一些针对这些故障的专门检修设备，我们检修一些故障时候必须要从工装提供检修条件比如说像钩腔内部各防跳台，逐套对上锁销尾部及上锁销杆顶部的尺寸检查、测量，确保到达规章请求。
4、车钩的钩提链松余量还有钩提杆横动量必须要按照规定严格控制。
铁道部有文规定上作用式车钩的钩提杆必须要与车钩纵向中心线左右两边的移动量都不能不大于50毫米。
要是没有到达这个请求的时刻，必需要就要对原钩提杆座举行精致的调解。
防止钩提杆水平摆动过大。
5、增强检修工艺，尽力把列检和定检质量提高到肯定的水平，因为每个车钩都有自己的寿命年限所以对车钩一些比较重要的零部件实行寿命管理是非常重要的，每个部件都是有使用年限的，所以对一些达到利用本身利用年限的部件必需实施报废处置，绝对不及还在机车上利用，进步一些零部件的工艺标准也是非常重要的。
而我们的车检员必须要严格履行自己的职务，对机车进行检查的时候必须要认真仔细，及时查清当时的故障，及时报告问题并且解决问题。
第六章结论
本文主要讲述了货车车钩常见运用故障分析，以及对应的处理方案，通过这些故障的原因可以从中得到一些预防故障发生的方法。
然后慢慢以老型车钩13车钩和新型车钩17号车钩的一些典型的几个故障，以自己株洲车辆段顶岗实习学到的和看得到，得到一些对应的解决方案，也根据一些资料提出了自己的一点点看法和一点小小的建议。
当然本文最大的亮点就是货车车钩钩尾牵引部位缩松缩孔缺陷解决方案问题，那样既可以从外形上就可以看出，又符合现在的技术条件要求，从生产的源头上杜绝了货车故障的发生。
参考文献
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【2】戎文娟;提高E级钢车钩材料强韧性研究[D];北京交通大学;2008年
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【4】王娟;纵向压力作用下钩缓装置对重载列车安全性能的影响[D];西南交通大学;2009年
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本文是在老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。
他严肃的工作态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。
从课题的选择到项目的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。
在此谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
在此，我还要感谢在一起愉快的度过大学实习生活的同学，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑。
时间的仓促和自身专业水平的不足，整篇论文肯定存在着尚未发现的缺点和错误。
恳请阅读此篇论文的老师、同学，给予指正，不胜感激！
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