[00112255]带横锁铁的钩缓装置

　　带横锁铁的钩缓装置 　　前言：钩缓装置是铁路机车，车辆的重要部件之一，其主要性能是吸收，缓解车辆在 运行编组连挂制动等工况情况下列车车辆之间的纵向冲击能量。随着铁路朝着重载高速的方向发展趋势，钩缓装置已经不能满足现代铁路的发展需求，世界各国都在研制新型的缓冲装置通过资料查阅现在存在的难点是现有的结构系统装配空间有限，摩擦式受行程所限，容量难以增大，液气装置受加工精度及密封装置所限可靠性差，现在攻关的方向是研究采用弹性体缓冲装置，目前尚没有获得突破。 　　山穷水尽疑无路，柳暗花明又一村，只有打破现有的魔咒怪圈才能开辟出一片新的蓝天，《带横锁铁的钩缓装置》打破了现在的结构设计模式进行系统性的全面新式设计，具有新颖，科学，经济，节能环保，工艺简单，性能可靠等诸多优点，完全能够适应现代铁路发展需要，该装置一但开发成功，必将使该领域的技术水平发生革命性的变化，并且能够与旧式车辆与大钩实现装配衔接。现已获国家 　　发明专利权，专利号，200810011526，4 　　设计说明 　　一，设计宗旨：进行系统性全新设计结构模式，性能要稳定可靠，加工工艺要简单优化，实现大容量，低阻抗型的缓冲结构原件组合，便 　　于安装，检修。低成本，适合旧车型的改造安装并能够与原大钩保持顺接。 　　二，设计特点： 　　1 用横锁铁系统代替丛板座，用焊接工艺取代铆接工艺，用钩缓箱代替钩尾框及缓冲箱体，用导杆代替导板，在导杆前 部加一块聚氨脂橡胶垫代替导板及摩擦系统取消冲击座，托板，托梁，磨耗板，丛板，丛板座 　　2 该设计系统可以采用多种缓冲原件的组合装配可以根据各种车辆需求的性能参数进行缓冲件的装配方式选择，并可以 　　对钩缓箱进行改造实现车辆的复合缓冲，这种复合缓冲方式将优于美国的移动中梁复合缓冲方式。 　　3 加工工艺简单，全套装置全部采用铸件构件，只有一处丝扣加工二根固定销加工件，重量降低，加工量减少，节省了加工的能量消耗。 　　4 由于导杆前的橡胶垫与横锁铁接触是摩擦式接触且两材料不同，可以降低噪音，具有环保性能，导杆前端与横锁铁是扁棱形状，可以使钩缓装置在水平位置可以基本控制在很小的上下波动范围防止了钩缓箱上窜下跳产生的脱钩问题，横锁铁套将导杆横向位置控制在5mm偏移位置内，使大钩牵引或推进时能够提高中心定位精度减少车辆的摆动幅度。 　　5 检修方便，如果发生损坏时，只需将前横锁铁抽出，将钩缓箱落下，修好后安装时只需对正，将前横锁铁插入即可完成 　　6横锁铁具有扁担原理可以降低阻抗力， 　　三，各部件受力分析及性能参数： 　　1.钩缓装置运用传力程序是：牵引时大钩——钩尾销——钩尾销孔——钩缓箱——后挡环——后导板——弹簧——前导板——导杆——橡胶垫——前横锁铁——前横锁铁套——牵引梁。 　　推进时大钩——钩尾销——钩尾销孔——钩缓箱——前挡板——前导板——弹簧——后导板——后导杆——橡胶垫——后横锁铁——后横锁铁套——牵引梁。 　　牵引时，钩尾销，钩尾销孔受剪切力，钩缓箱受拉力，后挡环受剪力，后挡板受压力，弹簧压缩力，导杆受压力，导杆前橡胶垫受摩擦力，压力，拉力。前横锁铁受压力，弯曲力，横锁铁套受压力。推进时，钩尾销受剪切力，钩尾销孔受剪切力，钩缓箱受压力，弯曲力，前挡板受剪力，弹簧压缩力，后挡板受压力，后导杆受压力，橡胶垫受摩擦力，压力，拉力，后横锁铁受压力，弯曲力，后横锁铁套受压力，各部件机械性能如下， 　　后档环剪切力；12680KN 　　导杆屈服强度；3060.2KN 　　横锁铁套焊缝强度；1688KN 　　加强板焊缝强度；2688KN 　　横锁铁铁套部份牵引梁抗拉强度；4900.5KN 　　.横锁铁弯曲强度6344KN 　　2.缓冲原件的组合选配： 　　缓冲件是钩缓装置的核心部件，《带横锁铁的钩缓装置》可以采用任何一种缓冲原件进行组配，根据我国及国际上所采用的缓冲件使用情况，首选钢弹簧与橡胶垫组合缓冲，因为钢弹簧有很好的缓冲性能，容量值较低，橡胶垫有很好吸收冲击能量的容量值，且采用这种组合形式，最经济，简单，性能可靠，寿命长，其推断计算如下采用st型钢弹簧组一套，容量值约20kj，聚氨脂橡胶垫其性能参数可以通过厂家选择配方，使其性能达到如下要求。冲击强度达到2400kN，弹性压缩量达到10~15mm，温度适应范围100度~（-50）度， 容量值达50~60kj，装配时将弹簧组预压缩40mm，这样组合之后，缓冲性能指标如下： 　　初始压力1500kN 行程60~65mm 　　容量值70~80kj 吸收率80%~90% 最大阻抗力约2000kN 　　我国对高速重载列车装配的缓冲器的性能指标是： 　　行程50~80mm 容量值70kj以上 　　吸收率70%以上 最大阻抗力2500kN 　　《带横锁铁的钩缓装置》按st型弹簧组加橡胶垫的组合模式完全能够满足国家设计需求指标。如果有更大缓冲性能需求的特种车辆，可以对钩缓箱形状做一下改变，安装在上心盘位置，可以实现复合缓冲，使性能参数成倍增长。 　　3.使用寿命分析，在标准运行状态下，各部件均可使用10年左右，在10年使用周期中，金属件会有局部磨损间隙增大，可以采用电焊长肉，打磨修复，橡胶垫磨损，老化更换，计算更换时间约三年左右，更换时操作简单易行，只需将前横锁铁抽出即可落下橡胶件很容易拆除安装，如果发生超负荷损坏时，该装置最薄弱的强度部位是钩缓箱的钩尾框部位，可以更换一套新装置其成本 不高，横锁铁套，筋板，加强板均可以实现与牵引梁同寿命周期。 　　四，与现有装备的衔接配套 　　该装置与现运用大钩可以实现无障碍联接，新车可以直接装配运用，旧车辆改造装配同样可以实施，只需要将原丛板座，冲击座去掉，将钉孔焊死，即可以装配，因旧车辆的牵引梁长度在1500——1800mm该装置的装配长度需要1400mm长度尺寸能够满足要求，工艺只是切割与焊接，比较简单易行。 　　五，经济性与市场： 我国现有货车车辆58万辆，每年新造车辆5万辆，每辆车辆需要2套钩缓装置。新车部分5x2=10万套，现用钩缓部分成本，冲击座350元，前丛板座60，34x2=120，68元，后丛板座120x2=240元，铆钉21mm；24x3=72元，铆钉19mm；6x2，5=15元，车钩托梁85元，钩尾框860元，ST缓冲器1650元，前耗板10元，后耗板9元，丛板280元，螺栓10x2=20元，合计3700元。 　　《带横锁铁的钩缓装置》成本如下； 　　总重量250公斤，每吨按7000元计算=1855元，筋板加强板重量30公斤x4000=120元，丝扣加工费100元，橡胶垫100元，ST弹簧一组400元，合计2455元。新旧成本对比3700-2455=1245元。若10万套采用《带横锁铁的钩缓装置》每年可以节约资金-亿元。由于钩缓装置是寿命配件，在线运用车辆到期若都更换 　　《带横锁铁的钩缓装置》仅货车车辆就需要58x2=116万套，资金可以节省23亿元，全国尚有机车车头，其它各型号车辆城际列车地铁等其市场投资效益非常可观的。 　　六 实施方案：首先到院校科研单位进行计算机软件仿真试验优化，做落锤试验，冲击试验，再线运用实验，这一过程约需要两年时间，资金约30万元，然后申请铁道部相关部门批准实施大规模生产。 　　七 结论：该装置具有很好的可靠性及优良稳定的性能，经济简单，与 现有装备比较具有很强的技术优势属于创新型的产品，市场广阔，一但通过实验检测将开辟出一种新的技术手段，必将取代现有的技术，其经济性效益是非常可观的，是一个一本万利的投资好项目，希望有开发实力的机构及社会人士合作开发，具体合作方式可以协商。