1、第六章 車鉤緩沖安裝第一節(jié) 車鉤緩沖安裝的作用及組成主要內(nèi)容: 車鉤緩沖安裝的作用 車鉤的分類 車鉤緩沖安裝的組成.2、分類車鉤按照牽引連掛安裝的銜接方式分為:自動車鉤非自動車鉤自動車鉤分為:非剛性車鉤剛性車鉤(密接式車鉤).3、對車鉤緩沖安裝的根本要求有足夠的強度，接受并傳送縱向載荷。有足夠耐沖擊韌性。 連掛后盡量小的間隙，不至于產(chǎn)生附加的縱向加速度。靈敏平安地經(jīng)過曲線。方便的連掛和解鉤(三態(tài)作用) 。堅持一定的車鉤高。具備防止因振動自動脫鉤的防跳功能。.二、車鉤緩沖安裝的組成1、車鉤緩沖安裝的組成和功能組成:車鉤、緩沖器、鉤尾框、從板座等。作用:實現(xiàn)車輛之間的連掛，傳送牽引力、沖擊力。.2

2、、車鉤緩沖安裝的安裝車輛受牽引時作用力傳送過程: 車鉤鉤尾框后從板緩沖器前從板前從板座 牽引梁車輛受沖擊時作用力傳送過程: 車鉤前從板緩沖器后從板后從板座牽引梁.牽引形狀車鉤 鉤尾框 后從板 緩沖器 前從板 前從板座 牽引梁。.制動沖擊形狀車鉤 鉤尾框 前從板 緩沖器 后從板 后從板座 牽引梁。.第二節(jié) 車鉤的類型、組成、作用及材質(zhì)主要內(nèi)容:車鉤類型車鉤的組成車鉤的三態(tài)作用密接式車鉤車鉤材質(zhì).一、常用車鉤類型、組成及三態(tài)作用1、車鉤的類型 貨車:13號車鉤、13A型車鉤，16號、17號聯(lián)鎖式固定和轉(zhuǎn)動車鉤 客車:1號車鉤、15號車鉤提高車鉤強度的途徑根據(jù)運用要求設計出構(gòu)造合理、強度更高的新型車

3、鉤。堅持現(xiàn)有車鉤的構(gòu)造方式，經(jīng)過改動車鉤的材 質(zhì)或改動熱處置工藝。.車鉤的開啟方式和復原安裝 車鉤的開啟方式分為上作用式及下作用式兩種。上作用式:由設在鉤頭上部的提升機構(gòu)開啟,大部分 貨車為上作用式。這種方式開啟靈敏、輕便。下作用式:客車因避讓折棚和平渡板安裝，借助鉤頭下部的推頂桿的動作來開啟。不如上作用式方便。.2、車鉤的組成 車鉤及其零件大多由鑄鋼制成。 車鉤分為鉤頭、鉤身、鉤尾。鉤頭與鉤舌通過鉤舌銷相銜接，并能繞鉤舌銷轉(zhuǎn)動,鉤頭內(nèi)部裝有鉤鎖鐵、鉤舌推鐵、鉤提銷鉤推銷)等零件。.13A型車鉤的構(gòu)造特點：13A型車鉤是為了順應我國鐵路運輸提速、重載的需求而研制的新型貨車車鉤，它添加了鉤舌、鉤

4、體的強度，提高了鉤舌的耐磨性。減小了車鉤銜接輪廓面的間隙，可有效降低列車的縱向激動，改善列車的縱向動力學性能，延伸車輛及其零部件的運用壽命。13A型車鉤還在鉤體的下方焊裝了磨耗板減少鉤體的磨耗，延伸了鉤體的運用壽命。 13A型車鉤可與現(xiàn)有的13號車鉤互換，并且可以與13號、16號、17號車鉤連掛。.16、17號車鉤緩沖安裝組成 16、17號車鉤是為了滿足上翻車機卸貨的公用列車要求而研制的一端可旋轉(zhuǎn)的車鉤，不用摘鉤就可在翻車機上延續(xù)卸貨，提高了運輸效率。 16號車鉤緩沖安裝主要由以下種零部件組成:16號車鉤組成、16號鉤尾框、轉(zhuǎn)動套、16號從板、16號鉤尾銷、鉤尾銷托組成、MT2型緩沖器。 17

5、號車鉤緩沖安裝主要由以下5種零部件組成:17號車鉤組成、17號鉤尾框、17號從板、17號鉤尾銷、MT2 型緩沖器。.16、17號車鉤構(gòu)造特點：車鉤強度高，可以滿足重載列車牽引的要求；鉤頭均設有聯(lián)鎖安裝，連掛后能實現(xiàn)自動對中聯(lián) 鎖，可減小鉤體、鉤舌磨耗防止車鉤連掛后從垂 直方向脫離；鉤頭設有防脫安裝；車鉤間銜接輪廓的自在間隙小，降低了列車運轉(zhuǎn) 中的縱向沖擊力，改善了列車縱向動力學性能；車鉤各零部件耐磨性能好；鉤鎖上裝有止動塊，可防止翻車機在作業(yè)時車鉤 自動解鎖；不用摘鉤就可在翻車機上延續(xù)卸貨。.16、17號車鉤翻轉(zhuǎn)原理： 16、17號車鉤適用于翻車機卸貨作業(yè)的不摘鉤重載列車，目前安裝在大秦線上運

6、用的 C63A、C76等型運煤公用敞車上。 16號車鉤為聯(lián)鎖式旋轉(zhuǎn)車鉤，17號車鉤為聯(lián)鎖式固定車鉤，分別安裝在車輛的1位、2位端。在運煤單元列車上，每組銜接的2個車鉤必需是旋轉(zhuǎn)式和固定式相互搭配。 當車輛進人翻車機位置時，翻車機帶動車輛以車鉤中心線為旋轉(zhuǎn)軸翻轉(zhuǎn)180，底架連同16號鉤尾框以車鉤中心線為轉(zhuǎn)軸，相對于16號鉤體旋轉(zhuǎn)，16號鉤體那么由于受相鄰車輛與其連掛的17號約束而靜止不動。. 被翻轉(zhuǎn)車輛另一端的17號車鉤伴隨底架沿車鉤中心線旋轉(zhuǎn)并帶動相鄰車輛與其連掛的16號車鉤一同旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了不摘解車鉤就可在翻車機上卸貨的目的，提高了運輸效率。.車鉤的三態(tài)作用 閉鎖位置:車輛連掛后，兩個車鉤必需

7、處于閉鎖位置，保證車輛正常連掛。 開鎖位置:兩連掛的車輛要分開時，必需有一個車鉤處于開鎖位置。 全開位置:兩車輛連掛之前，必需有一個車鉤處于全開位置，從而到達自動連掛。.4、客貨車車鉤選型速度小于120km/h的普通客車采用C級低合金鑄鋼的15號車鉤速度小于160km/h的普通客車采用C級低合金鑄鋼的小間隙的15號車鉤速度大于200km/h的高速客車，應采用密接式車鉤，以最大限制地減小縱向激動。5-6 kt級的重載貨物列車，采用C級鋼和E級鋼的13(A)號車鉤可以滿足要求更大噸位就要求新型高強度車鉤，如16號、17號車鉤.二、密接式車鉤的類型、組成及作用原理 高速列車、城市地鐵和輕軌車輛的車鉤

8、緩沖安裝常采用機械、氣路、電路均能自動連接的密接式車鉤。降低車輛運轉(zhuǎn)中的縱向激動提高列車運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性降低車鉤零件的磨耗和噪聲.1-鉤舌；2-解鉤風管連結(jié)器；3-總風管銜接器；4-截斷塞門；5-鉤身；6-緩沖器；7-制動風管連結(jié)器；8-電氣連結(jié)器。1、北京地鐵密接式車鉤緩沖安裝.1-鉤頭；2-鉤舌；3-解鉤桿；4-彈簧；5-解鉤風缸。密接式車鉤作用原理.3、BSICOMPACT型密接式車鉤 德國制造的密接式車鉤在歐洲、巴西等許多國家的地鐵、輕軌車輛和城郊列車上獲得廣泛運用。這種車鉤鉤頭的殼體設有凸錐體和凹錐孔，在凸錐的內(nèi)側(cè)面配備有用于車鉤機械銜接的鎖栓，鎖栓由高強度鋼制成，置于鉤頭前端的套筒中，

9、利用彈簧使其堅持正常位置。.待掛位置當兩鉤連掛時，兩鉤的鎖栓側(cè)面相互擠壓，緊縮各自的定位彈簧，直至兩鎖栓的鼻子彼此咬合，彈簧回復原位，到達兩鉤連掛閉鎖。.鎖閉位置.解鎖位置欲將兩連掛的車鉤分解，支配電磁閥，使解鉤風缸充氣，風缸活塞頂起解鉤杠桿，將一個鉤的鎖栓回拉到與另一個鉤的鎖栓可以脫開為止，或者也可同時支配兩個鉤的解鉤風缸，使兩鉤的鎖栓同時動作，彼此脫開。也可用人工扳動解鉤杠桿，使兩鉤分解。.三、車鉤的強度及材質(zhì)1、對車鉤強度要求的要素 列車總重、牽引方式、運轉(zhuǎn)速度、線路形狀、車 輛的縱向剛度、制動機和緩沖器特性、調(diào)車速度。2、常用車鉤材質(zhì):B級鋼(ZG230一450)，屈服極限230MPa

10、，強度極限450MPa。C級鋼(ZG25MnCrNiMo)屈服極限413MPa, 強度極限620MPa。E級鋼GG一Eli屈服極限689M尸a，強度極限 827MPa。.3、設計車鉤緩沖器原那么 綜合思索車鉤緩沖器安裝的組成，最合理的強度設計，鉤舌 鉤體 鉤尾框 緩沖器 車底架逐級加強，強度貯藏逐漸增大的原那么。運用中如有不測，首先破壞鉤舌，維護終沖器和車底架。.第三節(jié) 緩沖器的類型、構(gòu)造及性能主要內(nèi)容:緩沖器的作用及任務原理緩沖器的主要性能參數(shù)我國常用緩沖器車輛沖擊時車鉤力與緩沖器性能的關系.一、緩沖器的作用和任務原理1、緩沖器的作用用來緩和列車在運轉(zhuǎn)中由于機車牽引力的變化或在啟動、制動及調(diào)

11、車作業(yè)時車輛相互碰撞而引起的縱向沖擊和振動；耗散車輛之間沖擊和振動的功能，從而減輕對車體構(gòu)造和裝載貨物的破壞作用，以提高列車運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。2、任務原理 借助緊縮彈性元件來緩和沖擊力，同時在彈性元件變形過程中利用摩擦和阻尼吸收沖擊能量。.3、緩沖器主要種類:彈簧式緩沖器摩擦式緩沖器橡膠式緩沖器摩擦橡膠式緩沖器粘彈性橡膠泥緩沖器液壓緩沖器空氣緩沖器.4、鐵路車輛對緩沖器的根本要求該當具備足夠的容量。應能不可逆地吸收一部分沖擊能量，沖擊后的反力要小，吸收率不應小于75%。緩沖器在行程開場時的阻力不能太大，以保證列車起動時有較好的緩沖性能。緩沖器性能應穩(wěn)定可靠，在反復的沖擊力作用下，容量和特性不應有明

12、顯變化。應有足夠的強度和耐久性、耐磨性，新造緩沖器特性應堅持15年。不允許有卡住景象，在緊縮之后應立刻恢復原來外形。構(gòu)造簡單，本錢低,制造檢修方便。.我國鐵道車輛強度設計規(guī)范下TB1335/96規(guī)定 貨車構(gòu)造允許的最大縱向力2.25MN，要求: 貨車緩沖器的最大阻抗力2000kN，容量45kJ 客車緩沖器的最大阻抗力2000kN，容量20kJ 我國貨車緩沖器應該是低阻抗、大容量，應采取增大緩沖器的行程，限制最大作用力。.二、緩沖器的主要性能參數(shù)及容量確定1、緩沖器的主要性能參數(shù) 行程 最大作用力 容量 初壓力 能量吸收率.行程：緩沖器受力后產(chǎn)生的最大變形量稱為行程。此時彈性元件處于全緊縮形狀，

13、如再加大外力，變形量也不再添加。. 最大作用力:緩沖器產(chǎn)生最大變形量時所對應的作用外力。 緩沖器的最大作用力要比車體允許的載荷要小，否那么當發(fā)生超限載荷時，車體將發(fā)生永久變形而損壞。動車組緩沖器的最大作用力通常為600KN800KN。 .容量：緩沖器在全緊縮或全拉伸過程中，作用力在其行程上所作的功的總和。 它是衡量緩沖器能量大小的主要目的，假設容量太小，那么當沖擊力較大時就會使緩沖器全緊縮或全拉伸而導致車輛剛性沖擊。 .緩沖器的容量確定原那么:緩沖器的行程不能超越車輛的鉤肩間隙。最大作用力應小于貨車構(gòu)造允許的最大縱向力。我國規(guī)定貨車構(gòu)造允許的最大縱向力為2.25MN。緩沖器的容量設計:必需滿足

14、一定的車輛總重和調(diào)車允許的平安連掛速度要求。緩沖器容量主要取決于調(diào)車沖擊工況下面按動量守恒和能量守恒原理計算.(1)兩車以不同的速度運動，沖擊后兩車以同 一速度運轉(zhuǎn)，滿足動量守恒定律:(2)在兩車組成的系統(tǒng)中，沖擊前后動能的損失應等于沖擊力緊縮緩沖器做的功A1、沖擊力緊縮車體做的功A2，以及沖擊力使貨物挪動所做的功A3。.3略去車體的變形、略去貨物的挪動4思索兩個緩沖器型號一致, 可得每個緩沖器容量的計算公式.結(jié)論： 車輛質(zhì)量愈大、沖擊速度愈高，那么要求緩沖器的容量也愈大。 . 能量吸收率：緩沖器在全緊縮過程中，有一部分能量被阻尼所耗費，其所耗費部分的能量與緩沖器容量之比稱之為能量吸收率。 吸

15、收率越大，闡明緩沖器吸收沖擊能量的才干愈大，反沖作用就愈小；假設吸收率較小，那么緩沖器必需往復任務幾次方能將沖擊能量耗費盡，這將加劇列車縱向激動并導致車鉤、車底架過早產(chǎn)生疲勞損傷。普通要求能量吸收率不低于70%。 . 初壓力：為緩沖器的靜預壓力。 初壓力的大小將影響列車起動加速度。緩沖器在滿足容量要求的前提下，應盡量減小初壓力。 .三、我國常用緩沖器1、1號緩沖器靠金屬彈簧內(nèi)外環(huán)錐面摩擦力來耗費能量靈敏度性好，適宜客車容量小維修任務量大、運用壽命短，已停用。.2、2號緩沖器外形與1號緩沖器一樣盒內(nèi)前部的螺旋彈簧用環(huán)簧替代性能穩(wěn)定，磨耗少內(nèi)外環(huán)簧容易產(chǎn)生永久變形，加劇列車的縱 向沖擊.3、MX-

16、1和Mx-2型緩沖器借助橡膠分子內(nèi)摩擦和彈性變形起到緩和沖擊、耗費能量作用容量大，可達35KJ以上性能良好，能量吸收率高達90%構(gòu)造簡單、本錢低、檢修容易橡膠性能不穩(wěn)定，易老化，箱體易破裂.橡膠以緊縮或拉伸方式施力時，其變形量不大，而以剪切方式施力時，那么變形量較純緊縮或拉伸時大得多。這樣就有了剪切型橡膠緩沖器。 . 剪切型橡膠緩沖器的作用原理不同于平面拉壓型橡膠緩沖器，它不是依托橡膠片之間的擠壓過程吸收能量，而是由橡膠的剪切變形過程吸收能量。橡膠的可緊縮性較小，但是其剪切位移卻相對較大；同時，橡膠塊的剪切變形是雙向的，因此剪切型橡膠緩沖器也是一種復式(雙作用式)緩沖器。實際上其初壓力可以為0

17、，這樣就能很好地吸收車輛之間數(shù)量較多且作用時間短暫的縱向激動，大大提高乘坐的溫馨性。.以下圖為剪切型緩沖器遭到縱向壓力時其內(nèi)部橡膠發(fā)生剪切變形從而吸收能量的2個形狀。其中(a)圖為緩沖器遭到的縱向壓力為O的形狀, (b)圖為緩沖器遭到縱向壓力而處于極限位置的形狀。緩沖器內(nèi)部的緩沖橡膠是主要的吸能元件，當緩沖器遭到外部的縱向作用力時，其金屬拉桿與殼體之間發(fā)生縱向相對位移，緩沖橡膠就會隨之發(fā)生剪切變形從而吸收能量。.4、G1型和G2型緩沖器提高1、2號緩沖器的容量環(huán)簧采用新材質(zhì)，受力更合理.1號緩沖器G1型緩沖器緩沖器容量/KJ1418初壓力/KN303050阻抗力/KN580800能量吸收率/%

18、6560緩沖器行程/mm6168731號緩沖器及G1型緩沖器的性能.問題：初壓力較大 3050KN； 能量吸收率較低 60%左右。G1型緩沖器的行程添加至73mm，最大作用力到達800KN，從而使G1緩沖器的容量達18kJ,較之1號緩沖器容量有較大幅度的提高。.5、MT-2型和MT-3型緩沖器彈簧摩擦式緩沖器，構(gòu)造和外形尺寸一樣MT-2容量54一65kJ ,用于大秦公用敞車C63A；MT-3容量45kJ，用于普統(tǒng)統(tǒng)用貨車較低沖擊速度時，緩沖器剛度較小，較高沖擊速度時剛度添加較快容量大、性能穩(wěn)定，是目前較為理想的緩沖器.6、氣-液緩沖安裝氣-液緩沖器在液壓緩沖器的根底上更進一步完善了其性能。與彈

19、簧或橡膠緩沖器相比，它的阻抗力不與位移成函數(shù)關系，而是與沖擊速度成函數(shù)關系。能量吸收率較上述兩種緩沖器有較大提高。.構(gòu)造氣-液緩沖器主要由柱塞、缸體、浮動活塞、單向錐閥、節(jié)流阻尼環(huán)、節(jié)流阻尼棒等部分組成。氣-液緩沖器內(nèi)部構(gòu)成兩個油腔和一個氣腔。浮動活塞將柱塞內(nèi)腔分隔出油腔和氣腔兩個腔室。柱塞底座與缸體之間的間隔為另一油室。油腔內(nèi)充有液壓油，氣腔充有氮氣。.1-柱塞； 2-氣腔； 3-缸體； 4-浮動活塞； 5-油腔2； 6-單向錐閥；7-錐閥節(jié)流孔； 8-節(jié)流阻尼環(huán)；9-油腔1； 10-節(jié)流阻尼棒。.在油腔1和油腔2中注滿了液壓油，在氣腔中充有一定初始壓強的氮氣。液壓油與氮氣之間經(jīng)過浮動活塞隔

20、離。當相鄰車輛間發(fā)生碰撞時，柱塞即被推入油腔1中，油腔l中的液壓油經(jīng)過節(jié)流阻尼環(huán)與節(jié)流阻尼棒構(gòu)成的環(huán)縫及單向錐閥與柱塞端部構(gòu)成的錐閥節(jié)流孔,流到油腔2中。使得油腔2的油量增大。從而使浮動活塞向左挪動，氣腔中的氮氣被緊縮。.在沖擊過程中，絕大部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽⒂筛左w逸散到大氣中，只需少量能量轉(zhuǎn)化為油液的液壓能，因此氣-液緩沖器的能量吸收率比較大。當車輛間的沖擊減緩或消逝時，被緊縮的氮氣經(jīng)過活塞給油腔2的液壓油施以壓力，并使液壓油經(jīng)過柱塞端部的單向閥流回到油腔1中，柱塞又回到原位。其中,單向錐閥可相對柱塞端部軸向挪動，但只在緩沖器被緊縮加載時才翻開。當緩沖器卸載時，單向錐閥在油腔2的液壓油作用

21、下壓緊在柱塞端部的閥座上，錐閥節(jié)流孔件號7被封鎖，因此油腔2的液壓油只能經(jīng)過柱塞端部的單向閥流回到油腔1。完成緩沖器的卸載。. 性能特點 氣-液緩沖器的動態(tài)特性與傳統(tǒng)的彈簧和橡膠緩沖器存在很大差別。這是由其特殊構(gòu)造所決議。氣-液緩沖器的阻抗力與沖擊速度成一定比例關系，即沖擊速度越大，阻抗力也越大。其對應關系見以下圖。.上圖是氣-液緩沖器與彈簧緩沖器和橡膠緩沖器的特性曲線比較表示圖。由圖可見,假設3種緩沖器的容量相等，即緩沖器加載曲線下面積相等，那么氣-液緩沖器的最大阻抗力最小；緩沖加載曲線與卸載曲線所包圍的面積為該緩沖器在整個沖擊過程中吸收的能量，可見氣-液緩沖器幾乎把沖擊能量全部吸收，因此其

22、具有較大的能量吸收率，這正是氣-液緩沖器的優(yōu)勢所在。彈簧緩沖器和橡膠緩沖器由于受構(gòu)造限制，欲提高緩沖器的容量，就必需相應地增大緩沖器的最大阻抗力，而氣-液緩沖器那么抑制了上述缺陷，可以以較小的阻抗力獲得較大的緩沖容量。.7、液壓緩沖安裝采用液體來吸收沖擊能量的液壓式緩沖器，主要用于客車或裝運易碎貨物的公用貨車。液壓緩沖器的構(gòu)造如以下圖所示。 . 在外力作用下，活塞向右挪動，緊縮彈簧，將活塞右側(cè)的液體經(jīng)溢流孔壓入活塞的左側(cè)空腔。控制溢流孔截面的大小，即可保證緩沖器到達所要求的特性曲線。液壓緩沖器在受沖擊時，阻抗力的大小決議于活塞的運動速度、溢流孔的截面尺寸和所采用的液體的粘度。沖擊速度越大，緩沖

23、器的阻抗力也隨之增大，容量也就越大。所以，其力位移特性曲線外形較為合理，這是液壓緩沖器的一大優(yōu)點。但是，當緩沖器遭到緩慢的緊縮時，緩沖器遭到的液體阻力顯得較小。當液壓緩沖器中的圓彈簧剛度較小時，緩沖器幾乎不起緩沖作用，這是該型液壓緩沖器的一個主要缺陷。 .8、彈性膠泥式緩沖安裝彈性膠泥緩沖器是近年來歐洲新開發(fā)的一種新型緩沖器，在法國、德國、波蘭的高速列車、客車和貨車上運用獲得勝利，現(xiàn)已被納入UIC規(guī)范UIC526-1； UIC526-3。這種緩沖器取用一種未經(jīng)硫化的有機硅化合物，稱彈性膠泥作為介質(zhì)，它具有彈性、可緊縮性和可流動性，其物理化學性能在-50+250范圍內(nèi)具有較高的穩(wěn)定性，抗老化、無臭、無毒，對環(huán)境無污染。 .它還具有固體和液體兩種屬性的特征，其動粘度比普通液壓油大幾十至幾百倍，且可根據(jù)需求改動配方予以調(diào)理，在液壓緩沖器中非常困難的密封問題在這里變得極為簡單。 .彈性膠泥緩沖器的根本任務原理是：將彈性膠泥資料裝進一個可以接受一定壓力的緩沖器活塞缸體內(nèi)，根據(jù)實踐運用的需求添加一定的預緊縮力，當彈性膠泥緩沖器活塞柱遭到一定的壓力(靜壓力或沖擊力)時，活塞利用活塞缸內(nèi)節(jié)流孔或節(jié)流間隙以及彈性膠泥資料本身體積被緊縮后的反作用力產(chǎn)生一定的阻抗力。當彈性膠泥資料遭到的預緊縮力越大、活塞的運動速度越快，那么產(chǎn)生的阻抗力