《车钩缓冲装置》PPT课件

1、第五章 车钩缓冲装置第一节 概述第二节 我国铁路主型车钩第三节 我国常用缓冲器第四节 城市轨道车辆车钩缓冲装置第一节 概述一、车钩钩缓冲装置的作用二、车钩钩缓冲装置的组成三、钩缓装置在车辆上的安装及尺寸要求四、钩缓装置作用力的传递过程五、车钩六、 缓冲器七、车钩缓冲装置主要附属配件一、车钩钩缓冲装置的作用连接定距（连接列车中的各车辆，并使之保持一定距离），传力缓冲（传递牵引力，传递和缓和纵向冲击力）。即：牵引、连挂和缓冲三种功能。二、车钩钩缓冲装置的组成 车钩缓冲装置是车辆最基本也是最重要的部件之一。 它由车钩、缓冲器两大部分组成。通过钩尾框和钩尾销组成一个整体，安装在车底架中梁的两端。 在钩

2、尾框内安装有前从板、缓冲器及后从板。 车钩缓冲装置安装在底架两端的牵引梁内，前、后从板及缓冲器卡在前、后从板座之间，下部靠钩尾框托板及复原装置托住。三、钩缓装置在车辆上的安装及尺寸要求我国机车车辆有关规程规定：车钩缓冲器装车后，其车钩高：客车为880-510mm，货车为880 10mm，两相临车辆的车钩最大高度差不得大于75mm；牵引梁前、后从板座之间距离为625mm，牵引梁两腹板内侧距为350mm（部分货车为330mm）。另外，考虑到在受到特大冲击力时，缓冲器完全被压死，使部分冲击力直接由底架端梁传递到车底架，规定了车钩钩肩冲击面距冲击座之间的距离：采用2号车钩时为116mm；采用13号车钩

3、时为76mm。车钩缓冲装置在车上的安装位置1车钩缓冲装置；2冲击座及车钩托梁；3 牵引梁；4前从板座；5钩尾框托板；6后从板座。 当列车牵引时：车钩-钩尾销-钩尾框-后从板-缓冲器-前从板-从板座-牵引梁。 当列车压缩时：车钩-前从板-缓冲器-后从板-后从板座-牵引梁。 由此可见，钩缓装置无论是承受牵引力还是冲击力，都要经过缓冲器将力传递给牵引梁，这样就有可能使车辆间的纵向冲击振动得到缓和和消减，从而改善了运行条件，保护车辆及货物不受损坏。 四、钩缓装置作用力的传递过程安装位置及受力状态（a）安装位置；（b）牵拉状态；（c）压缩状态。车钩缓冲装置在车上的安装位置1车钩缓冲装置；2冲击座及车钩托

4、梁；3 牵引梁；4前从板座；5钩尾框托板；6后从板座。五、车钩1、类型2、组成3、三态作用1、 牵引连挂装置（车钩）的类型（1）非自动车钩：由人工完成车辆的连接。（2）非刚性自动车钩：允许相连的车钩钩体之间有一定的垂向相对位移，即两车钩总轴线有高差时，车钩处于水平位置。非刚性车钩结构较简单，强度高，重量轻，与车体的连接较为简单，用于货车和普通客车。（3）刚性自动车钩（密接式车钩）：不允许相连的车钩钩体之间有垂向相对位移，即两车钩总轴线有高差时，两车钩处于同一条斜直线上。其特点是：连接紧密，冲击小，噪声低，可实现机械、电器、空气的自动连接。用于提速客车、高速客车和城轨车。2、车钩的开启方式上作用

5、式下作用式3、组成1钩头；2钩身；3 钩尾。4、三态作用 （1）锁闭位置（连挂状态）车钩的钩舌被钩锁铁挡住不能向外转开的位置，称之为锁闭位置。两个车辆连接在一起时车钩就处在这种位置。 （2）开锁位置（解钩状态）即钩锁铁被提起，钩舌只要受到拉力可以向外转开的位置。 （3）全开位置（待挂状态）即钩舌已经完全向外转开的位置。 摘钩时，只要其中一个车钩处在开锁位置，就可以把两辆车分开。 挂钩时，只要是其中一个车钩处于全开位置，就可以把两个车辆连挂在一起。三态作用动作过程上作用式闭锁-开锁上作用式全开锁-闭锁上作用式开锁-全开锁六、 缓冲器1、缓冲器的作用及其工作原理2、缓冲器的类型3、缓冲器的主要性能

6、参数1、缓冲器的作用及其工作原理 缓冲器用来缓和列车在运行中由于机车牵引力的变化或在起动、制动及调车作业时车辆相互碰撞而引起的纵向冲击和振动。缓冲器有耗散车辆之间冲击和振动的功能，从而减轻对车体结构和装载货物的破坏作用。 缓冲器的工作原理是借助于压缩弹性元件来缓和冲击作用力，同时在弹性元件变形过程中利用摩擦和阻尼吸收冲击能量。2、缓冲器的类型 根据缓冲器的结构特征和工作原理，可分为：弹簧式缓冲器；摩擦式缓冲器；橡胶式缓冲器；摩擦橡胶式缓冲器；粘弹性橡胶泥缓冲器；液压缓冲器及空气缓冲器等。 目前应用最广的为摩擦式缓冲器和摩擦橡胶式缓冲器，这两种缓冲器具有结构简单、制造方便、成本低的优点。 目前，

7、我国铁路货车车辆上主要采用的摩擦式缓冲器有2 号缓冲器、MT-3 型缓冲器、ST 型缓冲器；摩擦橡胶式缓冲器有MX-1 型、MX-1 型。 目前，我国铁路客车使用1 号、G1 型缓冲器，其中G1 型缓冲器主要用于双层客车和新造客车上。1 号缓冲器已基本淘汰。3、缓冲器的主要性能参数3、容量：缓冲器在全压缩过程中，作用力在其行程上所作的功的总和称为容量。它是衡量缓冲器能量大小的主要指标，如果容量太小，则当冲击力较大时就会使缓冲器全压缩而导致车辆刚性冲击。4、初压力：缓冲器的静预压力。初压力的大小将影响列车起动加速度。5、能量吸收率：缓冲器在全压缩过程中，被阻尼所消耗的能量与缓冲器容量之比。一般要

8、求不低于70%。1、行程：缓冲器受力后产生的最大变形量。此时弹性元件处于全压缩状态，如再加大压力，变形量也不再增加。2、最大作用力：缓冲器产生最大变形量时所对应的作用外力。 缓冲器的行程受到钩肩间隙（从车钩钩肩到冲击座的距离）的限制。缓冲器装车的一个重要原则是：车辆的钩肩间隙必须大于缓冲器的行程。这样，才能保证车辆的纵向冲击力从车钩经由缓冲器传到底架牵引梁，从而避免冲击力直接从车钩到冲击座到底架端梁。我国新造车钩钩肩间隙规定为76mm。如果装用MT-2型或MT-3型缓冲器，则钩肩间隙应扩大至91mm。 缓冲器的最大作用力，也称最大阻抗力，其值应与货车结构所能承受最大允许纵向力相适应。我国车辆强

9、度设计规范规定货车结构允许的最大纵向力为2.25MN，缓冲器的最大作用力应不大于该值，这样缓冲器才能起到保护车辆和所载货物的作用。（1）容量确定 缓冲器的容量取决于列车的运行工况和调车工况。列车运行工况对缓冲器容量的要求，与列车的总重、列车编组方式、制动机的性能、车钩的纵向间隙以及列车的操纵方法等诸多因素有关，可以根据列车动力学试验或仿真模拟计算予以确定。对于货车缓冲器容量很大程度上决定于调车工况，根据货车允许连挂速度和车辆总重，可按动量守恒和能量守恒定律计算出各种载重货车在不同组合和不同冲击速度下所需缓冲器容量值。（2）容量影响因素 设有总重分别为W1和W2的车辆，各以v1和v2的速度运动（

10、设v1v2），冲击后两车以共同的速度v0一起运动，根据动量守衡定律： 根据能量守衡定律，在两车组成的系统中，冲击前后动能的损失应等于冲击力压缩缓冲器所作的功A1、冲击力压缩车体所作的功A2、以及冲击力使货物移动所作的功A3的总和。即 ：由于车体的变形相对于缓冲器的变形要小得多，可略去不计A2 =0。货物相对车体移动所作的功也可略去A3=0 ，简化后得： 若两车装同型缓冲器，其容量为E ，则A1=2E，在令冲击速度v=v1-v2，代入上式，可得每个缓冲器的容量E为：（3）容量计算公式（4） 不同冲击工况下缓冲器容量计算值工况W1(kN)W2(kN) E (kJ)5 km/h6 km/h7 km/

11、h8 km/h184084042020.6629.7640.4452.83284070038218.7927.0636.7748.033100084045722.5032.3844.0757.574700100041220.2729.1939.7451.90570070036017.2524.8133.7644.0961000100050024.6435.4348.1462.89 目前我国货车允许连挂速度限制在5km/h左右七、车钩缓冲装置主要附属配件 车钩缓冲装置除车钩、缓冲器外，还需有一些附属配件互相配合，才能起到车辆之间的连挂、牵引、缓冲的作用。附属配件的结构和技术状态对车钩缓冲装置的作

12、用和行车安全有着重要影响。1、钩尾框及钩尾销 钩尾框用钩尾销与钩尾连接，钩尾框内装有缓冲器和前、后从板，是传递牵引力的主要配件。 钩尾框及钩尾销1钩尾销孔；2钩尾挡；3侧板；4 钩尾座；5钩尾销固定挂耳；6钩尾销螺栓孔；7 后端面；8钩尾销螺栓；9开口销；10钩尾销。2、从板及从板座 从板安装在钩尾框内于缓冲器前后各1 块。前面的为前从板，承受牵引力；后面的为后从板。承受冲击力。借助从板与从板座接触使缓冲器实现缓冲作用。3、冲击座及车钩托梁 冲击座位于底架端梁的中部，在冲击座下部有车钩托梁，除保证车钩缓冲装置正常使用外，当车钩受到较大的冲击力时，钩肩与冲击座接触，由于有冲击座，可加强端梁强度并

13、将部分冲击力直接传递给底架，避免缓冲器因冲击力过大而破损。4、钩尾框托板及挡板 钩尾框托板由钢板压制而成，由螺栓组装在牵引梁上，用以托住钩尾框。为了减少磨耗，在钩尾框与钩尾框托板之间装有磨耗板。在牵引梁的上方装有钩尾框挡板，以防止钩尾框翘起，钩头下垂。5、解钩装置 为了摘挂车辆的方便，设有解钩装置。它主要由车钩提杆、车钩提杆座、下锁销杆及下锁销杆吊等组成。 车钩提杆是为开启车钩而设置的，分为上作用式和下作用式两种。车钩解钩提杆的安装位置，货车装在一、四位方向。6、车钩复原装置 当车辆在曲线上运行时，车钩中心线与车体纵向中心线之间将产生一偏角。为了防止客车车钩偏移时，钩身与缓冲梁及冲击座相撞，在

14、缓冲梁的中部开有较宽的钩门。客车车体较长，车钩偏移量较大，如果偏移后不能迅速、自动地恢复正常，将增加车辆运行的摆动，有时还会造成车辆摘挂的困难。为此在客车上均装有复原装置。1车钩；2 摆块；3摆块吊；4冲击座；5 高钩钩体垫第二节 我国铁路主型车钩一、车钩的强度及材质二、货车车钩（2号、13号、16号、17号、23号）三、客车车钩（1号、15号、密接式车钩）一、车钩的强度及材质钢种C(%)Si(%)Mn(%)P(%)S(%)Cr、Ni、Mo(%)E级钢(QG-E1) 0.35 1.50 1.85 0.04 0.040.2C级钢（ZG29MnMoNi ZG25MnCrNiMo) 0.35 1.5

15、0 1.85 0.04 0.0460 60 60 60 风管连接器风管压力/MPa 最大 11 1 1 最小 0.60.6 0.6 0.6 最大水平转角 174040 40 最大垂直转角 5 5 5 5 自动对中装置复位角度 17 40 40 /连挂时的最大速度/(kmh-1) 5 5 5 /质量/kg 382 420 420 一对共重690第三节 我国常用缓冲器 缓冲器的作用是缓和并衰减列车在起动、制动及调车作业时产生的冲击力，提高车辆运行的平稳性，延长了车辆的使用寿命，减少货物的损坏及增加旅客旅行的舒适感。目前，我国铁路年常用的缓冲器有： 客车：1号环簧缓冲器，G1型缓冲器、弹性胶泥缓冲器

16、。 货车：2号环簧缓冲器， G2型缓冲器，MX-1、MX-2型橡胶式缓冲器，MT-2、MT-3型摩擦式缓冲器（仿制美国Mark-50型缓冲器），ST型摩擦式缓冲器（仿制前苏联-1-TM缓冲器)。一、 缓冲器的主要性能参数缓冲器型号1号2号MX-1型MX-2型G1型G2型MT-2型MT-3型 ST型类型摩擦式摩擦式摩擦式摩橡胶擦式摩擦橡胶式摩擦式摩擦式摩擦式摩擦式外形尺寸（mm）514 317 228514 317 228568 318 226568 318 226514 317 228514 317 228568 320 227568 320 227568 318 230最大作用力（kN） 5

17、8012001700180080016302000230020002000行程（mm）6168646865767373838368容量（kJ）142324404345184254564520吸收能量（kJ）10131435403813.53741384655能量吸收率（%）725790857575 80 80 80重量（kg）106116133160106116175175二、1号、 G1型环簧缓冲器 G1型缓冲器是在1号缓冲器基础上改进而成的，与1号缓冲器结构相似，改进：材料由60Si2Mn改为60Si2MnVA，环簧总数由6组改为7组。其中G1 型缓冲器主要用于双层客车和新造客车上。1 号

18、缓冲器已基本淘汰。1、 G1号缓冲器构造及作用 G1号缓冲器分为前、后两部分。前部为圆弹簧，后部为内、外环弹簧，彼此以锥面相配合，两部分之间有弹簧座分隔。圆弹簧用来缓和冲击作用力，环弹簧两滑动斜面间的摩擦力用来消耗冲击功能，起到吸收能量的作用。 缓冲器由弹簧盒、弹簧盒盖、弹簧座、圆弹簧、环弹簧及底板等组成。G1 号缓冲器1弹簧盒盖；2弹簧盒；3外圆弹簧；4 内圆弹簧；5弹簧座；6 外环弹簧；7内环弹簧；8半环弹簧；9 底板。2、性能参数三、2号、 G2型环簧缓冲器2号缓冲器组成：8个大外环簧+4个小外环簧+9个内环簧+2个开有切口的内环簧+2个半环簧。.缓冲器有3mm的预压量(15kN)，以保

19、证各环密贴，防止损失有效行程。 额定容量为30kJ左右，阻抗力为1275kN，行程为67.7mm。 G2型缓冲器是在2号缓冲器基础上改进而成的，与2号缓冲器结构相似，改进：材料由60Si2Mn改为60Si2MnVA。 目前这两种缓冲器及少采用。 MX-1、 橡胶缓冲器组成： 楔块摩擦部分+9个橡胶片 MX-2型缓冲器是在MX-1型缓冲器基础上改进而成的，与MX-1型缓冲器结构相似，改进：由9个橡胶片改为8片（每片厚度由35mm增大至40mm）同时加强了箱体强度。四、MX-1、 MX-2型橡胶缓冲器 额定容量为34kJ，阻抗力为1568kN，行程为65mm。特点 能量吸收率较高，零件少，重量轻，

20、结构简单维修量小， 性能不稳定，橡胶易老化、开裂；箱体及底板等零部件易发生裂纹。DF11型机车、SS8型机车采用这种缓冲器。MX-1性能五、MT3型缓冲器 MT3型缓冲器是为适应我国铁路在大秦线开行6kt至10kt重载单元列车、在主要干线开行5kt级重载列车而研制和开发的，它具有性能稳定、阻抗低、容量大、使用寿命长、检修方便等特点，是新一代大容量通用货车缓冲器。适用于总重为84t的主型通用货车车辆以及其它货车车辆，可在50的环境温度范围内正常工作。1、MT3型缓冲器主要技术参数及外形尺寸 最大阻抗力 2000kN 正式容量 45kJ 行程 83mm 吸收率 80 冲击速度 8km/h 外形尺寸

21、 227X320X555mm (DF8B型内燃机车采用这种缓冲器。)2、MT3型缓冲器组成外固定板动板固定斜板楔块铜条复原弹簧中心楔块弹簧座角弹簧座角弹簧内圆弹簧外圆弹簧销子箱体 MT3型缓冲器由箱体、摩擦机构和弹性元件等组成，采用两楔块带动板的摩擦机构和以圆柱型螺旋弹簧作为弹性元件的全钢干摩擦式弹簧缓冲器，箱体不直接承受摩擦作用，缓冲器以予压缩状态交货。六、ST型缓冲器1、ST型缓冲器简介一、用途及功能 ST型缓冲器是北京二七车辆厂于1997年研制开发的，它具有结构简单、重量轻、成本低等特点，适用于总重为84t的主型通用货车及货运机车。二、主要技术参数及外形尺寸 初始容量20kJ 年磨合容量

22、32kJ 最大阻抗力 2000kN 行程 68mm 吸收率 80 额定冲击速度7km/h 外形尺寸230X318X568mm2、ST型缓冲器主要结构箱体螺栓螺母外簧内簧限位垫圈摩擦楔块推力锥 ST型缓冲器由箱体、推力锥、摩擦楔块、限位垫圈、弹簧和螺栓、螺母组成，为干摩擦式弹簧缓冲器。箱口内部、摩擦楔块、推力锥和限位垫圈组成摩擦机构，箱体口内部的六角锥面为主摩擦面，弹性元件为内外两个圆柱型螺旋弹簧，由螺栓、螺母将缓冲器各零件连接成一整体。七、弹性胶泥缓冲器1、客运机车用弹性胶泥缓冲器2、地铁密接式车钩用弹性胶泥缓冲器1、机车客车弹性胶泥缓冲器客运机车用弹性胶泥缓冲器客车弹性胶泥缓冲器主要技术参数

23、：初压力50kN行程73mm阻抗力1200kN容量40kJ吸收率80%主要技术参数：初压力30kN行程73mm阻抗力700kN容量30kJ吸收率80%2、地铁密接式车钩用弹性胶泥缓冲器密接式车钩用弹性胶泥缓冲器地铁车钩用弹性胶泥缓冲器 密接式车钩用弹性胶泥缓冲器和地铁车钩用弹性胶泥缓冲器是与我国现有的密接式车钩和地铁车钩配套使用的。其主要技术参数相同。主要技术参数：初压力30kN , 行程73mm, 阻抗力700kN, 容量30kJ, 吸收率80% 第四节 城市轨道车辆车钩缓冲装置一、 北京地铁密接式车钩缓冲装置二、 上海地铁密接式车钩缓冲装置三、国外密接式车钩缓冲装置一、 北京地铁密接式车钩

24、缓冲装置一、钩缓组成二、密接式车钩三、缓冲器四、风管连接器 五、电器连接器点1、钩缓组成1、密接式车钩2、橡胶缓冲器3、风管连接器4、电器连接器5、风动解钩系统缓冲器安装座拉杆钩尾销钩头复原弹簧盒轴套轴承轴承垫圈支架弹簧盖吊挂座2、组件钩舌曲柄支座解钩风缸钩体3、车钩组成3、密接式车钩工作原理（1）闭锁过程（全开-闭锁） 连挂时，钩头凸锥插入相邻车钩的凹锥孔内，钩头内侧面压迫相邻车钩钩舌逆时针转动40o,解钩风缸弹簧受压变形；当量钩舌连接面完全接触后，形成一个球体，在解钩风缸弹簧复原力的作用下，在凹锥孔内顺时针转动40o后恢复原状，完成车辆连挂，车钩处于连挂状态（闭锁位置）。闭 锁开 锁全 开

25、（2）解钩过程（闭锁-全开） 自动解钩时，司机操纵解钩阀，压缩空气由总风缸进入解钩风缸，使活塞向前推动解钩杆并带动钩舌逆时针转动40o 而使车钩处于待解状态（开锁位置）。 手动解钩时，依靠人力推动解钩杆使使车钩处于待解状态（开锁位置）。4、北京地铁缓冲器1、组成：牵引杆、前后从板、缓冲器体、橡胶金属片。2、性能：最大冲击力25t。3、工作原理a.牵引力传递过程：牵引杆前从板橡胶金属片后从板缓冲器体钩身钩头与钩舌b.纵向冲击力传递过程：钩头与钩舌钩身缓冲器体后从板橡胶金属片前从板牵引杆1橡胶金属片；9 前从板；3 牵引杆；4缓冲器后盖；5 滑套；6 缓冲器体；7后从板。5、北京地铁风管连接器1、

26、组成 总风管连接器、制动风管连接器、解钩风管连接器。2、特点 装于钩头锥体上下侧，用于自动连接或切断空气通路，总风管连接器内装自动密封阀（单向阀），用于车辆分解时自动密封6、北京地铁电器连接器1、组成 连接器体、电触点、定位销孔、防尘圈、防尘盖。2、特点 呈箱式装于钩头下部，自动连接或切断两车间的低压电路（额定电压110V，额定电流10A）。二、 上海地铁密接式车钩缓冲装置 一、车钩缓冲装置组成特点 二、密接式车钩三、缓冲器四、风管连接器 五、电器连接器1、车钩缓冲装置组成特点 机械连接居中，电气连接分设左右、器路连接设于中心轴下方。2、密接式车钩类型及组成（1）类型全自动车钩（可实现机械、电

27、路和气路的全自动连接）半自动车钩（与全自动车钩结构相同，但需人工连接）半永久车钩（只有检修时才分解，人工连接）。（2）组成壳体、中心轴、钩舌、钩锁连杆、钩锁弹簧、钩舌定位杆及弹簧、定位杆顶块及弹簧、解钩风缸。3、密接式车钩工作原理（3）解钩状态：司机操纵电磁阀，使解钩风缸充气，风缸活塞杆推动钩舌绕中心轴顺时针转动，带动钩锁连接杆脱离对方钩嘴，并克服钩锁弹簧的拉力使其缩回到自身的钩头锥体内。此时，定位顶块控制钩舌定位杆使车钩处于解钩状态。两车分离后，钩锁弹簧使定位顶块复位，钩舌定位杆回到待挂位置。（1）待挂状态：钩舌定位杆上的凸缘使钩舌定位在开锁位置上，钩锁连接杆退至壳体前半部的凸锥内，钩锁弹簧

28、处于最大拉伸状态，钩舌上得钩嘴对着钩头的正前方。（2）连挂状态：相连车钩的凸锥体伸入对方的凹锥孔内，推动定位杆顶块带动钩舌定位杆离开待挂位置。在钩锁弹簧的作用下使钩舌绕中心轴逆时针转动，带动钩锁连杆伸入相连钩舌的钩嘴内，完成车钩连挂。4、环弹簧缓冲器1、组成弹簧盒、内外环弹簧、前后从板、牵引杆、端盖、球形支座（使整个钩缓可在水平面内绕销轴左右摆动40o，垂直面内上下摆动5o）。2、性能容量18.7kJ、最大作用力580kN、行程58mm、能量吸收率66%。3、工作原理a.受牵拉时：牵引杆后从板环弹簧前从板簧盒球形支座车钩。b.受冲击时：牵引杆前从板环弹簧后从板簧盒球形支座车钩。5、风管连接器1

29、、组成 主风管接头和解钩风管接头。2、原理 主风管配自动阀，自动连接或切断气路。6、电器连接器1、特点 由左右电气箱组成，外装保护罩。分设于钩头两侧，可前后伸缩。2、原理 连挂时电气箱推出，使其端面高于车钩端面，此时保护罩自动开启。解钩后电气箱退回原位，保护罩自动关闭。三、国外密接式车钩缓冲装置 一、Scharfenberg型 密接式车钩缓冲装置二、BSI-COMPACT型 密接式车钩缓冲装置1、Scharfenberg型密接式车钩缓冲装置1、组成2、车钩3、自动空气连接器组成4、缓冲装置（1）组成 钩头、自动空气管路连接器、自动电气连接器、牵引缓冲装置。（2）钩头结构（1）钩头壳体（前端为锥体和喇叭口突出件，后端为连接法兰）（2）闭锁机构（钩舌、钩锁杆、销轴、钩锁杆弹簧）（3）解钩风缸及手动解钩装置（横杆、解钩杆、钢丝绳和手柄）。（3）车钩工作原理（1）待挂状态 此时，钩锁杆轴线平行于车钩轴线，连接中心销与钩舌中心销的连线垂直与车钩轴线，钩锁杆弹簧处于松弛状态。（2）连挂状态 连挂过程中，钩头