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项目4任务2车钩缓冲装置及部件的检修

来源:华佗小知识
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、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Rivolta GWF脂。(7)在螺栓螺纹表⾯涂Rivolta GWF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(Rivolta GWF)润滑滑动接触表⾯和衬套。

(5)⽤润滑脂(Rivolta GWF)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(Rivolta SKD3400)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(Rivolta GWF)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(Rivolta SKD3400)润滑⽓缸活塞杆和⽓缸内侧壁。(7)⽤润滑脂(Rivolta GWF)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

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(Rivolta GWF)润滑所有的滑动件和壳体内侧。(6)⽤润滑脂(Rivolta GWF)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(Safecoat DW36X)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(Rivolta GWF)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

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