車鉤緩衝裝置

車鉤緩衝裝置

車鉤緩衝裝置是用於使車輛與車輛,機車或動車相互連掛,傳遞牽引力,制動力並緩和縱向衝擊力的車輛部件。它由車鉤,緩衝器、鉤尾框,從板等組成一個整體,安裝於車底架構端的牽引梁內。為了保證車輛連掛安全可靠和車鉤緩衝裝置安裝的互換性,我國鐵路機車車輛有關規程規定:車鉤緩衝器裝車後,其車鉤鉤舌的水平中心線距鋼軌面在空車狀態下的高度,客車為880mm(允許+10mm,-5mm誤差),貨車為880mm(±10mm)。兩相鄰車輛的車鉤水平中心線最大高度差不得大於75mm。

車鉤緩衝裝置

正文

位於機車或車輛兩端,用於實現相互連掛、傳遞牽引力或壓縮力及緩和縱向衝擊的部件。由車鉤、緩衝器和其他配件組成(圖1 )。車鉤緩衝裝置車鉤緩衝裝置安裝在底架兩端的牽引梁內。機車或車輛承受衝擊時車鉤受壓,推動鉤尾框和前從板向後移動,衝擊力經緩衝器傳至後從板。此時後從板為後從板座所阻擋不能移動。列車牽引時車鉤受拉,通過鉤尾銷帶動鉤尾框和後從板向前移動,牽引力經緩衝器傳至前從板,此時前從板為前從板座所阻擋不能移動。在這兩種情況下,緩衝器都會受到壓縮,起吸收能量、緩和縱向衝擊的作用,並把衝擊力或牽引力傳給牽引梁。
車鉤 在兩車之間實現相互連掛並傳遞縱向力(牽引力或壓縮力)的部件。
發展概況 早期的車鉤是非自動的,工作人員要進入兩車之間用手工摘掛,容易造成人身事故。19世紀60年代美國鐵路開始出現自動車鉤,到90年代末全路實現了自動車鉤化,1916年實現自動車鉤的標準化。日本鐵路經過七年準備後,在1925年7月17日一舉將原有鏈鉤換成自動車鉤。蘇聯鐵路在1951~1957年實現了自動車鉤化。自動車鉤在車輛碰撞時可使兩車自行連掛,而且從外側操縱提鉤桿便能實現連掛車輛的摘解,從而可提高列車的編解作業效率,並保證工作人員的人身安全。歐洲一些國家的鐵路目前主要仍用螺桿鏈環式非自動車鉤。中國鐵路在19世紀末開始採用自動車鉤。20世紀50年代初期實現了自動車鉤的鉤型統一和標準化,並在此基礎上研製和使用高強度的車鉤。
類型 分為自動車鉤和非自動車鉤兩類。目前尚在使用的非自動車鉤是螺桿鏈環式車鉤。自動車鉤基本上有兩種類型。一種是詹尼式車鉤的發展型,具有閉鎖、開鎖、全開三態。美國、中國、日本等國鐵路所使用的車鉤屬於這種類型(圖2)。 另一種是威利森式車鉤的發展型,它的閉鎖和全開兩個狀態合在一起。蘇聯鐵路和歐洲鐵路共同研製的新型車鉤都屬於這種類型(圖3)。

車鉤緩衝裝置車鉤緩衝裝置
車鉤緩衝裝置車鉤緩衝裝置
結構 中國車鉤由鉤頭、 鉤身、 鉤尾三部分組成。鉤頭內裝有鉤舌、 鉤鎖鐵、 鉤舌推鐵、鎖舌銷等零件。車鉤由鑄鋼製成,並具有標準的連結輪廓,以便相互連掛。
車鉤三態 自動車鉤可處於閉鎖、開鎖、全開三種工作狀態,稱為三態。車鉤處於閉鎖狀態時,鉤鎖鐵擋住鉤舌不能張開,連掛中的車輛不會自動分離;轉動提鉤桿,稍稍提起鉤鎖鐵,這時車鉤轉入開鎖狀態,鉤舌在外力推動下即可張開,車輛分離;將提鉤桿提到最高位置,藉助於鉤鎖鐵的作用將鉤舌推至完全張開位置,這時車鉤轉入全開狀態,相鄰車輛即可連掛。車鉤必須保持三態作用良好。
改進 隨著鐵路運輸的發展,列車的重量和速度日益增大,車鉤也出現了一些新的改進型:①高強度車鉤。目前美國F型車鉤和破壞強度已達400噸左右。②密接式車鉤。連掛時兩鉤間的間隙很小,彼此不能作相對移動。旅客列車採用這種車鉤能減輕起動和制動時車輛前後衝撞,從而提高舒適性;在發生事故時,可防止車輛傾覆、攀爬和套車等,以增進安全性。有的密接式車鉤還帶有風管和電路的自動連結接頭,稱為多功能密接式車鉤。③旋轉式車鉤。它的鉤頭可以在尾框內轉動,藉此車輛不摘鉤就能在翻車機上卸車,從而縮短卸車時間。這種車鉤常用於運載大宗散粒貨物的單元列車的車輛,並只裝在車輛一端,車輛另一端仍裝普通自動車鉤。
緩衝器 緩和機車車輛縱向衝擊的部件。它的作用是在調車作業中和在列車起動、制動、運行調速時,吸收車輛間的衝擊能量,保護車體結構和貨物免遭破損,為車上人員提供較舒適的旅行條件。緩衝器種類很多,目前使用的有盤形緩衝器、彈簧摩擦式緩衝器、橡膠緩衝器、液壓緩衝器等。
盤形緩衝器 同螺桿鏈環式車鉤配套使用,通常安裝在端梁兩側。它只能承受縱向壓縮力的作用,在改用自動車鉤後,便為裝在牽引梁內的緩衝器所代替。
彈簧摩擦式緩衝器 早期的緩衝器只有螺旋彈簧,不能吸收衝擊能量。1888年在緩衝器內增加金屬摩擦元件,把所吸收的一部分能量轉換成熱量散發掉,因而緩衝效果較好。彈簧摩擦式緩衝器有多種形式,其中如環簧式緩衝器、楔塊式緩衝器(圖4)迄今還在中國鐵路上使用。

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通過增加摩擦面的數量以增大容量的新型緩衝器正在發展。
橡膠緩衝器 藉助於彈性變形時橡膠分子的內摩擦以消耗能量的緩衝器。橡膠緩衝器最初使用在客車和柴油機車上。為了增大容量,貨車用的橡膠緩衝器多由金屬-合成橡膠彈性元件和金屬摩擦元件構成。這種緩衝器在中國鐵路的部分車輛上也在使用。橡膠摩擦式緩衝器的結構見圖5。

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液壓緩衝器 50年代中期,由於對衝擊保護有了更高的要求,一些國家的鐵路將液壓技術套用到緩衝器上,採用了兩種方式。一種是用液壓緩衝器直接代替現有的緩衝器。由於行程較長,取得了增大容量的效果。這種緩衝器稱為車端液壓緩衝器。另一種方式是將車輛製成具有上下兩層底架,上層底架連線車體,下層底架用以實現與相鄰車輛的連線。上下底架之間由液壓緩衝器相連。在下底架的兩端仍裝用通常緩衝器以保護車輛。這種車輛稱為滑動中梁式車輛。滑動中梁結構一般用於較短車輛,而對於較長車輛,則以採用車端液壓緩衝器為宜。

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