CN101475012A - 车钩、从板以及车钩缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车钩，其钩头包括钩舌、钩舌销、钩舌推铁、钩锁、下锁销组成、下锁销转轴；所述下锁销转轴转动时，所述下锁销组成动作，使所述钩锁沿车钩钩头内腔内上下移动，带动所述钩舌推铁的推足转动，推动所述钩舌绕所述钩舌销旋转；车钩的钩尾端面中部为柱面，两旁对称设置凸肩。本发明还公开一种配套的从板，其承载体的承载面中部为柱面，两旁对称设置凸肩。车钩尾部及从板配合部为柱面加对称凸肩结构，可增强车钩的自动对中功能，改善机车或车辆的动力学稳定性能。在此基础上，本发明还公开一种车钩缓冲装置。

Description

车钩、从板以及车钩缓冲装置

技术领域

本发明涉及铁路车辆牵引装置，具体涉及一种车钩、从板以及车钩缓冲装置。

背景技术

车钩缓冲装置(简称钩缓装置)是铁道车辆的重要部件，位于机车或车辆两端，用于实现机车或车辆相互连挂、传递牵引力或压缩力、以及缓和纵向冲击。钩缓装置主要由车钩、缓冲器、钩尾框、从板、钩尾销等零件组成，是保证铁路运输安全的关键部件。

请参见图1-2，其中：图1是一现有钩缓装置的结构示意图；图2是图1的俯视图。该钩缓装置在大秦线重载列车SS4G型和HXD1型8轴货运电力机车中应用，其结构和工作过程是：钩尾框5内装有从板3和缓冲器4，车钩则通过钩尾销2与钩尾框5连接；当机车或车辆受牵引时，车钩1受拉，通过钩尾销2带动钩尾框5和后从板(图未示出)向前移动，牵引力经缓冲器4传至前从板3，此时前从板3为前从板座6所阻挡而不能移动，其作用力传递过程为车钩1→钩尾框5→缓冲器4→从板3→前从板座6→牵引梁(图未示出)；当机车或车辆受冲击时，车钩1受压，推动钩尾框5和前从板3向后移动，冲击力经缓冲器4传至后从板，此时后从板为后从板座7所阻挡而不能移动，其作用力传递过程为车钩1→从板3→缓冲器4→后从板座7→牵引梁；在这两种情况下，缓冲器4都会受到压缩，起到吸收能量、缓和纵向冲击的作用，并把冲击力或牵引力传给牵引梁。上述车钩缓冲装置实现两车之间相互连挂，并能可靠传递纵向力；但存在车钩1自动对中功能不足的缺陷，以下进一步说明。

请分别参见图3-8，其中：图3是图1中车钩的结构示意图；图4是图3的俯视图；图5是图1中从板的结构示意图；图6是图5的俯视图；图7是图1中钩尾框的结构示意图；图8是图7的俯视图。所述车钩1由钩头11、钩身12、钩尾13组成，其中钩尾13上设置车钩销孔131，且车钩尾端面132为柱面；所述从板3包括从板体31和承载体32，承载体32的承载面321为柱面；所述钩尾框5头部设置尾框内腔51，用于插入车钩1的钩尾13，所述钩尾框5头部还设置钩尾框销孔52，用于插入连接车钩1和钩尾框5的钩尾销2。

请同时参见图1-2，车辆运行过程中，车钩1能够偏转，其偏离车体中心线的角度由钩尾框头部内腔51的横向尺寸、钩尾框销孔52的大小决定(该型号车钩1的最大水平转角为±7°)。特别地，由于车钩尾端面132与从板的承载面321均为柱面，两者相配合使得车钩1具有自动对中功能，但其自动对中功能较为有限，以下进一步分析。

请参见图9，该图是图1中车钩在偏转状态下的受力示意图。假设钩头受力为F1，钩尾受力为F2；在钩尾端面132与从板承载面321均为柱面的情况下，钩头受力F1与钩尾受力F2方向相反，使得机车或车辆的纵向力通过车钩纵向中心线AA’传递；当车钩1相对车体中心线CC’偏转角度α时，纵向力作用线BB’与车体中心线CC’之间的夹角β＝α，这使得纵向力产生一定横向分力，在严重时将直接影响机车或车辆的动力学稳定性能，甚至造成脱轨事故。

此外，上述车钩还存在以下缺陷：一方面，是没有防脱功能，即防止车钩由于车钩高差过大而造成两车钩相互脱离的功能，由此可能引起列车分离事故；另一方面，是车钩的防跳性能较弱，即防止车钩由于振动引起钩锁及上(下)锁销跳动而造成车钩自动开锁的性能较差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种车钩，可增强车钩的自动对中功能。在此基础上，本发明还提供与所述车钩配套的从板、以及车钩缓冲装置。

为解决以上技术问题，本发明提供的车钩，其钩头包括钩舌、钩舌销、钩舌推铁、钩锁、下锁销组成、下锁销转轴；所述下锁销转轴转动时，所述下锁销组成动作，使所述钩锁沿车钩钩头内腔内上下移动，带动所述钩舌推铁的推足转动，推动所述钩舌绕所述钩舌销旋转；车钩的钩尾端面中部为柱面，两旁对称设置凸肩。

优选地，所述钩头设置有防脱台；所述防脱台侧壁上端与所述钩头下方连接，下端横向延伸出一底壁，用于防止两相互连接车钩的分离、脱落。

优选地，所述下锁销组成包括下锁销、下锁销杆；所述下锁销的锁轴与所述钩锁的锁腿连接；所述下锁销杆的一端与所述下锁销连接，另一端通过所述下锁销转轴与车钩提杆连接。

优选地，所述下锁销杆在与所述下锁销转轴连接部位的顶部设置下锁销杆防跳凸台，所述车钩的钩头内腔下部相应设置钩头内腔防跳面，用于限制所述下锁销杆向开锁方向转动。

优选地，所述钩舌设置座锁台，用于承载所述钩锁；所述下锁销的顶部设置下锁销防跳面，通过与所述座锁台底面配合，限制所述下锁销朝开锁方向上移。

优选地，还包括防跳插销，通过插入所述下锁销杆的闭锁显示孔内，限制所述下锁销杆进入车钩钩头内腔。

本发明提供的从板，其承载面中部为柱面，两旁对称设置凸肩。

本发明提供的车钩缓冲装置，包括：

上述车钩，其钩尾设置车钩销孔；

钩尾框，头部设置钩尾框内腔，用于插入车钩的钩尾，所述钩尾框头部设置钩尾框销孔；

钩尾销，通过插入所述车钩销孔、钩尾框销孔，连接所述车钩、钩尾框；

从板，其承载面中部为柱面，两旁对称设置凸肩；所述从板承载面的柱面、凸肩分别与所述车钩钩尾的柱面、凸肩配合，实现车钩自动对中。

优选地，所述钩尾框头部宽度尺寸接近两前从板座内挡相对面之间的距离。

优选地，所述钩尾框头部内腔的横向尺寸为钩尾框头部宽度尺寸的70～80％；所述钩尾框销孔的横向夹角为22°。

优选地，所述钩尾框尾部的承载面为平面，四角与缓冲槽为圆角过渡。

优选地，所述钩尾销为扁平销。

与现有技术相比，本发明可取得以下技术效果：

(1)车钩具有较强的自动对中功能，当车钩偏转后，钩尾凸肩与从板凸肩接触时，两者的对中凸肩发挥作用；此时，改变车钩纵向力的传递方向，相对减小纵向力的横向分力，最大限度地改善对机车或车辆的动力学稳定性能的影响。

(2)车钩具有防脱台结构，能防止两相互连接车钩脱离造成的列车分离及重叠事故的发生，同时防止因车钩钩体、钩舌及钩尾框断裂故障发生坠落引起的列车脱轨事故，最大限度地减小因钩体、钩舌、及钩尾框断裂给列车运行造成的安全威胁，提高运输安全性。

(3)具有下锁销、下锁销杆防跳功能，且在车钩下锁销杆的闭锁指示孔处安装防跳插销，可有效防止车辆运行过程中的车钩意外开钩，进一步提高防车钩分离的可靠性。

附图说明

图1是一现有钩缓装置的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1中车钩的结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是图1中从板的结构示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是图1中钩尾框的结构示意图；

图8是图7的俯视图；

图9是图1中车钩在偏转状态下的受力示意图；

图10是本发明车钩的结构示意图；

图11是图10的俯视图；

图12是图10在闭锁状态下的局部剖视图；

图13是图10在开锁状态下的局部剖视图；

图14是图10在全开状态下的局部剖视图

图15是本发明从板的结构示意图；

图16是图15的俯视图；

图17是本发明钩缓装置的结构示意图；

图18是图17的俯视图；

图19是本发明车钩在偏转状态下的受力示意图；

图20是图17中钩尾框的结构示意图；

图21是图20的俯视图；

图22是图18所示钩缓装置的局部示意图；

图23是本发明钩体下锁销杆的防跳示意图(非防跳位)；

图24是本发明钩体下锁销杆的防跳示意图(防跳位)；

图25是本发明钩体下锁销的防跳示意图(侧视)；

图26是本发明钩体下锁销的防跳示意图(俯视)。具体实施方式

本发明的基本构思是，车钩尾部端面设计为柱面加对称凸肩结构，从板也相应设计为柱面加对称凸肩结构，以增强车钩的自动对中功能。

下面结合附图与实施例具体说明。

请参见图10-11，其中：图10是本发明车钩的结构示意图；图11是图10的俯视图。该车钩1中，钩头11包括有钩舌111、钩舌销115、钩舌推铁117、钩锁116、下锁销组成(包括下锁销、下锁销杆113)、以及下锁销转轴119；下锁销转轴119转动时，所述下锁销组成动作，使钩锁116沿车钩钩头内腔内上下移动，带动钩舌推铁117的推足转动，推动钩舌111绕钩舌销115旋转；所述车钩的钩尾13设置车钩销孔131；钩尾端面132的中部为钩尾柱面1321，两旁设置对称的钩尾凸肩1322。

上述钩头结构与工作原理结构与17型车钩基本相同，其中：钩舌推铁117置于车钩的钩头内腔内，可推动钩舌111绕钩舌销115旋转；下锁销的锁轴与钩锁116的锁腿连接，另一端与下锁销杆113连接；下锁销杆113的另一端通过下锁销转轴119与车钩提杆(图未示)连接，在车钩提杆作用下，使下锁销组成绕下锁销转轴119转动，并进而带动钩锁116运动；其详细工作过程与17型车钩相同，在此不再赘述。

同样地，本发明车钩1也包括有闭锁、开锁、全开三个状态，以下简要说明。

请参考图12，该图是图10在闭锁状态下的局部剖视图。当钩舌111处于闭锁位时，钩锁座于钩舌111尾部的座锁台上，钩舌111不能绕钩舌销115旋转，此为闭锁位置。

请参考图13，该图是图10在开锁状态下的局部剖视图。扳动车钩提杆(图未示，由下锁销转轴119带动下锁销杆113与下锁销112转动，使钩锁116上升到一定高度；再放下车钩提杆，使钩锁116位于钩舌推铁117的座锁面上，此时钩舌111不能自动打开；若受到牵引力，则钩舌111能绕钩舌销115旋转，此为开锁位置。

请参考图14，该图是图10在全开状态下的局部剖视图。继续扳动车钩提杆，使得钩锁116上升到极限高度，使得钩舌111能绕钩舌销115转动打开，此为全开位置。

本发明中，钩尾端面132的中部为钩尾柱面1321，两旁设置对称的钩尾凸肩1322，有利于增强车钩1的自动对中功能；当然，这需要对从板3、钩尾框5等部件作配套改进，说明如下。

请参见图15-16，其中：图15是本发明从板的结构示意图；图16是图15的俯视图。该从板3中，包括从板体31和承载体32，从板承载面321的中部为从板柱面3211，两旁设置对称的从板凸肩3212。类似17型从板，所述从板3采用E级钢制造，保证其结构强度。

请参见图17-18，其中，图17是本发明钩缓装置的结构示意图；图18是图17的俯视图。如上所述，车钩1的尾部端面、从板3的承载面相应设计为柱面加对称凸肩结构；并且，所述从板柱面3211、从板凸肩3212的尺寸分别与钩尾柱面1321、钩尾凸肩1322相对应，使得车钩1的自动对中功能增强，以下进行说明。

请参见图19，该图是本发明车钩在偏转状态下的受力示意图。该车钩的自动对中功能主要体现在：当车钩1偏转时，钩尾凸肩1322与从板承载面321接触，使得车钩1尾部与从板3的接触位置由A处转移至B处；此时，自动对中的钩尾凸肩1322发挥作用，从而改变纵向力的作用点和传递方向；这相对减小了纵向力作用线和车体中心线CC’形成的夹角，也减小了纵向力的横向分力，从而最大限度地降低了对机车或车辆动力学稳定性能的影响。

车钩自由摆角为2°，即在2°以内时，车钩尾部与从板凸肩3212不接触，车钩可以自由摆动，如图19所示，当车钩1偏转大于自由摆角2°时，车钩尾部自动对中突肩与从板凸肩3212接触，车钩尾部与从板接触位置由A处转移至B处，由于自动对中凸肩的作用，改变了纵向力的作用点和传递方向，纵向力作用线BB’与车钩中心线AA’的夹角为γ(为4°)，纵向力作用线BB’与车体中心线CC’的夹角为β(最大为7°)；相对于现有车钩，现有车钩纵向力作用线为AA’，其与车体中心线的夹角为α(最大为11°)；因此，车钩1相对于现车钩使纵向力作用线与车体中心线CC’的夹角减小了γ(为γ＝α-β＝4°)，即自动对中能力为4°。由此，降低车钩偏角状态下纵向力的横向分力，提高机车或车辆动力学稳定性能。当车钩摆角达到最大摆角11°时，由于自动对中突肩的作用，使纵向力作用线与车体中心线夹角由11°减小到7°，可降低横向力约40％，随车钩摆角减小，横向力的降低比率随之增大。在上述钩缓装置中，为了满足车钩1的自动对中功能和车钩横向摆角要求，需要对配套钩尾框相应进行改进，简述如下。

请参见图20-22，其中：图20是图17中钩尾框的结构示意图；图21是图20的俯视图；图22是图18所示钩缓装置的局部示意图。该钩尾框5中：

增大钩尾框5头部宽度尺寸L1，接近于所述从板的两前从板座内挡61相对面之间的距离；使钩尾框5与前从板座内挡61间的间隙减小，以便钩尾框5在牵引和压缩状态下能利用前从板座内挡61，限制钩尾框5的横向摆动，即具有导向正位功能；

增大钩尾框5头部内腔51的横向尺寸L2，其大致为钩尾框5头部宽度尺寸的70～80％，比车钩尾部1322宽度大19mm左右；钩尾框5销孔52的横向夹角θ为22°，使得车钩1在钩尾框5内部的水平转角由±7°提高到±11°；

如图20、21所示，配套钩尾框5尾部承载结构，钩尾框尾部的承载面53为平面，四角与缓冲槽采用圆角过渡结构，改善受力状况，提高尾部弯角区的抗疲劳能力，这是与现钩尾框结构明显不同之处。

如图22所示，钩尾销2为扁平销，使得车钩1可水平偏转相应角度，提高钩缓装置的动力学稳定性能。因钩尾框销孔52横向夹角θ最大值为22°，相应地，车钩1可沿车体中心线偏转±11°，这有利于增强机车或车辆的曲线通过能力。

特别地，本发明车钩1具有防脱功能，其防跳性能较强，进一步说明如下。

如图10-11所示，所述车钩1，钩头11设置有防脱台114；所述防脱台114侧壁的上端与钩头下方连接，下端横向延伸出一底壁，用于防止相互连接的两车钩上下脱开、分离。

由于车钩1的头部设置防脱台114，可有效防止车钩1由于钩高差过大而造成的两车钩相互脱离，防止因钩体、钩舌111及钩尾框5断裂故障发生坠落引起的列车脱轨事故，最大限度地减小因钩体、钩舌及钩尾框断裂给列车运行造成的安全威胁，提高运输安全性。

本发明车钩1具有三级防跳功能，具体为下锁销杆防跳、下锁销防跳及防跳插销防跳，分述如下：

请参见图23-24，其中：图23是本发明钩体下锁销杆的防跳示意图(非防跳位)；图24是本发明钩体下锁销杆的防跳示意图(防跳位)。下锁销杆113顶部设置防跳凸台1132，车钩的钩头内腔下部设置钩头内腔防跳面118；当车辆振动过程中，下锁销杆113向上窜动，使得下锁销杆防跳凸台1132与钩头内腔防跳面118接触；限制下锁销杆113向开锁方向转动，防止下锁销112进一步带动钩锁116上移；此时，车钩1不能开锁，处于闭锁状态。

请参见图25-26，其中：图25是本发明钩体下锁销的防跳示意图(侧视)；图26是本发明钩体下锁销的防跳示意图(俯视)。下锁销112顶部设置下锁销防跳面1121，钩舌111设置座锁台1111；当车辆振动过程中，车钩的下锁销112向上窜动，使得下锁销防跳面1121与钩舌座锁台111的底面接触，限制下锁销112继续上移，避免下锁销112进一步带动钩锁116上移；此时，车钩1不能开锁，处于闭锁状态。

如图1所示，下锁销杆113的中部设置闭锁显示孔1131，用于提示车钩1闭锁是否到位。车钩1还包括防跳插销(图未示出)，可插入闭锁显示孔1131中；使用时，将防跳插销插入闭锁显示孔1131中，限制下锁销杆113进入车钩的钩头内腔内，限制钩锁116上移，防止车钩1在运行过程中打开。

由于具有三级防跳功能，车钩1的防跳性能增强，可有效防止车辆在运行过程中车钩意外开钩，进一步提高车钩防分离的可靠性。

本发明在不改变现有机车牵引梁内部结构的情况下，实现车钩1自动对中、防脱功能及防跳功能。而车钩1、从板3、钩尾框5等部件的外形、尺寸与13型系列车钩基本相同，内部零部件采用17型车钩零件，以满足与现SS4G及HXD1型机车用13型系列车钩的一致性、互换性要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1、一种车钩，其钩头包括钩舌、钩舌销、钩舌推铁、钩锁、下锁销组成、下锁销转轴；所述下锁销转轴转动时，所述下锁销组成动作，使所述钩锁沿车钩钩头内腔内上下移动，带动所述钩舌推铁的推足转动，推动所述钩舌绕所述钩舌销旋转；其特征在于，车钩的钩尾端面中部为柱面，两旁对称设置凸肩。

2、如权利要求1所述的车钩，其特征在于，所述钩头设置有防脱台；所述防脱台侧壁上端与所述钩头下方连接，下端横向延伸出一底壁，用于防止两相互连接车钩的脱开、分离。

3、如权利要求1所述的车钩，其特征在于，所述下锁销组成包括下锁销、下锁销杆；所述下锁销的锁轴与所述钩锁的锁腿连接；所述下锁销杆的一端与所述下锁销连接，另一端通过所述下锁销转轴与车钩提杆连接。

4、如权利要求3所述的车钩，其特征在于，所述下锁销杆在与所述下锁销转轴连接部位的顶部设置下锁销杆防跳凸台，所述车钩的钩头内腔下部相应设置钩头内腔防跳面，用于限制所述下锁销杆向开锁方向转动。

5、如权利要求4所述的车钩，其特征在于，所述钩舌设置座锁台，用于承载所述钩锁；所述下锁销的顶部设置下锁销防跳面，通过与所述座锁台底面配合，限制所述下锁销朝开锁方向上移。

6、如权利要求5所述的车钩，其特征在于，还包括防跳插销，通过插入所述下锁销杆的闭锁显示孔内，限制所述下锁销杆进入车钩钩头内腔。

7、一种从板，其特征在于，其承载面中部为柱面，两旁对称设置凸肩。

8、一种车钩缓冲装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-6任一项所述的车钩，其钩尾设置车钩销孔；

钩尾框，头部设置钩尾框内腔，用于插入车钩的钩尾，所述钩尾框头部设置钩尾框销孔；

钩尾销，通过插入所述车钩销孔、钩尾框销孔，连接所述车钩、钩尾框；

从板，其承载面中部为柱面，两旁对称设置凸肩；所述从板承载面的柱面、凸肩分别与所述车钩钩尾的柱面、钩尾凸肩配合，实现车钩自动对中。

9、如权利要求8所述的车钩缓冲装置，其特征在于，所述钩尾框头部宽度尺寸接近两前从板座内挡相对面之间的距离。

10、如权利要求8所述的车钩缓冲装置，其特征在于，所述钩尾框头部内腔的横向尺寸为钩尾框头部宽度尺寸的70～80％；所述钩尾框销孔的横向夹角为22°。

11、如权利要求8所述的车钩缓冲装置，其特征在于，所述钩尾框尾部的承载面为平面，四角与缓冲槽为圆角过渡。

12、如权利要求8所述的车钩缓冲装置，其特征在于，所述钩尾销为扁平销。

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