论文部分内容阅读
摘要：本文通过对钩舌在检修过程中发现故障的调查，发现钩舌牵引台根部裂纹较多，危及行车安全，提出增加钩舌牵引台根部为探伤部位的建议。
关键词： 货车钩舌 索引台根部 裂纹 探伤部位
一、问题提出：
车钩缓冲装置是传递牵引力，缓和纵向冲击力的重要车辆部件，对铁路运输安全起着至关重要的作用。随着铁路高速重载的发展，对车钩缓冲装置更是提出了更高的要求。钩舌作为车钩载荷主要传导部件，在车辆的运行中承受车辆纵向载荷等复杂的作用，在检修过程中经常发现裂纹、磨耗等故障。我们在太北车辆段修车车间段修时发现的钩舌裂纹情况进行了调查，发现钩舌裂纹主要发生在钩舌S面、牵引台根部（见图1-1）等部位。
依据《铁路货车段修规程》、《铁路货车厂修规程》的规定，钩舌牵引台根部不要求探伤检查，只需外观检查即可。但在调查中发现，牵引台根部裂纹故障率相当高，目测的检查方式，无法实现对该部位裂纹风险的控制目标。
二、问题调查
1、对太原北车辆段段钩缓检修间2013年10月检修钩舌裂纹情况进行了调查。具体如下（见表2-1、图2-1）：
表 1 2013年10月钩舌裂纹情况调查表
名称 数量（件） 所占比例（%）
钩舌检修 2330 /
牵引台根部裂纹 16 0.69
S面裂纹 18 0.77
其他部位 1 0.04
2、对钩缓间10月发现的钩舌牵引台根部裂纹按生产厂家、裂纹长度、裂纹部位调查情况如下（表2-2、表2-3、图2-2）
表 2-2 10月钩舌牵引台根部裂纹情况调查表
序号 发现日期 型号 生产厂家 生产日期 铸造编号 长度（mm） 裂纹部位
1 10月10日 16 ZZC 09.08 7691 40 下牵引台根部
2 10月11日 16 ZZC 09.06 2885 20 下牵引台根部
3 10月12日 16 ZZC 09.07 4076 55 下牵引台根部
4 10月13日 16 RZ 09.07 0078 35 下牵引台根部
5 10月13日 16 QS 09.07 0481 30 下牵引台根部
6 10月16日 16 ZZC 09.08 0352 60 下牵引台根部
7 10月17日 16 ME 07.03 0023 55 下牵引台根部
8 10月17日 13B QC 08.10 02276 60 下牵引台根部
9 10月17日 16 RZ 09.09 0454 60 下牵引台根部
10 10月18日 16 ME 07.07 0599 60 下牵引台根部
11 10月24日 16 RZ 09.09 0122 40 下牵引台根部
12 10月24日 16 ZZC 09.11 9660 50 下牵引台根部
13 10月24日 13 RZ 08.02 0751 48 下牵引台根部
14 10月25日 16 BG 08.11 4116 50 下牵引台根部
15 10月30日 16 QS 11.05 3198 60 下牵引台根部
16 10月30日 16 RZ 09.09 0517 65 下牵引台根部
表2-3 10月钩舌牵引台裂纹生产厂家统计表
生产厂家 数量 比例（%）
ZZC 5 31.3
RZ 5 31.3
QS 2 12.5
QC 1 6.25
ME 2 12.5
BG 1 6.25
合计 16
图2-2 10月钩舌牵引台裂纹长度分布图
3、调查发现牵引台根部裂纹均为下牵引台，且裂纹下牵引台的磨耗情况较上牵引台严重，与湖东车辆段2010年钩体下牵引台根部裂纹调查情况相符合。
三、数据分析
1、牵引台根部裂纹须引起高度重视。因为从图2-1看出：钩舌牵引台根部裂纹占裂纹总数46%，与S面裂纹比例仅差5%。
2、该部位裂纹存在潜在安全隐患。从图2-2看出：裂纹长度在50mm以上的占到牵引台根部裂纹数量的50%，运用中裂纹进一步发展，就对铁路货车运输安全埋下潜在的安全隐患。
3、裂纹与牵引重量成正比。从表2-2可以看出： 16型钩舌牵引台根部裂纹14件，占牵引台根部裂纹的87.5%，13型仅为2件。
4、裂纹全部是下牵引台，且裂纹钩舌下牵引台磨耗严重，上牵引台磨耗较轻，说明车辆运行、制动、起动时，下牵引台全部受力，上牵引台局部受力，上、下牵引台受力不均衡同时加重了下牵引台应力集中。
5、该部位裂纹与制造工艺有关。因为该部位是截面突变处，如果制造时该部位发生气孔、夹渣、冷隔等情况，裂纹可能性极大提高。从表2-3看出，有6个厂家的钩舌均存在裂纹，说明该部位的质量工艺较难控制。
四、原因分析
钩舌牵引台裂纹是必然还是偶然，是否需要高度重视、严加防范，我们从钩舌的结构与受力情况方面进行分析，具体如下：
1、从结构上分析
钩舌牵引台根部为变截面，因此该部位成为钩舌应力集中部位，车辆运行中长期受到交变载荷的作用，极易产生裂纹。而且上、下牵引台不在同一截面（见图4-1），在车辆牵引过程上、下牵引台受力不均衡，从调查情况显示钩舌下部牵引台根部发现裂纹的几率较大。
图4-2
由于变截面的存在，在铸造时该部位也容易产生气孔等缺陷，在检修中曾多次发现牵引台根部气孔等铸造缺陷，现场对缺陷处打磨后发现缺陷进一步扩大（如图4-2）。 2、从运用中受力情况分析
钩舌在车辆运行过程中受力较为复杂，主要有牵引时的纵向载荷、钩腔配件相互作用的附加载荷等。
⑴ 纵向牵引载荷
在牵引状态下，钩舌牵引台主要受到钩体牵引台传递的反作用力，该载荷与车辆运行方向相反（见图4-3所示）。该载荷不是固定的，随着牵引重量增加而增大，随着车辆运行中制动后缓解、提速，交替作用于钩舌牵引台根部，是牵引台根部裂纹的主要因素之一。
图4-3
⑵横向载荷
在车辆牵引启动过程，钩舌受到纵向牵引力的同时，钩舌围绕钩舌销旋转，旋转过程中钩舌锁面与锁铁相接触，此时有一横向载荷传递：钩舌锁面→锁铁→钩腔内腔侧壁。按照“力的作用是相互的作用原理”，车钩内腔侧壁通过锁铁向钩舌传递一反作用载荷：钩腔内腔侧壁→锁铁→钩舌锁面（如图4-4所示）。该载荷的存在加剧了牵引台根部裂纹的发展。
3、运用中发生过钩舌牵引台根部裂纹导致车钩分离故障。如图4-5就是一起钩舌牵引台裂纹的事故照片。
综上所述，钩舌牵引台部位容易发生裂纹，须运用先进的检查手段，才能确保裂纹故障全部发现。
五、钩舌检修现状
1、钩舌牵引台根部不是规定的探伤部位。《铁路货车段修规程》、《铁路货车厂修规程》均规定探伤部位为“钩舌内侧面及上、下弯角处”如图5-1、图5-2所示阴影部位，无该部位。
图5-1 16型钩舌探伤部位示意图
图5-2 13号、13A型、13B型钩舌探伤部位示意图
2、目测是当前的主要检测手段。因为该部位为非探伤部位，属于常规外观检查部位，检查方式是手电、目测。现场检修发现该部位是除锈质量较差的部位，如单凭肉眼观察容易造成漏检。以2013年9月份为例，由探伤工未对此部位进行探伤检查，本月未发现一例牵引台根部裂纹问题。
六、建议
1、 增加钩舌牵引台根部为钩舌探伤部位，对该部位进行湿法磁粉探伤（见图6-1红色标示）。
2、目前现场采用的钩舌复合磁化探伤机基本能满足对钩舌的整体磁化，只要该部位能喷淋上磁悬液就可以。建议对钩舌探伤机磁悬液喷淋机构进行改造，保证对钩舌进行整体喷淋。
3、增加钩舌探伤检查旋转机具，保证钩舌探伤检查无盲区，避免因人不方便翻转钩舌而漏检。
参考文献
1.《铁路货车段修规程》（铁运【2012】202号）
2.《铁路货车厂修规程》（铁运【2011】207号）
关键词： 货车钩舌 索引台根部 裂纹 探伤部位
一、问题提出：
车钩缓冲装置是传递牵引力，缓和纵向冲击力的重要车辆部件，对铁路运输安全起着至关重要的作用。随着铁路高速重载的发展，对车钩缓冲装置更是提出了更高的要求。钩舌作为车钩载荷主要传导部件，在车辆的运行中承受车辆纵向载荷等复杂的作用，在检修过程中经常发现裂纹、磨耗等故障。我们在太北车辆段修车车间段修时发现的钩舌裂纹情况进行了调查，发现钩舌裂纹主要发生在钩舌S面、牵引台根部（见图1-1）等部位。
依据《铁路货车段修规程》、《铁路货车厂修规程》的规定，钩舌牵引台根部不要求探伤检查，只需外观检查即可。但在调查中发现，牵引台根部裂纹故障率相当高，目测的检查方式，无法实现对该部位裂纹风险的控制目标。
二、问题调查
1、对太原北车辆段段钩缓检修间2013年10月检修钩舌裂纹情况进行了调查。具体如下（见表2-1、图2-1）：
表 1 2013年10月钩舌裂纹情况调查表
名称 数量（件） 所占比例（%）
钩舌检修 2330 /
牵引台根部裂纹 16 0.69
S面裂纹 18 0.77
其他部位 1 0.04
2、对钩缓间10月发现的钩舌牵引台根部裂纹按生产厂家、裂纹长度、裂纹部位调查情况如下（表2-2、表2-3、图2-2）
表 2-2 10月钩舌牵引台根部裂纹情况调查表
序号 发现日期 型号 生产厂家 生产日期 铸造编号 长度（mm） 裂纹部位
1 10月10日 16 ZZC 09.08 7691 40 下牵引台根部
2 10月11日 16 ZZC 09.06 2885 20 下牵引台根部
3 10月12日 16 ZZC 09.07 4076 55 下牵引台根部
4 10月13日 16 RZ 09.07 0078 35 下牵引台根部
5 10月13日 16 QS 09.07 0481 30 下牵引台根部
6 10月16日 16 ZZC 09.08 0352 60 下牵引台根部
7 10月17日 16 ME 07.03 0023 55 下牵引台根部
8 10月17日 13B QC 08.10 02276 60 下牵引台根部
9 10月17日 16 RZ 09.09 0454 60 下牵引台根部
10 10月18日 16 ME 07.07 0599 60 下牵引台根部
11 10月24日 16 RZ 09.09 0122 40 下牵引台根部
12 10月24日 16 ZZC 09.11 9660 50 下牵引台根部
13 10月24日 13 RZ 08.02 0751 48 下牵引台根部
14 10月25日 16 BG 08.11 4116 50 下牵引台根部
15 10月30日 16 QS 11.05 3198 60 下牵引台根部
16 10月30日 16 RZ 09.09 0517 65 下牵引台根部
表2-3 10月钩舌牵引台裂纹生产厂家统计表
生产厂家 数量 比例（%）
ZZC 5 31.3
RZ 5 31.3
QS 2 12.5
QC 1 6.25
ME 2 12.5
BG 1 6.25
合计 16
图2-2 10月钩舌牵引台裂纹长度分布图
3、调查发现牵引台根部裂纹均为下牵引台，且裂纹下牵引台的磨耗情况较上牵引台严重，与湖东车辆段2010年钩体下牵引台根部裂纹调查情况相符合。
三、数据分析
1、牵引台根部裂纹须引起高度重视。因为从图2-1看出：钩舌牵引台根部裂纹占裂纹总数46%，与S面裂纹比例仅差5%。
2、该部位裂纹存在潜在安全隐患。从图2-2看出：裂纹长度在50mm以上的占到牵引台根部裂纹数量的50%，运用中裂纹进一步发展，就对铁路货车运输安全埋下潜在的安全隐患。
3、裂纹与牵引重量成正比。从表2-2可以看出： 16型钩舌牵引台根部裂纹14件，占牵引台根部裂纹的87.5%，13型仅为2件。
4、裂纹全部是下牵引台，且裂纹钩舌下牵引台磨耗严重，上牵引台磨耗较轻，说明车辆运行、制动、起动时，下牵引台全部受力，上牵引台局部受力，上、下牵引台受力不均衡同时加重了下牵引台应力集中。
5、该部位裂纹与制造工艺有关。因为该部位是截面突变处，如果制造时该部位发生气孔、夹渣、冷隔等情况，裂纹可能性极大提高。从表2-3看出，有6个厂家的钩舌均存在裂纹，说明该部位的质量工艺较难控制。
四、原因分析
钩舌牵引台裂纹是必然还是偶然，是否需要高度重视、严加防范，我们从钩舌的结构与受力情况方面进行分析，具体如下：
1、从结构上分析
钩舌牵引台根部为变截面，因此该部位成为钩舌应力集中部位，车辆运行中长期受到交变载荷的作用，极易产生裂纹。而且上、下牵引台不在同一截面（见图4-1），在车辆牵引过程上、下牵引台受力不均衡，从调查情况显示钩舌下部牵引台根部发现裂纹的几率较大。
图4-2
由于变截面的存在，在铸造时该部位也容易产生气孔等缺陷，在检修中曾多次发现牵引台根部气孔等铸造缺陷，现场对缺陷处打磨后发现缺陷进一步扩大（如图4-2）。 2、从运用中受力情况分析
钩舌在车辆运行过程中受力较为复杂，主要有牵引时的纵向载荷、钩腔配件相互作用的附加载荷等。
⑴ 纵向牵引载荷
在牵引状态下，钩舌牵引台主要受到钩体牵引台传递的反作用力，该载荷与车辆运行方向相反（见图4-3所示）。该载荷不是固定的，随着牵引重量增加而增大，随着车辆运行中制动后缓解、提速，交替作用于钩舌牵引台根部，是牵引台根部裂纹的主要因素之一。
图4-3
⑵横向载荷
在车辆牵引启动过程，钩舌受到纵向牵引力的同时，钩舌围绕钩舌销旋转，旋转过程中钩舌锁面与锁铁相接触，此时有一横向载荷传递：钩舌锁面→锁铁→钩腔内腔侧壁。按照“力的作用是相互的作用原理”，车钩内腔侧壁通过锁铁向钩舌传递一反作用载荷：钩腔内腔侧壁→锁铁→钩舌锁面（如图4-4所示）。该载荷的存在加剧了牵引台根部裂纹的发展。
3、运用中发生过钩舌牵引台根部裂纹导致车钩分离故障。如图4-5就是一起钩舌牵引台裂纹的事故照片。
综上所述，钩舌牵引台部位容易发生裂纹，须运用先进的检查手段，才能确保裂纹故障全部发现。
五、钩舌检修现状
1、钩舌牵引台根部不是规定的探伤部位。《铁路货车段修规程》、《铁路货车厂修规程》均规定探伤部位为“钩舌内侧面及上、下弯角处”如图5-1、图5-2所示阴影部位，无该部位。
图5-1 16型钩舌探伤部位示意图
图5-2 13号、13A型、13B型钩舌探伤部位示意图
2、目测是当前的主要检测手段。因为该部位为非探伤部位，属于常规外观检查部位，检查方式是手电、目测。现场检修发现该部位是除锈质量较差的部位，如单凭肉眼观察容易造成漏检。以2013年9月份为例，由探伤工未对此部位进行探伤检查，本月未发现一例牵引台根部裂纹问题。
六、建议
1、 增加钩舌牵引台根部为钩舌探伤部位，对该部位进行湿法磁粉探伤（见图6-1红色标示）。
2、目前现场采用的钩舌复合磁化探伤机基本能满足对钩舌的整体磁化，只要该部位能喷淋上磁悬液就可以。建议对钩舌探伤机磁悬液喷淋机构进行改造，保证对钩舌进行整体喷淋。
3、增加钩舌探伤检查旋转机具，保证钩舌探伤检查无盲区，避免因人不方便翻转钩舌而漏检。
参考文献
1.《铁路货车段修规程》（铁运【2012】202号）
2.《铁路货车厂修规程》（铁运【2011】207号）