淺談車鉤鉤耳及鉤尾框裂紋產(chǎn)生原因及對策

楊鵬英

前言

通過對車鉤鉤耳及鉤尾框裂紋產(chǎn)生原因的分析，提出加強(qiáng)車鉤檢修質(zhì)量的措施，降低貨車運(yùn)用典型故障。

一、問題的提出

隨著鐵路貨車全面重載和提速，車鉤裂損故障的頻發(fā)，大大增加鐵路貨車的臨修率，影響了貨車正常運(yùn)用秩序。大準(zhǔn)鐵路貨車運(yùn)用的典型故障反饋率大增，通過數(shù)據(jù)分析，車鉤典型故障反饋率高，嚴(yán)重地影響了段修貨車運(yùn)用的典型故障反饋率。車鉤典型故障反饋率主要是鉤頭裂損和鉤尾框裂損，鉤頭裂紋主要發(fā)生在鉤耳部位，鉤尾框裂紋主要發(fā)生在框身部位。下面我就車鉤鉤耳裂紋和鉤尾框框身裂紋這兩種發(fā)生率高對行車安全危害較大的故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。

二、原因分析及采取措施

（一）車鉤鉤耳裂紋產(chǎn)生原因及應(yīng)采取的措施

1、車鉤鉤耳孔襯套丟失或磨耗超限是車鉤鉤耳裂紋產(chǎn)生的原因之一。

車鉤鉤耳孔襯套丟失或磨耗超限，使鉤舌銷與鉤耳孔間隙超限，減弱鉤舌銷定位精度，加大鉤舌與鉤腔內(nèi)部間隙，使鉤舌不處于水平位置。在車輛運(yùn)行中鉤舌銷受力致使鉤耳孔受力大增，在受到牽引、沖擊力時，易使鉤耳產(chǎn)生裂紋。同時，鉤耳孔襯套丟失鑲套，不合理的鑲套壓力以及襯套與孔的過盈量過大，使鉤耳孔內(nèi)部產(chǎn)生強(qiáng)大內(nèi)應(yīng)力，運(yùn)用中加大了鉤耳產(chǎn)生裂紋的可能性；若襯套與孔的過盈量過小，又易使襯套產(chǎn)生松動而丟失。

實(shí)際工作中存在工作者鑲套時隨機(jī)取套，臆測襯套與孔的過盈量的做法，影響車鉤鉤耳的鑲套質(zhì)量。8月份中旬就有一套車鉤因襯套選配不當(dāng)，鑲套時導(dǎo)致鉤耳孔裂紋3處，長度大于15mm而報廢。

因此，在檢修時應(yīng)采取以下措施來保證車鉤鉤耳襯套鑲套質(zhì)量。

1）嚴(yán)格執(zhí)行段修規(guī)定，車鉤鉤耳孔襯套丟失、松動、裂損、磨耗超限時進(jìn)行換套處理；2）車鉤鉤耳孔磨耗超限時堆焊后加工，鉤耳孔變形、影響鑲套時調(diào)修；3）更換襯套時，盡量采用液壓機(jī)退套，避免人工氧炔割套傷及車鉤鉤耳本體；4）鑲套時，嚴(yán)格執(zhí)行鑲套工藝標(biāo)準(zhǔn)，鋼襯套與孔結(jié)合處涂抹沿油，使用游標(biāo)卡尺測量鉤耳孔徑與襯套直徑，保證鋼襯套與孔的過盈量在0.05～0.1mm之間；5）鑲套后仔細(xì)檢查鉤耳，發(fā)現(xiàn)裂紋及時處理。

2、車鉤組裝后縱向間隙不合理，也是車鉤鉤耳裂紋產(chǎn)生的原因之一。

車鉤組裝后的縱向間隙主要有：車鉤牽引（沖擊）臺與鉤舌牽引（沖擊）臺的間隙，車鉤鉤舌護(hù)銷突緣與鉤耳間的間隙，鉤舌銷與鉤耳孔的間隙。三者的關(guān)系應(yīng)按照車鉤設(shè)計原理，車輛的牽引沖擊力主要依靠牽引沖擊臺來傳遞，當(dāng)牽引沖擊臺磨耗后，車鉤鉤耳、鉤舌護(hù)銷突緣、牽引沖擊臺共同承擔(dān)牽引（沖擊）力，再磨耗后鉤舌銷、鉤耳、護(hù)銷突緣、牽引沖擊臺共同受力。車鉤縱向間隙不合理，直接影響車鉤連掛時各受力點(diǎn)力的合理分配，使鉤耳受力加大，易發(fā)生裂紋。

實(shí)際工作中組裝車鉤時，工作者主要是保證車鉤三態(tài)、鎖鐵移動量、開閉鎖位等的間隙合格，往往忽略了車鉤組裝后的縱向間隙。對此，分析導(dǎo)致車鉤縱向間隙不合理的原因有：

1）車鉤使用年限長（普通鋼20年，C、E級鋼25年），鉤腔內(nèi)與鎖鐵、鉤舌配合處磨損嚴(yán)重，檢修時未施行焊修或焊修未恢復(fù)原型；2）鉤舌牽引臺、鎖面、鎖鐵等配件磨耗后未加工或加工未恢復(fù)原型；3）鉤舌、鉤腔內(nèi)部配件選配不當(dāng)。

因而，針對于車鉤組裝時縱向間隙的不合理，檢修中應(yīng)采取以下措施：

1）嚴(yán)格加修工藝，對鉤腔內(nèi)磨耗面進(jìn)行焊修，并加工或磨修恢復(fù)原型尺寸。2）對配件嚴(yán)格把關(guān)，鉤舌牽引圓弧、鎖鐵等配件磨耗后加修恢復(fù)原型，進(jìn)行檢測，防止不合格者裝車使用。3）車鉤三態(tài)試驗時，手工檢查鉤舌向外牽引狀態(tài)下的三個間隙，閉鎖位時用手扳緊鉤舌檢查，鉤舌銷應(yīng)能自由轉(zhuǎn)動；手工檢查沖擊狀態(tài)下三個間隙，鎖位時向里推壓鉤舌，鉤舌沖擊臺與車鉤沖擊臺應(yīng)緊密接觸；車鉤縱向間隙不符合時應(yīng)重新選配鉤舌與鉤腔內(nèi)配件。

3、車鉤鉤舌鎖面與鉤鎖鐵間橫向間隙大，也是車鉤鉤耳裂紋產(chǎn)生原因之一。

車鉤鉤舌鎖面與鉤鎖鐵間橫向間隙大加劇了車輛運(yùn)行中鉤腔與各配件的磨耗，使各配件上下、左右間隙進(jìn)一步增大，當(dāng)車輛在牽引或沖擊的瞬間，車鉤各部受力大增，加大鉤耳裂紋的可能性。因段規(guī)中未對車鉤組裝時橫向間隙作出明確規(guī)定，是車鉤檢修時的一處盲區(qū)。應(yīng)制定在段修時切實(shí)可行的檢測橫向間隙的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及限度。新造13號車鉤，鉤舌鎖面與鉤鎖鐵橫向間隙不大于6.5mm，在段修中也可以使用6.5mm這一限度。因此，在車鉤組裝時，要檢測車鉤橫向間隙，對于間隙過大者，重新選配鉤舌與鉤腔內(nèi)配件。

4、車鉤鉤耳裂紋焊修質(zhì)量差，造成焊修后再次開裂，是車鉤鉤耳裂紋產(chǎn)生的重要原因。

2015年三季度車鉤鉤耳裂紋中有16處裂紋屬于鉤耳原焊修后的焊波位置，是鉤耳裂紋焊修后復(fù)裂，在車鉤鉤耳裂紋中占有很大的比例。對鉤耳裂紋焊修后復(fù)裂原因進(jìn)行分析，認(rèn)為工作者焊修時出現(xiàn)的幾種情況，是鉤耳焊后復(fù)裂的重要原因：

1）焊修前，未對焊接部位進(jìn)行預(yù)熱，導(dǎo)致焊接部位產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。2）焊修時沒有清除表面銹層及灰塵，致使焊修時產(chǎn)生夾渣、氣孔、咬邊及未焊透，降低焊接部位強(qiáng)度。3）焊修時沒有消除原裂紋，而是直接進(jìn)行焊修。4）焊修時未采用與被焊件相符的焊條，且焊接電流過大，將鉤耳本體溶化，形成焊疤，削弱鉤耳的強(qiáng)度。5）焊修后未進(jìn)行熱處理。

因此，要提高鉤耳焊修質(zhì)量，減少焊后復(fù)裂的發(fā)生，檢修時應(yīng)采取以下措施：

1）嚴(yán)格執(zhí)行焊修工藝標(biāo)準(zhǔn)，焊前預(yù)熱，溫度至200℃～300℃，范圍超出焊接面積，寬度大于焊縫深度的3倍。2）焊修時，清除表面銹層、灰塵，對裂紋部位開坡口，消除原裂紋，坡口應(yīng)為V型或U型，角度為60±5°。3）車鉤是鑄鋼件，焊修時我段采用J506焊條焊修，經(jīng)烘干處理，焊條直徑Φ4mm，焊接電流為150～190A。4）焊修后進(jìn)行熱處理，對裂紋焊修處四周50mm范圍內(nèi)加熱到850～900℃，加蓋石棉等保溫材料，保溫1h以上，后緩冷至室溫。5）焊修后打磨圓滑。

（二）鉤尾框框身裂紋產(chǎn)生的原因及應(yīng)采取的措施

1、鉤尾框框身變形是造成框身裂紋的原因之一

尾框框身發(fā)生變形后破壞了尾框的正常工作條件，尾框的受力情況也發(fā)生變化，導(dǎo)致應(yīng)力急劇上升，又因為裂紋發(fā)生的起始處大都是應(yīng)力集中的所在，鉤尾框框身又是承受車輛縱向牽引、沖擊力最大的部位。因而在低溫沖擊或超載等的不利條件下，框身容易發(fā)生裂紋。

工作中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)鉤尾框框身變形，大多都是13號鉤尾框，使用年限超過15年，尾框框身存在不同程度的磨耗，特別是在框身焊裝磨耗板部位。原因是老段規(guī)對段修時框身磨耗板的有無及焊接要求規(guī)定不明確，造成磨耗板大量丟失，框身與車鉤托梁直接接觸發(fā)生磨耗?？蛏砟ズ暮?，厚度變薄，強(qiáng)度變?nèi)?，容易發(fā)生變形。

因此，在檢修時應(yīng)采取以下措施：

1）按工藝規(guī)定使用樣板檢測鉤尾框框身厚度，上下框身間距離、框身彎曲、上下扁銷孔距離?？蛏硪粋?cè)彎曲大于3mm時調(diào)修，各部位磨耗超限時按規(guī)定堆焊后磨平。2）嚴(yán)格執(zhí)行新段規(guī)要求，鉤尾框框身磨耗板丟失時補(bǔ)裝。磨耗板與框身焊接時兩側(cè)五段段焊，焊波長30mm。

2、鉤尾框框身內(nèi)側(cè)面前后彎角處磨耗超限后經(jīng)多次堆焊或焊修不規(guī)范也是框身裂紋產(chǎn)生的原因之一。

鉤尾框框身前后彎角處是框身的應(yīng)力集中部位，也是裂紋的多發(fā)部位，檢修時發(fā)現(xiàn)的裂紋多在此處；同時，又因為它是車鉤組裝后前后從板所處的位置，框身與從板發(fā)生磨擦，極易產(chǎn)生磨耗，而需堆焊甚至是多次堆焊加修。因框身焊修后在空氣中自然冷卻，與環(huán)境溫差大，焊波內(nèi)部易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，同時多次堆焊后，使材料的韌性降低，脆性加大，在受到縱向牽引、沖擊力時更容易產(chǎn)生裂紋。

2015年5月3日丹洲營列檢發(fā)現(xiàn)XF155次列車，機(jī)后53位C62AK930220后鉤（2位）鉤尾框折斷。2015年5月12日，京隆電廠愛車點(diǎn)職工發(fā)現(xiàn)C62AK0472028后鉤（2位）鉤尾框折斷，2處斷面均為距鉤尾框扁銷孔內(nèi)邊緣140mm，正處于鉤尾框前彎角處。

實(shí)際工件中，有時存在焊接時焊條材質(zhì)與被焊材不符，或焊接電流大的現(xiàn)象這都將降低堆焊質(zhì)量，影響鉤尾框的檢修質(zhì)量。

對此，檢修時應(yīng)采取以下措施：

1）應(yīng)采用與鉤尾框鑄鋼件相對應(yīng)的等強(qiáng)度焊條。我段采用J506焊條，直徑選用3.2mm，焊接電流為90～130A，堆焊后，立即用石棉氈覆蓋，緩冷至室溫后再打磨平整。2）建議加快2#緩沖器的淘汰，盡可能的減少后從板對鉤尾框框身后彎角處的磨耗。3）建議設(shè)計一種夾子式磨耗板，并且折卸方便，安裝在鉤尾框內(nèi)側(cè)面前后彎角處，可盡量避免此部位的磨耗。

3、鉤尾框存在的鑄造缺陷，造成鉤尾框極限強(qiáng)度的降低，是框身產(chǎn)生裂紋的重要原因之一。

2015年3月24日，我段點(diǎn)岱溝列檢發(fā)現(xiàn)3101次列車機(jī)后47位C64-4862982-2位鉤尾框折斷，折斷部位是鉤尾框后彎角處，上片全為新痕，下片框身舊痕處有幾處夾渣鑄造缺陷。

因此，檢修時

1）要仔細(xì)檢查鉤尾框框身是否有鑄造缺陷，特別是前后彎角處；2）鉤尾框彎角處鑄造缺陷深度和長度按裂紋處理；3）缺陷焊修時，嚴(yán)格按照裂紋焊修方法操作。

4、鉤尾框框身裂紋后焊修質(zhì)量差，會造成運(yùn)用中框身裂紋焊修處再次開裂。

鉤尾框是車鉤承受車輛縱向牽引、沖擊力的最大受力部件，框身裂紋后，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行焊修，焊修前未進(jìn)行預(yù)熱、沒有消除原裂紋或未采用與被焊件相符的焊條及焊接電流、焊后未進(jìn)行熱處理都將影響焊接質(zhì)量，造成裂紋焊修后再次開裂。

鉤尾框框身裂紋的焊修要求及標(biāo)準(zhǔn)相同于車鉤鉤耳裂紋的焊修要求及標(biāo)準(zhǔn)。

影響車鉤裂損產(chǎn)生的原因還有很多，除了檢修方面的原因，還有運(yùn)用方面的原因；因此要有效的降低運(yùn)用貨車臨修率，還需要全路車輛工作人員的共同努力。車鉤段修時，只有嚴(yán)格執(zhí)行段規(guī)要求，按規(guī)定檢修，才能不斷提高車鉤質(zhì)量，降低車鉤運(yùn)用臨修率，保證行車安全。

（作者單位：大準(zhǔn)鐵路公司車輛段）