关于地铁车辆车钩架修浅析

徐露

摘要：随着城市地铁不断发展，尤其是近十年以来，全国地铁运营里程得到爆发式的增长，因此，目前是地铁车辆首轮架大修的集中爆发期。车钩缓冲装置作为车辆之间的连接部件，在牵引时承受拉力，制动时承受压力，车钩缓冲装置架修质量如何将直接影响列车运行品质及安全性能。

Abstract： With the continuous development of urban subway， especially in the past ten years， the operating mileage of national subway has been explosively increased. Therefore， at present， it is the concentrated outbreak period of the first-round overhaul of subway vehicles. Coupler buffer device， as the connecting part between vehicles， bears the pulling force during traction and the pressure during braking. How to repair the coupler buffer device directly affects the train running quality and safety performance.

关键词：地铁车辆;车钩;架修

中图分类号：U270.34                                   文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2020）23-0169-02

0  引言

南昌地铁1号线采用Schar fenberg车钩，其主要由车钩和缓冲器构成，安装在车体底端部牵引梁上，实现列车连挂，传递牵引力和吸收纵向冲击力，保证列车安全平稳运行。经过60万公里的运行，一期工程27列车陆续进入架修期，其中车钩系统全部委托上海福伊特夏固今创车钩技术有限公司维修。

1  基本介绍

南昌地铁1号线采用6辆编组的B型车，列车编组方式：+Tc*Mp*M=M*Mp*Tc+（+表示：全自动车钩，=表示：半自动车钩，*表示：半永久牵引杆）。共5种类型、12个车钩，分别为全自动车钩2个、带压溃管半自动车钩1个、不带压溃管半自动车钩1个、带压溃管半永久牵引杆4个、不带压溃管半永久牵引杆4个。以全自动车钩为例，简介其主要部件工作原理与功能：

1.1 机械钩头

①连挂状态。连挂期间，车钩的凸锥滑入连挂车钩的凹锥，钩舌撞击连挂车钩的钩板。车钩锁在拉伸弹簧力的作用下旋转，直到钩舌啮合到钩板槽中，锁定后，车钩锁在拉伸弹簧的作用下进入连挂状态。这样一来，车钩进入连挂状态，车钩锁彼此相啮合。车钩的准备连挂状态和连挂状态是同样的位置，这种车钩锁因此称为一位锁。钩舌和钩板形成平行四边形，车钩锁只承受均匀分布在平行四边形以内两个钩舌上的拉力，由于拉力是平衡的，不会出现车钩锁的意外解锁。

②解钩状态。为解开车钩头，解钩装置使车钩锁在拉伸弹簧的作用力下转动，直到钩舌与钩板槽分离，此位置时，车钩锁被与钩板槽啮合的钩舌锁定，车辆分离后，钩舌滑出钩板槽并与车钩锁分离，车钩锁在拉伸弹簧作用下旋转，将钩舌推至前部，车钩锁即可再次连挂。

1.2 电钩头

电动车钩头位于车钩头的下部，包括一个带防护盖的外壳、触头块和后盖。外壳的横截面为矩形，朝向车钩头的外侧配有导向元件，前侧配有对中装置。底部设有排水系统。在连挂操作期间，电动车钩头通过气缸和导向原件作用下向前移动，两个相对外壳的对中元件使外壳配合并将它们对齐，这样，触头就可以精确接触，而密封框将被相互压紧。解钩时，电动车钩头的触头将被分离。连挂和解钩期间，封盖被自动打开和关闭。

1.3 钩身（压溃管）

钩身用于连接车钩头和橡胶垫牵引装置。钩身具有支撑功能，并形成列车组中的作用力线。在列车组中，牵引装置保护车钩和车辆，防止过载（超出正常运行载荷）造成损坏。牵引装置吸收撞击能量进行缓冲，但各能量吸收设备均有设定的预载荷，若超过能量吸收元件最大负载的冲击载荷进一步传递时将无法缓冲。此时，则需要压溃管介入，压溃管将撞击能量转换为摩擦和变形能量：一个预加应力冲头安装在它内部，预应力确保了运行期间力的均匀传导，巨大的撞击将冲头压入涨大的压溃管，撞击能量转化为摩擦和变形能量，能量吸收与行程成正比增加。撞击后，压溃管成为钩身内间隙，一旦压溃管已发生塑性形变，该压溃管则无法再使用。

1.4 橡胶垫牵引装置

橡胶垫牵引装置连接钩身和车体底架，轴承座内的轴颈可允许车钩发生水平摆动，橡胶垫牵引装置属于一种能量吸收设备。列车组内的万向移动通过由橡胶垫装置和轴承座组成的装备予以弹性缓冲，还可以缓冲拉伸载荷和压缩载荷在垂直、水平方向上的位移和旋转角度。橡胶垫牵引装置在拉伸载荷和压缩载荷方向的縱向位移的缓冲特性，由于橡胶垫牵引装置的冲程受限位挡块的限制。在出现巨大撞击时，轴颈和橡胶垫装置之间的剪切螺栓将会断开，车钩从车辆底架下的轴承座中通过，起到过载保护作用。钩身通过卡环连接到牵引杆上，这样就可以实现轻松快捷的安装和拆除。支撑弹簧承受已解钩车钩的重量，通过支撑弹簧进行调节车钩高度。

1.5 对中装置

对中装置安装在轴承座上。由外壳（1）和凸轮盘（6）构成，外壳紧固地连接至轴承座，气缸（2）位于车钩两侧，气缸包括盘形弹簧（3）和带辊（5）杆（4），带辊杆位于凸轮盘上。凸轮板可在外壳内旋转，同时，还紧固地连接至橡胶垫牵引装置的轴颈。它配有两个外围槽（9），这些与气缸位置精确对合，对中装置内的弹簧受限定的力的作用，以将解钩车钩与车辆纵轴维持在一条线上，并在规定的重对中角度内将车钩重新对中。（图1）

2  架修內容

在五年架修时进行车钩全面分解检修，对橡胶件和紧固件进行更换，对主要受力点进行磁粉探伤检测。以全自动车钩为例分析，其主要对车钩头、钩身、钩尾三大部分进行维护。钩头和钩尾全部分解检修，钩身（含压溃管）不进行分解，压溃管部分使用检点锤敲击检查，声音清脆说明良好，声音沉闷，需分解检查。

检测内容：①磁粉探伤：对钩舌、钩板、钩舌销、中心销、钩头中心销端面、各连接卡口、卡环进行磁粉探伤检测。②钩锁间隙测量：钩锁间隙是车钩的一项重要参数，直接影响列车乘坐的舒适性。通过大量项目车钩的架修经验得出，对于钩舌、钩板、钩舌销、中心销进行目视检查，无需测量机械尺寸，仅测量钩锁间隙即可，全自动车钩钩锁间隙架修标准为不超过1.8mm，而一般架修时测得间隙均在0.5mm和0.6mm左右。③漆面检测：支座表面的涂层厚度在15-40um，车钩涂层总厚不低于160um。④车钩全长和重量检测：车钩全长和重量应符合表1要求。⑤功能测试。自动机械和电钩解钩：在6bar压力下机械钩和电钩自动挂钩，车钩头前移并挂钩，检查车钩头应能正常挂钩，听到挂钩声（咔嗒声）。电钩应能正常向前移动，电钩保护盖打开，检查电钩挂钩情况，电钩的橡胶密封能够互相贴紧。

自动机械和电钩解钩：在 6bar 压力下机械钩和电钩自动解钩，使用解钩气缸自动解钩，检查电钩应能正常解钩，电钩退回至初始位置，电钩保护盖关闭。检查机械钩应能正常解钩，车钩分开后回到待挂钩位置。

自动机械挂钩：在6bar压力下进行无电钩状态下机械钩自动挂钩，关闭电钩气路，然后自动挂钩，检测机械钩头应能正常挂钩，听到挂钩声（咔哒声），电钩保持在缩回位置。

自动机械解钩：在6bar的测试压力下进行机械的自动解钩，使用解钩气缸自动解钩，检查车钩头应能正确解钩，车钩分开后是否回到待挂钩位置，最后打开电钩气路。

手动解钩：在自动挂钩完毕后，关闭电钩气路，用扳手移动电钩至缩回位置。检查电钩应能解钩，电钩应能向后退回至初始位置，电钩保护盖应能正常关闭。拉动解钩绳进行机械解钩，检查车钩头应能正常解钩，车钩应能退回至待挂钩位置，然后打开MRP。

气密性测试：在车钩连挂状态下，要求1.0MPa压力下5min之内压力下降不得超过20kPa。

车钩水平摆动：在车钩试验台上部放置角度量卡规，用手摆动车钩应能在水平线两侧最小25°范围内摆动。

车钩对中试验：在车钩试验台上部放置角度量卡规，将车钩水平旋转至两侧15°放手，对中装置应能使车钩保持在中间位置。

3  目前现状

目前车钩系统架修的现状是大部分地铁公司都采用原厂原修的方式进行委外修，少数部分地铁公司进行自主维修。

3.1 委外修标准不一，造成过修和欠修

专业的车钩生产厂家，都会根据自己的设计要求及大量的维修经验，制定出合理的架修维护标准。在委外修时不同项目的客户都会根据各自情况制定检修维护标准，由于地铁公司出于安全性能和美观考虑，往往会高于厂家的标准，维修厂家又必须响应，造成一定程度上的过修，增加维护成本。例如车钩面油漆层采用全部脱漆后喷新漆的成本远高于局部补漆，且维修工期长。同时又由于对车钩的某些部件理解不深，导致某些部件的维护标准降低，造成欠修现象，厂家会根据自身标准告知客户提高标准，这样会造成委外修预算超标。

3.2 全自动车钩电钩头是否必要

由于地铁列车不能像高铁动车组一样实现两列重联运行，电钩头仅在事故救援时才发挥作用，全自动车钩电钩头的实用价值并不大，而且在救援连挂时，电钩头不连挂，依然可以实现救援功能。全自动车钩电钩头从生产的成本和架大修维护的成本考虑，犹如鸡肋。所以，全自动电钩头存在的意义并不大，有些地铁项目已经取消列车头端全自动车钩的电钩头部分，如厦门地铁2号线项目。

4  结束语

车钩连挂在车辆之间，承担巨大的安全使命，更是影响乘坐的舒适性。车钩在设计阶段就应当充分考虑生产成本及后期维护成本，在架修阶段从自身情况出发，选择合适的维修模式和维护标准，将成本降至最低的同时，不出现过修与欠修现象，从而保证车钩的安全性能。

参考文献：

[1]顾玉林，刘龙玺，牟晓莎.地铁车辆用车钩主要部件简介及选型[J].机车车辆工艺，2018（02）：34-37.

[2]王孟强，王杭，赵勇.福伊特车钩与四方所车钩互换性研究[J].农家参谋，2018（21）：215-282.

[3]南昌地铁1号线车钩系统维护手册[G].上海福伊特夏固今创车钩技术有限公司，2015.