摘要：作为当前我国60t级铁路货车主型车钩，13系列车钩在货物列车运用过程中故障发生率呈上升趋势。本论文对13系列车钩在运用过程中出现的因钩舌推铁内曲导致开锁不良故障原因进行了全面分析，并根据故障原因对13系列车钩的设计、检修、运用等提出了改进建议。
关键词：13系列车钩；钩舌推铁；开锁不良
13系列车钩是我国60t级铁路货车车辆的主型车钩,随着列车提速重载的发展,13系列车钩故障时有发生。2019年1月份济南西车辆段管辖范围内发生两起13系列车辆车钩无法开锁的行车信息，经现场确认，钩舌推铁均发生挤压变形。为查明故障原因，组织相关技术人员对问题车钩进行分析，查找钩舌推铁变形产生的根本原因，同时制定了相应对策。
1. 行车信息调查
一是1月8日45214次车辆C64T 4912526车钩无法开锁；二是1月12日41093次车辆P64AK 3421571车钩无法开锁。运用车间在调查两起行车信息时，车辆车钩钩舌均处于闭锁位置，钩舌推铁踢足端部卡滞在钩舌下牵引台处，钩提杆提起时钩舌不动作，在锤击、撬棍撬等外力作用下，钩舌推铁、钩舌均不动。为进一步鉴定，对钩舌推铁切割后，钩舌打开，钩舌推铁被钩舌挤压发生内曲变形， 更换合格钩舌推铁后全开位钩舌与推铁相对位置如图2所示，钩舌鼻部与钩腕内侧距离240mm。钩舌、钩舌推铁全部更换后车钩组装间隙符合段修限度要求，车钩三态作用良好，三态试验各尺寸均符合限度要求。为查明列车运行中推铁挤压变形故障产生具体原因，对车钩开闭锁的动作原理进行分析。
2. 13系列车钩开闭锁动作原理分析
13系列车钩开锁原理：闭锁状态下上提上锁销组成时，上锁销杆带动钩锁上升，此时钩锁的后踢足面向后推动推铁的踢足推动面，使得推铁在该推动力的作用下沿着推铁转轴转动，从而使位于推铁另一端的推铁踢足前端对钩舌推铁面产生一个推力，推动整个钩舌沿钩舌销旋转而完成开锁动作。
13系列车钩闭锁原理：在开锁状态下撞钩闭合时，钩舌推铁面将对推铁踢足部位产生一个与开锁过程正好反向的推力，推铁在该推力的作用下会沿着推铁回转轴顺势回转和后退，使车钩毫无阻碍地完成闭合动作。
正常状态下，全开位时钩舌推铁腿应与钩舌上的推铁面基本垂直(见图1) 。车钩由全开位撞钩闭合时，钩舌推铁面施加于钩舌推铁推力应与推铁腿基本在一条直线上，相对钩舌推铁转轴存在着一个较大的力臂 L（见图2），钩舌推铁即可在钩舌推铁面的推力作用下沿推铁回转轴顺势回转后退，使车钩能够顺利完成闭合动作。
图1 钩舌及推铁动作相对位置示意图 图 2 车钩闭锁推铁受力示意图
3. 13系列车钩钩舌推铁挤压变形原因分析
全开位钩舌推铁踢足外侧面与钩舌推铁面夹角α小于90°时，车钩由全开位闭锁时，随着推铁踢足外侧面与钩舌推铁面夹角α的减小，则力臂 L 随着 α 的减小而减小（如图3所示），沿推铁转轴回转的阻力会随之相应增加。在车辆运行过程中，推铁内曲变形逐渐积累，推铁转动开始变得不够顺畅，当推铁变形达到一定程度时，钩舌推铁受使之逆时针旋转力，推铁会产生内曲变形，推铁开始发生“犟劲”，撞钩时，推铁因“犟劲”而难以迅速后退，在钩舌的冲力作用下，钩舌推铁被钩舌挤压发生弯曲变形，导致车钩开锁不良。
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图3：问题钩舌推铁受力力臂变化示意图
由以上分析可以看出造成钩舌推铁挤压弯曲变形的极限位置是在车钩的全开位置，全开位钩舌推铁踢足外侧面与钩舌推铁面夹角α过小是造成钩舌推铁挤压变形主要原因。
通过现场试验发现全开位钩舌推铁面与推铁腿作用点及相对位置直接决定全开尺寸及作用力方向。全开尺寸过大或钩舌推铁踢足端部临近窜出钩舌推铁面时，全开位开闭锁时钩舌推铁腿与钩舌推铁面作用点外移，推铁旋转过位，钩舌推铁踢足外侧面与钩舌推铁面的夹角α较小，三态作用试验时推铁转轴回转的阻力较大。钩舌推铁踢足端部窜出钩舌推铁面时则直接导致闭锁不良。
造成车钩全开尺寸过大，钩舌推铁踢足端部窜出或临近窜出钩舌推铁面主要原因有；
①新造钩舌对钩舌推铁面位置及尺寸无明确规定，导致全开位推铁腿与钩舌推铁面作用位置不确定。
②组装中的累积误差。13系列车钩段修作业过程中配件选配时，钩舌推铁面磨耗、钩舌推铁踢足磨耗、钩舌推铁内曲均接近临界值，车钩组装间隙符合限度要求，车钩三态作用试验时各尺寸均符合限度要求，但全开位时钩舌推铁作用面与钩舌推铁踢足作用点外移，出现钩舌推铁踢足外侧面与钩舌推铁面的夹角较小问题。极限情况下全开位钩舌推铁踢足端部窜出于钩舌推铁面时直接导致闭锁不良。
4.钩舌推铁变形改进建议
为避免列车运行过程中因钩舌推铁变形造成的闭锁不良，就要解决钩舌推铁踢足外侧面与钩舌推铁面的夹角过小问题，改变钩舌推铁受力情况。通过对两起行车信息中出现的13系列车钩钩舌推铁挤压内曲故障原因分析，提出以下改进建议：
一是13系列车钩配件生产厂家对钩舌推铁面结构进行优化改进，对钩舌推铁面位置及长度进行调整，确保全开位时钩舌推铁踢足外侧面与钩舌推铁面夹角为90+0 -15°。
二是13系列车钩段修作业过程中。①加强对车钩钩腔内配件组装前尺寸测量和选配，确保组装作用良好；②认真进行三态试验检查，严格使用样板测量车钩全开和闭锁尺寸，全开位时注意钩舌推铁踢足外侧面与钩舌推铁面相对位置检查，确保车钩开闭锁位置良好。③钩舌推铁踢足外侧面与钩舌推铁面夹角小于75°时，保证全开尺寸220-240mm基础上，对钩舌两侧全开止挡位置进行堆焊。
三是列检技术作业加强对首尾车辆车钩的三态试验检查和故障处置。①各列检作业场要严格按规定对首尾车辆车钩进行三态作用试验；②三态试验作用不良时，全面检查车钩各部状态，认真查找故障点，重点确认钩舌推铁踢足与钩舌推铁面相对位置正确，更换钩舌、钩舌推铁、钩锁等配件后，重新进行车钩三态试验，确认全开、闭锁位尺寸等各部运用限度符合要求，确保车钩运用状态良好；③为避免车钩连挂时冲击力过大造成推铁腿弯曲变形，车钩打开过程中，先使用提钩杆将车钩打开到开锁位，此时向外扳动钩舌鼻部，使车钩达到全开位。
参考文献：
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