《车钩缓冲装置》PPT课件

第五章车钩缓冲装置第一节概述第二节我国铁路主型车钩第三节我国常用缓冲器第四节城市轨道车辆车钩缓冲装置第一节概述一、车钩钩缓冲装置的作用二、车钩钩缓冲装置的组成三、钩缓装置在车辆上的安装及尺寸要求四、钩缓装置作用力的传递过程五、车钩六、缓冲器七、车钩缓冲装置主要附属配件一、车钩钩缓冲装置的作用连接定距（连接列车中的各车辆，并使之保持一定距离），传力缓冲（传递牵引力，传递和缓和纵向冲击力）。即：牵引、连挂和缓冲三种功能。二、车钩钩缓冲装置的组成车钩缓冲装置是车辆最基本也是最重要的部件之一。它由车钩、缓冲器两大部分组成。通过钩尾框和钩尾销组成一个整体，安装在车底架中梁的两端。在钩尾框内安装有前从板、缓冲器及后从板。车钩缓冲装置安装在底架两端的牵引梁内，前、后从板及缓冲器卡在前、后从板座之间，下部靠钩尾框托板及复原装置托住。三、钩缓装置在车辆上的安装及尺寸要求我国机车车辆有关规程规定：车钩缓冲器装车后，其车钩高：客车为880±-510mm，货车为880±10mm，两相临车辆的车钩最大高度差不得大于75mm；牵引梁前、后从板座之间距离为625mm，牵引梁两腹板内侧距为350mm（部分货车为330mm）。另外，考虑到在受到特大冲击力时，缓冲器完全被压死，使部分冲击力直接由底架端梁传递到车底架，规定了车钩钩肩冲击面距冲击座之间的距离：采用2号车钩时为116mm；采用13号车钩时为76mm。车钩缓冲装置在车上的安装位置1—车钩缓冲装置；2—冲击座及车钩托梁；3—牵引梁；4—前从板座；5—钩尾框托板；6—后从板座。当列车牵引时：车钩-钩尾销-钩尾框-后从板-缓冲器-前从板-从板座-牵引梁。当列车压缩时：车钩-前从板-缓冲器-后从板-后从板座-牵引梁。由此可见，钩缓装置无论是承受牵引力还是冲击力，都要经过缓冲器将力传递给牵引梁，这样就有可能使车辆间的纵向冲击振动得到缓和和消减，从而改善了运行条件，保护车辆及货物不受损坏。四、钩缓装置作用力的传递过程安装位置及受力状态（a）安装位置；（b）牵拉状态；（c）压缩状态。车钩缓冲装置在车上的安装位置1—车钩缓冲装置；2—冲击座及车钩托梁；3—牵引梁；4—前从板座；5—钩尾框托板；6—后从板座。五、车钩1、类型2、组成3、三态作用1、牵引连挂装置（车钩）的类型（1）非自动车钩：由人工完成车辆的连接。（2）非刚性自动车钩：允许相连的车钩钩体之间有一定的垂向相对位移，即两车钩总轴线有高差时，车钩处于水平位置。非刚性车钩结构较简单，强度高，重量轻，与车体的连接较为简单，用于货车和普通客车。（3）刚性自动车钩（密接式车钩）：不允许相连的车钩钩体之间有垂向相对位移，即两车钩总轴线有高差时，两车钩处于同一条斜直线上。其特点是：连接紧密，冲击小，噪声低，可实现机械、电器、空气的自动连接。用于提速客车、高速客车和城轨车。2、车钩的开启方式上作用式下作用式3、组成1—钩头；2—钩身；3—钩尾。4、三态作用（1）锁闭位置（连挂状态）—车钩的钩舌被钩锁铁挡住不能向外转开的位置，称之为锁闭位置。两个车辆连接在一起时车钩就处在这种位置。（2）开锁位置（解钩状态）—即钩锁铁被提起，钩舌只要受到拉力可以向外转开的位置。（3）全开位置（待挂状态）—即钩舌已经完全向外转开的位置。摘钩时，只要其中一个车钩处在开锁位置，就可以把两辆车分开。挂钩时，只要是其中一个车钩处于全开位置，就可以把两个车辆连挂在一起。三态作用动作过程上作用式闭锁-开锁上作用式全开锁-闭锁上作用式开锁-全开锁六、缓冲器1、缓冲器的作用及其工作原理2、缓冲器的类型3、缓冲器的主要性能参数1、缓冲器的作用及其工作原理缓冲器用来缓和列车在运行中由于机车牵引力的变化或在起动、制动及调车作业时车辆相互碰撞而引起的纵向冲击和振动。缓冲器有耗散车辆之间冲击和振动的功能，从而减轻对车体结构和装载货物的破坏作用。缓冲器的工作原理是借助于压缩弹性元件来缓和冲击作用力，同时在弹性元件变形过程中利用摩擦和阻尼吸收冲击能量。2、缓冲器的类型根据缓冲器的结构特征和工作原理，可分为：弹簧式缓冲器；摩擦式缓冲器；橡胶式缓冲器；摩擦橡胶式缓冲器；粘弹性橡胶泥缓冲器；液压缓冲器及空气缓冲器等。目前应用最广的为摩擦式缓冲器和摩擦橡胶式缓冲器，这两种缓冲器具有结构简单、制造方便、成本低的优点。目前，我国铁路货车车辆上主要采用的摩擦式缓冲器有2号缓冲器、MT-3型缓冲器、ST型缓冲器；摩擦橡胶式缓冲器有MX-1型、MX-1型。目前，我国铁路客车使用1号、G1型缓冲器，其中G1型缓冲器主要用于双层客车和新造客车上。1号缓冲器已基本淘汰。3、缓冲器的主要性能参数3、容量：缓冲器在全压缩过程中，作用力在其行程上所作的功的总和称为容量。它是衡量缓冲器能量大小的主要指标，如果容量太小，则当冲击力较大时就会使缓冲器全压缩而导致车辆刚性冲击。4、初压力：缓冲器的静预压力。初压力的大小将影响列车起动加速度。5、能量吸收率：缓冲器在全压缩过程中，被阻尼所消耗的能量与缓冲器容量之比。一般要求不低于70%。1、行程：缓冲器受力后产生的最大变形量。此时弹性元件处于全压缩状态，如再加大压力，变形量也不再增加。2、最大作用力：缓冲器产生最大变形量时所对应的作用外力。缓冲器的行程受到钩肩间隙（从车钩钩肩到冲击座的距离）的限制。缓冲器装车的一个重要原则是：车辆的钩肩间隙必须大于缓冲器的行程。这样，才能保证车辆的纵向冲击力从车钩经由缓冲器传到底架牵引梁，从而避免冲击力直接从车钩到冲击座到底架端梁。我国新造车钩钩肩间隙规定为76mm。如果装用MT-2型或MT-3型缓冲器，则钩肩间隙应扩大至91mm。缓冲器的最大作用力，也称最大阻抗力，其值应与货车结构所能承受最大允许纵向力相适应。我国《车辆强度设计规范》规定货车结构允许的最大纵向力为2.25MN，缓冲器的最大作用力应不大于该值，这样缓冲器才能起到保护车辆和所载货物的作用。（1）容量确定缓冲器的容量取决于列车的运行工况和调车工况。列车运行工况对缓冲器容量的要求，与列车的总重、列车编组方式、制动机的性能、车钩的纵向间隙以及列车的操纵方法等诸多因素有关，可以根据列车动力学试验或仿真模拟计算予以确定。对于货车缓冲器容量很大程度上决定于调车工况，根据货车允许连挂速度和车辆总重，可按动量守恒和能量守恒定律计算出各种载重货车在不同组合和不同冲击速度下所需缓冲器容量值。（2）容量影响因素设有总重分别为W1和W2的车辆，各以v1和v2的速度运动（设v1v2），冲击后两车以共同的速度v0一起运动，根据动量守衡定律：21221100212211WWvWvWvvgWWvgWvgW2212141v根据能量守衡定律，在两车组成的系统中，冲击前后动能的损失应等于冲击力压缩缓冲器所作的功A1、冲击力压缩车体所作的功A2、以及冲击力使货物移动所作的功A3的总和。即：由于车体的变形相对于缓冲器的变形要小得多，可略去不计A2=0。货物相对车体移动所作的功也可略去A3=0，简化后得：若两车装同型缓冲器，其容量为E，则A1=2E，在令冲击速度v=v1-v2，代入上式，可得每个缓冲器的容量E为：（3）容量计算公式3212021222211222AAAvgWWvgWvgW21221211)(21vv（4）不同冲击工况下缓冲器容量计算值工况W1(kN)W2(kN)E(kJ)5km/h6km/h7km/h8km/h184084042020.6629.7640.4452.83284070038218.7927.0636.7748.033100084045722.5032.3844.0757.574700100041220.2729.1939.7451.90570070036017.2524.8133.7644.0961000100050024.6435.4348.1462.89)(2121kN目前我国货车允许连挂速度限制在5km/h左右七、车钩缓冲装置主要附属配件车钩缓冲装置除车钩、缓冲器外，还需有一些附属配件互相配合，才能起到车辆之间的连挂、牵引、缓冲的作用。附属配件的结构和技术状态对车钩缓冲装置的作用和行车安全有着重要影响。1、钩尾框及钩尾销钩尾框用钩尾销与钩尾连接，钩尾框内装有缓冲器和前、后从板，是传递牵引力的主要配件。钩尾框及钩尾销1—钩尾销孔；2—钩尾挡；3—侧板；4—钩尾座；5—钩尾销固定挂耳；6—钩尾销螺栓孔；7—后端面；8—钩尾销螺栓；9—开口销；10—钩尾销。2、从板及从板座从板安装在钩尾框内于缓冲器前后各1块。前面的为前从板，承受牵引力；后面的为后从板。承受冲击力。借助从板与从板座接触使缓冲器实现缓冲作用。3、冲击座及车钩托梁冲击座位于底架端梁的中部，在冲击座下部有车钩托梁，除保证车钩缓冲装置正常使用外，当车钩受到较大的冲击力时，钩肩与冲击座接触，由于有冲击座，可加强端梁强度并将部分冲击力直接传递给底架，避免缓冲器因冲击力过大而破损。4、钩尾框托板及挡板钩尾框托板由钢板压制而成，由螺栓组装在牵引梁上，用以托住钩尾框。为了减少磨耗，在钩尾框与钩尾框托板之间装有磨耗板。在牵引梁的上方装有钩尾框挡板，以防止钩尾框翘起，钩头下垂。5、解钩装置为了摘挂车辆的方便，设有解钩装置。它主要由车钩提杆、车钩提杆座、下锁销杆及下锁销杆吊等组成。车钩提杆是为开启车钩而设置的，分为上作用式和下作用式两种。车钩解钩提杆的安装位置，货车装在一、四位方向。6、车钩复原装置当车辆在曲线上运行时，车钩中心线与车体纵向中心线之间将产生一偏角。为了防止客车车钩偏移时，钩身与缓冲梁及冲击座相撞，在缓冲梁的中部开有较宽的钩门。客车车体较长，车钩偏移量较大，如果偏移后不能迅速、自动地恢复正常，将增加车辆运行的摆动，有时还会造成车辆摘挂的困难。为此在客车上均装有复原装置。1—车钩；2—摆块；3—摆块吊；4—冲击座；5—高钩钩体垫第二节我国铁路主型车钩一、车钩的强度及材质二、货车车钩（2号、13号、16号、17号、23号）三、客车车钩（1号、15号、密接式车钩）一、车钩的强度及材质钢种C(%)Si(%)Mn(%)P(%)S(%)Cr、Ni、Mo(%)E级钢(QG-E1)≤0.35≤1.50≤1.85≤0.04≤0.040.2C级钢（ZG29MnMoNiZG25MnCrNiMo)≤0.35≤1.50≤1.85≤0.04≤0.040.2B级钢(ZG230-450)0.22~0.320.20~0.450.50~0.80≤0.05≤0.05—B级、C级、E级铸钢的化学成分车钩名称1号车钩2号车钩13号车钩15号车钩16号车钩17号车钩尺寸mm钩舌高280280300280280280钩径(宽×高)130×130178×178203×166176×130Φ179163.5×163.5钩尾至钩舌连接线距17787888451000732.5735钩尾至钩头台肩距离1518540540663571572钩身壁厚17.520垂直面22水平面19~222517.517.5钩耳孔形状圆孔Φ420+0.6圆孔Φ420+0.62长圆孔Φ42~44圆孔Φ420+0.62长圆孔Φ420+0.6同左钩舌销直径Φ41Φ42-0.6-0.2Φ41Φ42-0.5-0.17Φ41Φ41钩尾(宽×高)圆弧面130×232平面127×232平面135×166圆弧面130×130球面212×155.5圆弧面191×171.5材料ZG230-450ZG230-450ZG230450/ZG25MnCrNimoZG230450/ZG25MnCrNimoQGE1ZG25MnCrNimo同左抗拉强度(kN)1600~17001600~18002400~2600/3000以上1600~1700/2300~240034323432质量（kg）238.5164203166.4232.5240.6开启方式下作用上、下作用上、下作用下作用下作用下作用1、主型车钩的参数性能2、国内外几种主要车钩型号材质、静拉破坏强度及适用列车牵引总重车钩型号重量（