项目4任务2 车钩缓冲装置及部件的检修.docx
《项目4任务2 车钩缓冲装置及部件的检修.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《项目4任务2 车钩缓冲装置及部件的检修.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
项目4任务2车钩缓冲装置及部件的检修
任务二车钩缓冲装置及部件的检修
【知识要点】
1．城市轨道交通车辆车钩缓冲装置的作用及类型。
2．城市轨道交通车辆车钩缓冲装置的结构及作用原理。
3．城市轨道交通车辆车钩缓冲装置的检测和检修的方法。
【项目任务】
1．了解检测车钩的磨损状况。
2．熟练检修检测车钧钩头、电器连接箱、气路连接器、缓冲器、对中装置、钩尾冲击座以及其他附件。
3．掌握车钩的检修、检测和控制元件检修。
4．掌握车钩的试验。
【项目准备】
1．所需工具：
钩锁间隙规、注油枪、扭力扳手、刚性金属丝、拉簧安装钩、金属直尺、水准仪、毛刷、探伤仪、兆欧表、车钩试验台、缓冲器试验台。
2．所需物料：
清洁剂、压缩空气、干净软擦布、防腐涂层、润滑脂、黑色油漆、肥皂液、润滑剂，车钩上的紧固螺栓、螺母、拉簧、接地铜编制线。
【相关理论知识】
车钩缓冲装置是车辆最基本的也是最重要的部件之一，通过它使调机车和车辆之间或列车的车辆和车辆之间实现连挂，并且传递和缓冲列车在正常运行或在调车作业时所产生的纵向牵引（制动）力或冲击力。
城市轨道交通车辆的车钩缓冲装置按其结构的不同可分为三种类型，即全自动车钩、半自动车钩和半永久车钩（也称半永久拉杆），其均属于密接式车钩。
全自动车钩可以实现机械、气路和电路的完全自动连挂、自动解钩或人工解钩。
半自动车钩的机械和气路的连接机构与作用原理基本上与全自动车钩相同，可以实现自动连挂和解钩或人工解钩，但是电路必须靠人工连接和分解，以方便检修作业。
半永久车钩的机械、气路和电路的连接和分解都需要人工操作，但一般只有在架修以上的作业时才进行分解。
上海地铁车辆的车钩缓冲装置分为三种不同的类型，即全自动车钩、半自动车钩和半永久车钩，其基本结构都是由车钩钩头、缓冲装置、对中装置和钩尾冲击座等部分组成。
一、上海地铁直流电动列车的车钩
上海地铁直流电动列车的车钩是由德国夏芬伯格（Scharfenberg）公司设计和制造，全自动车钩的结构如图4-22所示，车钩钩头由机械钩头（型号为35号）、电气连接箱和气路连接器三部分组成。
机械钩头居中，电气连接箱分设在左、右两侧，钩头中心线下方设有气路连接器，机械钩头内装有解钩气缸。
所采用的缓冲装置为双作用环弹簧缓冲器。
图4-22直流电动列车的全自动车钩结构总图
二、上海地铁交流电动列车的车钩
上海地铁交流电动列车的车钩是由德国夏芬伯格（Scharfenberg）公司设计和制造，其全自动车钩结构如图4-23所示，车钩钩头由机械钩头（型号为35号）、电气连接箱和气路连接器三部分组成。
机械钩头部分居中，电气连接箱分设在左、右两侧，钩头中心线下方设有气路连接器。
钩头结构与上海地铁直流电动列车的车钩钩头基本相同，且与其可以实现机械、电气和气路的完全自动连挂和解钩。
车钩的缓冲装置由压溃管和橡胶缓冲器（EFG3）组成。
图4-23交流电动列车的全自动车钩结构总图
三、上海地铁3号线电动列车的车钩
上海地铁3号线电动列车的车钩也是由德国夏芬伯格（Scharfenberg）公司设计和制造，全自动车钩结构如图4-24所示，车钩钩头由机械钩头（型号为35号）、电气连接箱和气路连接器三部分组成。
车钩钩头的机械钩头居中，电气连接箱设在上侧，钩头中心线下方设有气路连接器。
车钩钩头结构与上海地铁直流电动列车的车钩钩头相同，电气连接箱的结构和布置不同。
车钩的缓冲装置采用液压缓冲器。
图4-24上海地铁3号线电动列车的全自动车钩结构总图
四、上海地铁1号线增购列车的车钩
上海地铁1号线增购列车的车钩是由瑞典丹纳（DELLNER）公司设计和制造，全自动车钩结构如图4-25所示，车钩钩头由机械钩头（型号为35号）、电气连接箱和气路连接器三部分组成。
车钩钩头可以与上海地铁直流和1号线其他交流电动列车实现机械、电气和气路的完全自动连挂和解钩，车钩缓冲装置与1号线其他电动列车车钩的缓冲装置结构相同，采用压溃管和橡胶缓冲器（EFG3）组成。
图4-25上海地铁1号线增购列车的全自动车钩结构总图
【项目实施】
一、车钩缓冲装置的检修
以上海地铁车辆的全自动车钩缓冲装置为例。
半自动车钩的机械钩头与全自动车钩基本相同，半永久车钩的机械钩头采用半环箍型联轴节连接，一般仅在架修和大修时才分解进行检修。
（一）车钩磨损的检测
在将全自动车钩、半自动车钩或车体分解之前，应该用专用的测量工具检测机械钩头内机械连挂机构的间隙，来判定钩锁的磨损情况，该测量工具称为间隙规（BACK-LASH-GAUGE），如图4-26所示。
图4-26间隙规（BACKLASH-GAUCE）
1-规体2一测试钩板3-手柄4-连杆5-连杆销检测步骤如下：
（1）检测之前应先清洁机械钩头表面及钩锁机构。
（2）将钩锁转至连挂位。
（3）从间隙规的钩舌板中取下连接杆销。
（4）使间隙规定位，使规体表面与机械钩头表面贴合。
（5）使车钩连接杆钩住间隙规的钩舌板。
（6）使间隙规的连接杆钩住车钩的钩舌板。
（7）通过转动棘轮手柄调节间隙规钩舌板的位置，以便可以插入连接杆销。
（8）顺时针转动棘轮手柄，使间隙规处于张紧状态，调节扭矩限于100N．m。
（9）间隙规上的游标尺可读至0.1mm，钩锁机构的磨损极限不得超过1.4mm。
（10）如果超过磨损极限，必须拆下钩头并分解，以检查钩锁零件的损坏和磨损情况，
有必要时将其更换。
（二）车钩钩头的检修
车钩钩头由机械钩头、电气连接箱和气路连接器等部分组成。
1．机械钩头的检修
全自动车钩机械钩头由壳体、心轴、钩舌板、钩舌板连杆、钩舌弹簧、钩舌板定位杆（或称棘爪）及弹簧、撞块及弹簧和解钩气缸组成，如图4-27所示。
壳体的前部一半为四锥体的钩头，另一半为钩头坑（或称凹坑），车钩连挂时相邻两个车钩的四锥体的钩头和钩坑相互插入。
固定在心轴上的钩舌板在钩舌板弹簧的作用下可绕心轴转动并带动钩舌板连杆动作，钩舌板是按功能需要设计成的不规则几何形状，设有供连挂时定位和供解钩气缸活塞杆作用的凸舌，以及与钩舌板连杆连接的定位槽、钩嘴等，是车钩实现动作的关键零件。
图4-27车钩机械钩头内部结构图
a）连挂状态b）解钩状态c）待挂状态
1-钩舌弹簧2-钩舌板定位杆3-心轴4-钩舌板5-钩头壳体6-钩嘴7-解钩杆8-解钩气缸
钩舌板连杆在连杆弹簧拉力的作用下使车钩可靠地连接起来。
钩舌板定位杆上的两个凸齿，使钩舌板处于待挂或解钩状态。
撞块可在车钩连挂时解开钩舌板定位杆与钩壳的锁定位，从而使两钩实现连挂。
对机械钩头进行如下检修：
（1）清洁和检查下述钩锁机构零件的磨损情况：
连接杆、连接杆销子、钩舌板、中心销、撞块、棘爪、导向杆、张紧弹簧。
（2）更换磨损或损坏的零件，按照润滑方案和工艺给相关零件涂油。
（3）更换部分弹簧件。
（4）对钩舌板、连接杆和中心销进行磁粉探伤或其他无损探伤。
（5）重新油漆各零件。
（6）用压缩空气清洁弹簧支撑座，更换损坏件，并给压簧涂RivoltaGWF脂。
（7）在螺栓螺纹表面涂RivoltaGWF脂。
（8）在机械车钩表面涂HS300防腐涂层。
2．电气连接箱检修
全自动车钩的电气连接箱设于机械钩头的两侧，其中一侧连接低压电缆，另一侧连接信号和通信电缆。
全自动车钩的电气连接箱通过机械操纵机构实现自动连挂和解钩，当机械钩头连挂时钩头内心轴转动带动顶端的凸轮一起转动，从而推动一个二位五通阀使压缩空气作用于电气连接箱的气缸，气缸活塞杆通过杠杆机构和弹簧使电气箱迅速连挂。
半自动车钩电气连接箱的连挂和解钩由人工实现，通过手动转动齿轮，使得齿轮和齿条机构动作，从而带动杠杆和弹簧使电气连接箱连挂和解钩。
因此半自动车钩的电气连接箱运动不随机械车钩同时动作。
电气连接箱只有在损坏情况下才有必要分解检修，一般地，对电气连接箱进行如下检修：
（1）用干布和无油压缩空气吹扫，清洁触头和绝缘块。
（2）更换个别已损坏触头。
更换可动触头和固定触头的方法相同。
（3）检查接线柱，并用兆欧表测量接线柱的绝缘性能。
（4）更换密封用的橡胶框。
（5）修复电气连接盒的塑料绝缘涂层。
对电气连接箱的操纵机构进行如下检修：
（1）更换密封件。
（2）清洁和检查零部件的磨耗情况，更换磨耗件，用无油压缩空气吹扫清洁软管和风管。
（3）如有必要应重新油漆。
（4）用润滑脂（RivoltaGWF）润滑滑动接触表面和衬套。
（5）用润滑脂（RivoltaGWF）润滑螺栓端部。
（6）用密封胶（Loctite572）密封插接式软管的螺纹件，活接螺母不必密封。
（7）用润滑脂（RivoltaSKD3400）润滑气缸内侧表面和活塞杆。
3．气路连接器检修
气路连接器设在机械钩头法兰下侧的中间，分设两个风管弹簧阀，如图4-28所示。
当一方弹簧阀的阀芯管压迫另一方的阀芯时则双方阀被打开，使总风管和解钩风管接通。
而一旦对方风管撤离，也就是两钩头的法兰面分离时，则阀芯又在弹簧力的作用下将阀关闭。
这样设计的风管连接装置可使风管的接通和断开随车钩的连挂和解钩自动进行。
图4-28风管弹簧阀
1-主风管接头2-解钩风管接头3-密封条4-阀芯5—压簧
一般地，对气路连接器进行如下检修：
（1）清洁和检查零件是否有损坏，更换损坏件。
（2）更换主风管和解钩风管弹簧阀对接口的橡胶密封件。
（3）更换主风管和解钩风管的橡胶管。
（4）用酒精清洁橡胶件，不得用润滑油脂处理。
（5）用润滑脂（RivoltaGWF）保护螺栓端部。
（6）用密封胶（Loctite572）密封气管上的螺纹件，活接螺母不必密封。
（7）车钩装车前用肥皂液检查气管接头是否泄漏，测试气压应为1.OMPa。
（三）解钩气缸的检修
（1）用无油压缩空气和抹布清洁所有零件。
（2）用刚性金属丝清洁气缸盖板上的排气孔。
（3）检查活塞0形密封圈和气缸盖板上的防尘圈有无裂痕，如有应将其更换。
（4）检查活塞杆的磨损情况，磨损严重应更换。
（5）检查活塞复位弹簧是否断裂，如有应将其更换。
（6）用润滑脂（RivoltaSKD3400）润滑气缸活塞杆和气缸内侧壁。
（7）用润滑脂（RivoltaGWF）涂于螺栓端部。
（四）缓冲装置的检修
缓冲装置分为可再生缓冲器和不可再生缓冲器两种类型，可再生缓冲器有双作用环弹簧缓冲器、橡胶缓冲器（EFG3）、液压缓冲器和气液缓冲器等，压溃管是属于不可再生的缓冲器。
上海地铁直流电动列车车钩使用的缓冲器为双作用环弹簧缓冲器，它由弹簧盒（简），弹簧前后座板、外环簧、内环簧、端盖和牵引杆等组成，如图4-29所示。
当车钩受压缩冲击时，牵引杆推动弹簧前座板向后挤压内、外环簧。
由于内环簧和外环簧相互间的接触面为V形锥面，从而使内环簧受压缩，外环簧受拉伸，使冲击能量转化为弹簧的势能。
同时内、
图4-29双作用环弹簧缓冲器
1、4-开口销2-平销3-磨耗板5、6-弹簧座7-螺母8-端盖9-牵引杆
10-平键11-弹簧盒12-内外摩擦弹簧13-密封环14-0形圈15-柱销16、17、18-六角头螺栓
外环簧锥面的相互摩擦，还产生一定的热量，从而也使一部分冲击能量转化为热能。
总之，缓冲器将冲击动能转化弹簧的势能和热能，来达到吸收冲击能量的目的。
当牵引杆受拉伸冲击时，牵引杆后端的预紧螺母压迫弹簧后座板，同样后座板也挤压内、外环簧，同样也使内、外环簧产生与牵引杆受冲击时同样的变化过程。
所以该缓冲器无论是受压缩冲击还是受拉伸冲击时，都能吸收冲击能量。
上海地铁交流电动列车车钩的缓冲装置由压溃管（见图4-30和图4-31）和橡胶缓冲器（EFG3）（见图4-32）组成。
图4-30压溃管
l一止退环2-安全装置3-圆形螺母4-中间作用轴环
5-作用环6-压溃管7-牵引杆8-0形圈9-胶水10-挡销
图4-31可压溃变形管的能量吸收情况
a）未变形的状态b）已压溃后的状态
1、3-可压溃简体2一可压溃变形管
L一可压溃变形管总长S-最大可压溃量
车钩缓冲器是车辆冲击能量吸收系统的一部分，可压溃变形管也可作为车钩缓冲装置的重要部件，用来吸收车辆冲击能量。
在列车进行正常的牵引和制动时，通过橡胶缓冲器（EFG3）的橡胶变形来吸收冲击能量。
它能吸收最大的压缩冲击能量为14.lkJ，吸收最大拉伸冲击能量为7.075kJ。
在列车相撞或当冲击速度过大时，可通过压溃管的变形来吸收冲击能量。
压溃管属于免检修部件，当压溃管的变形部位超过规定的标准时必须进行更换。
通过可压溃变形管吸收能量还可以同时保护车体钢结构免受破坏。
上海地铁3号线电动列车车钩的缓冲装置是液压缓冲器（见图4-33）。
这是一种可恢复的
图4-32橡胶缓冲器（EFC3）
1、7-销轴2-轴承盖3-上盖4-橡胶环5-牵引杆6-下盖8、9-挡圈10-缓冲机构
a1
b、
图4-33液压缓冲器
a）未变形状态b）已压溃后状态
能量吸收装置，车钩在发生撞击时缓冲器内部的活塞杆作用于活塞，使压力油通过活塞和缸体内壁的间隙流动，从而吸收能量，其相对速度越快吸收能量越大。
以下是对双作用环弹簧缓冲器应进行的检修内容。
对缓冲器进行分解检修之前和装配之后，用缓冲器压力试验机对缓冲器逐渐加载至550kN，缓冲行程为55mm，缓冲器的能量吸收率大于66%，缓冲曲线应与其给定的弹性曲线一致。
（1）打开缓冲器后检查环弹簧是否在正常位置，然后放松预紧环。
（2）清洁内、外环弹簧和缓冲器的内腔。
（3）检查和更换有裂纹的内、外环弹簧片。
（4）用专用油脂对环弹簧片进行润滑。
（5）清洁和检查缓冲器两侧磨耗板的磨损情况，若磨损严重则更换。
（6）检查缓冲器端部的球铰橡胶件有无裂纹、老化和龟裂，若有裂纹，深度超过5mm就要更换。
（五）对中装置的检修
车钩对中装置分为水平对中装置和垂向对中装置。
水平对中装置一般简称为对中装置，可分为气动对中装置和机械对中装置，如图4-34所示。
垂向对中装置一般称为垂向支承，通过调整该处的调节螺栓可以实现调节车钩端面中心线到轨道上表面的距离。
图4-34对中装置
上海地铁直流、交流电动列车车钩对中装置采用气动自动对中装置。
其结构和对中原理是：
在缓冲器的尾部下方左／右侧各设有一个对中气缸，它的活塞头部装有一个水平滚轮，当气缸充气活塞杆向外伸出时，能自动嵌入定在球铰座下方的一块呈桃子形的凸轮板左、右两个缺口内，从而达到使车钩自动对中的目的，也就是使车钩缓冲装置的中心线与车体中心线在同一个水平平面内，以便使两个钩头对准对方的车钩的钩坑。
上海地铁1号线增购列车车钩的对中装置采用机械对中方式，其原理是根据机械弹簧的挠度较大，可以使得车钩在水平方向摆动一定角度，实现车钩在直线段和曲线段的正常连挂。
对于垂向支承，上海地铁现有电动列车基本相同，都是通过调整橡胶支撑垫的预紧力来调整车钩在垂向距轨道上表面的距离（一般是720mm）。
1．对中装置的检修
（1）用压缩空气和抹布清洁各零件。
（2）用刚性金属丝或螺钉旋具清洁气缸排气孔。
（3）检查凸轮板和衬套是否有损坏和磨损，如有损坏则应更换。
（4）检查活塞杆端部的滚轮是否有损坏，如有损坏则应更换。
（5）用润滑脂（RivoltaGWF）润滑所有的滑动件和壳体内侧。
（6）用润滑脂（RivoltaGWF）保护螺纹和螺栓端部。
（7）用油脂（Loctite572）保护插接式软管上的螺纹件。
2．垂向支承装置的检修
（1）清洁和检查橡胶弹簧是否有裂纹和损坏，如果裂纹深度超过3mm或长度超过10mm时，则须更换橡胶弹簧。
（2）清洁和更换衬套。
（六）钩尾冲击座的检修
缓冲器的尾部是通过一个球铰与车体底架相连，该球铰部分简称钩尾冲击座。
这样的结构可使整个车钩缓冲装置在水平平面内摆动±400，而在垂直面内可摆动土50，满足车辆在水平曲线和竖曲线上的运行要求。
通过钩尾冲击座将车钩缓冲装置安装在车体的底架牵引梁上，而钩尾冲击座与牵引梁之间安装过载保护螺栓。
过载保护螺栓采用的是鼓形结构，当冲击载荷大于800kN时，鼓形结构即被破坏，车钩与车体分离并沿着导轨向后移动，从而避免超过许用载荷的冲击力加载到车体底架上。
上海地铁现有电动列车车钩钩尾冲击座的原理和功能都基本相同，只是结构和尺寸上略有差异。
对钩尾冲击座的检修内容如下：
（1）当车钩受到850kN以上的冲击载荷或严重的碰撞事故后，必须检查过载保护螺栓和衬套是否损坏，若有损坏则必须更换。
（2）清洁和检查底架的尼龙导轨轨板是否损坏，若有损坏则必须更换，并应对其进行润滑，但是不允许对过载保护螺栓和衬套的接触表面进行润滑。
（3）清洁和检查球铰结构的橡胶件是否有损坏，若有损坏则必须更换。
（4）自锁螺母重复使用不得超过5次。
（七）其他附件的检修
连接环由上、下两个半连接环组成，通过四个螺栓联接。
通过连接环把车钩钩头和缓冲器连接在一起，实现力和运动的传递。
对连接环应进行如下检修：
（1）清洁连接环的内、外表面。
（2）用磁粉探伤或其他无损检测的方式进行探伤。
（3）用油脂（SafecoatDW36X）涂连接环内侧底部，不得涂连接环和车钩钩头法兰环的工作表面。
（4）用润滑脂（RivoltaGWF）保护螺纹和螺栓端部。
（5）安装时应注意连接环的排水孔必须朝下。
（八）监测和控制元件的检修
车钩实现连挂和解钩动作的控制和监测元件为S1、S3、S4行程开关和二位五通换向阀。
当机械钩头连挂和解钩时钩头中心销的凸轮板转动，Sl行程开关监测到该动作并给出反馈电信号，驾驶室将显示车钩的连挂和解钩情况。
当电气连接箱连挂和解钩时，S3行程开关监测到电气连接箱操纵机构的动作并反馈电信号，驾驶室将显示电气连接箱的动作情况。
S4行程开关与车钩的止动板有联锁作用，当止动板动作时即使车钩高压电路切断，也能起到保险作用。
车钩的气路控制元件为二位五通换向阀，通过该阀实现电气连接箱和对中装置的自动动作。
对监测和控制元件的检修内容如下：
（1）检查Sl、S3和S4行程开关的动作应良好，否则进行更换。
（2）在安装开关时，应确保其行程触头的正确角度和位置，并检查其功能是否正常。
（3）清洁和检查二位五通阀的状态应良好。
二、车钩缓冲装置的试验
1．车钩连挂和解钩试验
车钩连挂和解钩试验须在车钩试验台上进行。
将全部组装好的全自动或半自动车钩安装在试验台上，进行车钩自动连挂和解钩的试验。
连挂时要听其声音是否清脆，以判别机械钩头连接的质量。
通过操纵手动解钩装置，检查手动解钩的性能是否正常。
2．气密性试验
在车钩处于连挂状态下，用肥皂水喷在所有阀和管路接头处以检查气路是否泄漏。
【实践与训练】
学习工作单
工作单
城市轨道交通车辆车钩缓冲装置及部件检修
任务
了解地铁车辆钩缓装置的类型、结构及作用原理；掌握检测和维修的方法。
班级
姓名
学习小组
工作时间
【知识认知】
1．简述城市轨道交通车辆车钩缓冲装置的结构、用途及分类。
2．简述国产密接式车钩钩头的结构及主要检修内容。
3．叙述上海地铁半自动车钩电气连接箱的作用、结构及主要检修内容。
4．叙述上海地铁车钩气路连接器的作用、结构及主要检修内容。
5．叙述上海地铁1号线增购列车车钩对中装置的维修。
【能力训练】
按照图例，描述对中装置的检修及安装过程。
任务学习其他说明或建议：
指导老师评语：
任务完成人签字：
日期：
年月日
指导老师签字：
日期：
年月日
升级会员 