钩尾框
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铁路货车钩尾框疲劳性能研究
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ＪＡ ａ － ｅ ｇ ， Ｉ Ｗ ｎ ｐ ｎ ＴＡＮＧ ｉ－ ｏ ｇ ， Ｉ Ｈｏ ｇ ｙ ｕ Ｊｎ ｓ ｎ 。 Ｌ Ｕ ｎ － ｏ 。
１ 钩 尾 框 有 限元 静 强 度计 算
由于钩尾 框具 有对 称结 构 ， 因此可 以取 １４模型进 行 分析 ， 维 模 型见 图 １ 图 ２在 划 分有 限元 网格 ／ 三 、 ， 时 ， 用二 阶 四面体 单元 进行 划分 ， 分完 成后 １ 型铸 造 钩尾框 有 限元模 型见 图 ３ 采 划 ７ ．
贾万鹏 汤劲松 刘 宏友 。 ， ，
（． 岛 理 工 大 学 机 械 工 程 学 院 ， 岛 ２ ６ ３ ；． 岛 四 方 车 辆研 究 所有 限公 司 研 究 试 验 部 ， 岛 ２ ６ ３ ） １青 青 ６０３２青 青 ６ ０ １
摘
要： 为研究 铁路货车钩尾框的疲劳性能 ， 对铁路货车 １ ３型 、３ １ Ｂ型、 ６型、 ７型（ １ １ 改进前 ） １ 型铸造 钩尾 、７
重载货车锻造钩尾框承载面加工工艺
冷 热 工 艺
文章编号 ： １ ０ ０ ７ － ６ ０ ３ ４ （ ２ ０ １ ６ ） Ｚ １ － ０ ０ ３ １ ０２ －
重载 货车锻 造 钩 尾 框 承 载 面加 工 工 艺
纪洪凯 ， 崔 禹
（ 中车 齐齐哈 尔车辆 有 限公 司 ， 黑龙 江 齐 齐哈 尔 １ ６ １ ０ ０ ２ ）
方 式加 工完 成 。 （ ４ ） 平面、 圆弧 面 和 小 八 字 面 结 构 。这 种 结 构 是 前几 种形 式 的复合 。
１ ． ２ 加 工 刀 具 分 析
１ 承 载 面 加 工 工 艺 分 析
１ ． １ 承 载 面 各 结 构 形 式 加 工 工 艺 分 析
（ １ ） 平 面和八 字 面均 为平 面 ， 采 用 面铣 刀 加 工 ，
随 着某公 司 铁路 货 车 市 场 范 围 的扩 大 ， 国 内外 市 场需 求不 断改 变 ， 按 照用 户 的需 求 单 件 小批 量 产 品不断 增加 。在公 司重 载货 车锻 造钩 尾框研 发 方面 不 断推 出新 的结 构 ， 以适应 不 同情 况下 的使 用要 求 。 锻 造钩 尾框 的承 载面结 构 主要有 平 面 、 八字 面 、 小八 字面 、 圆弧 面等 多种组 合方 式 ， 见表 １ 、 图１ 。采 用普
…
一
Ｉ ｆ
Ｉ ｔ
【 一 位２
图２ 面铣刀加工平面、 八 字 面结 构 承 载 面 示 意 图
６
刀 具 组 合 结 构 不 意 图
于角 度调整 ， 刚度强 度 好 ， 设备造价低 ； 以框板 上下 面定 位 ， 机 床立 式 布 置 ， 重 心高 ， 机 床 及 夹 具 角 度 调 整 繁琐 ， 刚度 强度 差 ， 设 备造 价 高 。 综 合 上 述分 析 ， 锻 造 钩尾 框 承 载 面加 工 采 用框 板 外侧 面作 为第 １定位 基准 较 为合理 。大平 面 定位
文章编号 ： １ ０ ０ ７ － ６ ０ ３ ４ （ ２ ０ １ ６ ） Ｚ １ － ０ ０ ３ １ ０２ －
重载 货车锻 造 钩 尾 框 承 载 面加 工 工 艺
纪洪凯 ， 崔 禹
（ 中车 齐齐哈 尔车辆 有 限公 司 ， 黑龙 江 齐 齐哈 尔 １ ６ １ ０ ０ ２ ）
方 式加 工完 成 。 （ ４ ） 平面、 圆弧 面 和 小 八 字 面 结 构 。这 种 结 构 是 前几 种形 式 的复合 。
１ ． ２ 加 工 刀 具 分 析
１ 承 载 面 加 工 工 艺 分 析
１ ． １ 承 载 面 各 结 构 形 式 加 工 工 艺 分 析
（ １ ） 平 面和八 字 面均 为平 面 ， 采 用 面铣 刀 加 工 ，
随 着某公 司 铁路 货 车 市 场 范 围 的扩 大 ， 国 内外 市 场需 求不 断改 变 ， 按 照用 户 的需 求 单 件 小批 量 产 品不断 增加 。在公 司重 载货 车锻 造钩 尾框研 发 方面 不 断推 出新 的结 构 ， 以适应 不 同情 况下 的使 用要 求 。 锻 造钩 尾框 的承 载面结 构 主要有 平 面 、 八字 面 、 小八 字面 、 圆弧 面等 多种组 合方 式 ， 见表 １ 、 图１ 。采 用普
…
一
Ｉ ｆ
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【 一 位２
图２ 面铣刀加工平面、 八 字 面结 构 承 载 面 示 意 图
６
刀 具 组 合 结 构 不 意 图
于角 度调整 ， 刚度强 度 好 ， 设备造价低 ； 以框板 上下 面定 位 ， 机 床立 式 布 置 ， 重 心高 ， 机 床 及 夹 具 角 度 调 整 繁琐 ， 刚度 强度 差 ， 设 备造 价 高 。 综 合 上 述分 析 ， 锻 造 钩尾 框 承 载 面加 工 采 用框 板 外侧 面作 为第 １定位 基准 较 为合理 。大平 面 定位
货车钩尾框检修线工序配合的影响因素
２ １ 各 工序完 成 任务 时 间的离 散 度 对检 修 线 正 ． 常运转 的影响
离散度较大 ， 这时末位有 —１ 个空位即可停止步 进传递 ， 等待上位处理完新 的工件后步进传递或 下工序处理完后步进传输 ， 这样线上至少可以放 置 个 工件 ， 多影响 一１ 至 步进时间． 其它不影 响．
钩尾 框检 修 流 水 线 是 由钩 尾 框 自动 下 料 机 、
于 Ｓｌ ａ 级 ； 喷漆 烘 干 间排 污 应 符 合 环 保 部 门 的
环保 要求 ．
钩尾 框传 输线 、 尾框 探伤 机 、 钩 翻转 焊 修 磨 修 、 移
收 稿 日期 ：０９ ０ ９ ２ ０ —２ １
作者简 介： 中平 （９ ２一） 女 ， 谷 １７ ， 讲师 ， 硕士 ， 主要从事机 电设备微 电子化 与智 能的研究
的前提 下按 时完 成任 务 ．
该 流水 线 每天传 输 检修 钩尾 框 ６ ０个 ， 流水线 可 存放 ｌ 钩尾 框进 行在 线检 修 ， ０套 对钩 尾框 检修 流 水线 的要 求有 如 下 工 序 ： 钩尾 框 检 修 流 水线 可 实 现钩 尾框 的抛 丸 除锈 、 探伤 、 翻转 检查 、 修 、 焊 磨
货 车 钩尾 框 检 修 线 工序 配合 的 影 响 因素
谷 中平 李亚荣 朱朝 纲。刘晓 东 ， ， ，
（ ． 阳铁路机械 学校 电 气专 业部 ， 宁 沈 阳 ｌ０ ３ ；２ 大连 交通 大 学 机 械 ＿ 程 学院 ， 宁 大连 １沈 辽 １０ ６ ． Ｙ － 辽 １６２ ；３ 大连机车车辆有 限责任公 司， 宁 大连 １ ６２ ） １０ ８ ． 辽 １０ ２
图 １修 工艺 ， 用 自动 检修 流水 线 来 完 成 该 项 利 作业 ， 铁 路各 车 辆 厂 、 解 决一 大 技 术 难题 ． 为 段 在 这一检 修线 中 ， 键 的 问题 是 合 理 选 用 检 修线 中 关
离散度较大 ， 这时末位有 —１ 个空位即可停止步 进传递 ， 等待上位处理完新 的工件后步进传递或 下工序处理完后步进传输 ， 这样线上至少可以放 置 个 工件 ， 多影响 一１ 至 步进时间． 其它不影 响．
钩尾 框检 修 流 水 线 是 由钩 尾 框 自动 下 料 机 、
于 Ｓｌ ａ 级 ； 喷漆 烘 干 间排 污 应 符 合 环 保 部 门 的
环保 要求 ．
钩尾 框传 输线 、 尾框 探伤 机 、 钩 翻转 焊 修 磨 修 、 移
收 稿 日期 ：０９ ０ ９ ２ ０ —２ １
作者简 介： 中平 （９ ２一） 女 ， 谷 １７ ， 讲师 ， 硕士 ， 主要从事机 电设备微 电子化 与智 能的研究
的前提 下按 时完 成任 务 ．
该 流水 线 每天传 输 检修 钩尾 框 ６ ０个 ， 流水线 可 存放 ｌ 钩尾 框进 行在 线检 修 ， ０套 对钩 尾框 检修 流 水线 的要 求有 如 下 工 序 ： 钩尾 框 检 修 流 水线 可 实 现钩 尾框 的抛 丸 除锈 、 探伤 、 翻转 检查 、 修 、 焊 磨
货 车 钩尾 框 检 修 线 工序 配合 的 影 响 因素
谷 中平 李亚荣 朱朝 纲。刘晓 东 ， ， ，
（ ． 阳铁路机械 学校 电 气专 业部 ， 宁 沈 阳 ｌ０ ３ ；２ 大连 交通 大 学 机 械 ＿ 程 学院 ， 宁 大连 １沈 辽 １０ ６ ． Ｙ － 辽 １６２ ；３ 大连机车车辆有 限责任公 司， 宁 大连 １ ６２ ） １０ ８ ． 辽 １０ ２
图 １修 工艺 ， 用 自动 检修 流水 线 来 完 成 该 项 利 作业 ， 铁 路各 车 辆 厂 、 解 决一 大 技 术 难题 ． 为 段 在 这一检 修线 中 ， 键 的 问题 是 合 理 选 用 检 修线 中 关
锻造／焊接钩尾框的研制
朱 斌
南通 ２６ １） ２ ０ １ （ 苏 省 南 通 市 中等 专 业学 校 ，讲 师 ，江 苏 江 摘
要 ： 为解 决 当 前 列 车 普 遍 使 用 的 铸 造 钩 尾 框 已 不 能 满 足 铁 路 运 输 发 展 的现 状 ，根 据 铁 路 机 车 车 辆 工 业 在 构 件 材 料 、制 造 方 法 上 的 改 进 ，通 过 试 验 论 证 ，说 明采 用 锻 造／ 接 的方 法 加 工 的钩 尾 框 ，替 代 焊 铸造 钩 尾 框 是 有 效 和 可 行 的 。
适 当 的辅助 工艺 手段 能取 得较 为 满意 的结 果 。如 北
京 二 七车 辆 厂 、 齐 哈尔 铁 路 车 辆 （ 团 ） 限公 司 齐 集 有 生 产 的新 型 运煤 敞车 、双 层集 装箱 车 等车 体 的主要
承 载结构 和 牵引结 构 均采 用 了高强 度 耐候 钢及 其焊 接 生产 工艺 ［。这 些 材料 和制 造方 法 在 铁路 机 车车 １ ］
１２ 列 车提速 重载 的 需要 ．
从 １９ ９ ７年 第一 次大 提
车 车 辆上 主要 采用碳 素 结构 钢 、低合 金结 构 钢 等具
速到 ２０ ０ ７年 的第 六 次大 提速 ， 车 最高 时速 从 １ ０ 列 ４
ｋ 提 高到 ２ ０ｋ ｍ ５ ｍ。机 车车辆 因此 必将进 行增 容 、 更 新、 改造 。不 断 提高 的运 行 速 度也 加 剧 了车钩 副 之 间 的相互 冲击 ， 尾框 的强 度 和 冲击 韧性 等 指 标 亟 钩
待 提 高。 我 国幅员辽 阔 、 形 复杂 ， 地 列车经 常 需要爬 坡 和
有 良好 焊接 性 能 的材 料 ，一些 零 部件 采用 铸 钢 和锻 钢 制造 。 与铸 铁相 比 。 些 材料 强度 高 、 性好 ， 因 这 韧 虽 构 件结 构 复杂 、 加工 较 为困难 ， 在焊接 过 程 中采 用 但
南通 ２６ １） ２ ０ １ （ 苏 省 南 通 市 中等 专 业学 校 ，讲 师 ，江 苏 江 摘
要 ： 为解 决 当 前 列 车 普 遍 使 用 的 铸 造 钩 尾 框 已 不 能 满 足 铁 路 运 输 发 展 的现 状 ，根 据 铁 路 机 车 车 辆 工 业 在 构 件 材 料 、制 造 方 法 上 的 改 进 ，通 过 试 验 论 证 ，说 明采 用 锻 造／ 接 的方 法 加 工 的钩 尾 框 ，替 代 焊 铸造 钩 尾 框 是 有 效 和 可 行 的 。
适 当 的辅助 工艺 手段 能取 得较 为 满意 的结 果 。如 北
京 二 七车 辆 厂 、 齐 哈尔 铁 路 车 辆 （ 团 ） 限公 司 齐 集 有 生 产 的新 型 运煤 敞车 、双 层集 装箱 车 等车 体 的主要
承 载结构 和 牵引结 构 均采 用 了高强 度 耐候 钢及 其焊 接 生产 工艺 ［。这 些 材料 和制 造方 法 在 铁路 机 车车 １ ］
１２ 列 车提速 重载 的 需要 ．
从 １９ ９ ７年 第一 次大 提
车 车 辆上 主要 采用碳 素 结构 钢 、低合 金结 构 钢 等具
速到 ２０ ０ ７年 的第 六 次大 提速 ， 车 最高 时速 从 １ ０ 列 ４
ｋ 提 高到 ２ ０ｋ ｍ ５ ｍ。机 车车辆 因此 必将进 行增 容 、 更 新、 改造 。不 断 提高 的运 行 速 度也 加 剧 了车钩 副 之 间 的相互 冲击 ， 尾框 的强 度 和 冲击 韧性 等 指 标 亟 钩
待 提 高。 我 国幅员辽 阔 、 形 复杂 ， 地 列车经 常 需要爬 坡 和
有 良好 焊接 性 能 的材 料 ，一些 零 部件 采用 铸 钢 和锻 钢 制造 。 与铸 铁相 比 。 些 材料 强度 高 、 性好 ， 因 这 韧 虽 构 件结 构 复杂 、 加工 较 为困难 ， 在焊接 过 程 中采 用 但
16型钩尾框湿型砂气冲造型工艺改进
图１ 原 １型钩尾框工艺简图 ６
Ｆ ｇ． ｅｏ ｉ ｉ ａ ｅ ｈｎ ｌ ｇ ｄｉ￣ ａ ｏ ６ ｔｐｅｃ ｕ ｌ ｒｙ ｋ ｓ ｉ １Ｔｈ ｒｇ ｎ ｌｔ ｃ ｏ ｏ ｙ ａ ｍ ｆ１ ｙ ｏ ｐ ｅ ｏ ｅ
落砂 后经 磁粉 探伤 检测 ，部 分铸 件可 发现 原始探 伤 裂
ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｅ ｐ ｐ ｒ Ｐ ａ ｔ ａ ｌ ａ ｕ ｅ ｃｕ ｉ ｇ ｏ ｔ ｚｎ ｒ ｃ ｓ ｎ ｒ ｖ ｎ ｒ ｐ ｒｉｓｏ ｏ ｄ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｔ ａ ｅ ． ｒ ｃ ｉ ｂ ｅｍｅ ｓ ｒ ｓｉ ｌ ｄ ｎ ｐ ｉ ｉ ｇｐ ｏ ｅ ｓａ ｄ ｉ ｏ ｉ ｇｐ ｏ ｅ ｔ ｆ ｎ ｈ ｃ ｎ ｍｉ ｍｐ ｅ ｍ ｌ
纹 ，严重 的会 形成 肉眼可见裂 纹 。
１ ． 型 、芯砂强度不 足 ．１ ２
型砂的性能不稳 定 ：由于 回用砂 的水分波 动较大 ， 混 制 的型砂 的流 动性不 稳定 ，当紧实 率与水 分 之 比大 于 １ 时 ，型砂 流 动性变差 ，气 冲造 型后 砂型 的紧实度 ２
１ 型钩尾框材质为Ｅ ６ 级钢 ，该钢种 的强度较高 ，但 塑性 较差 ，可 焊性 不高 ，在对铸 件 的砂 眼等缺 陷进 行
由于结 构上连 接两 侧框 板与尾 部 承载面 的后 弯角
１销 托 孑 芯 ． Ｌ ２头芯 ． ３尾芯 ． ４承载面 ． ５ 减 重槽 ． ６ 冒口 ．
７横 浇道 ．
８ 后弯角 ．
９ 框板 ．
为薄 、厚壁垂 直连接部 位 ，铸件横截 面面积产 生突变 ，
在 浇注 过程 中 因凝 固时 间相差 较 大 加剧 了应力 集 中 ，
由于１ 型尾 框在 运用 中需 与 １型 钩体 等配合 实现 不摘 ６ ６ 钩上 翻 车机卸货 ，在 翻转 过程 中尾框 受到强 烈 的扭力 作用 ，经 长期频 繁使 用后 易使弯 角部 位 的原 始裂 纹 为 疲 劳源扩 展为 可见 裂纹 ，大 幅降低其 疲劳 寿命 ，为行 车 及卸 车安全 带来 隐患 。为适应 市 场经济 和我 国铁 路 运输 重载提速 的发展需 要 ，提 高铁路货 车运 营安全性 ， 工艺 人员 通过 对缺 陷产生 的原 因进 行分析 ，在 湿型砂
钩缓常见故障及车钩分离的原因分析
钩缓常见故障及车钩分离的原因分析第一节钩缓常见故障一、钩体常见故障钩体的常见故障有裂纹、变形及磨耗。
1．钩体裂纹常见的裂纹处如右图：2．钩体变形钩体变形的表现主要是钩身弯曲、钩耳变形和钩腕外涨。
钩体变形的原因多是由于运行及挂车作业中的过大冲击造成的。
钩身弯曲过大时，在运用中将会产生较大的弯矩，容易造成钩舌及钩耳的裂纹。
钩腕外涨严重时，即失去了控制对方钩舌的能力，将导致车钩的自动分离。
3．钩体磨耗磨耗部位多发生在钩耳孔及钩身与托板的接触处，其次是钩尾端面、侧面、钩锁腔侧壁及钩锁腔内防跳台处。
钩体磨耗后，削弱了车钩的强度，而且会影响车钩的作用，如防跳台磨耗后，将会使车钩失去防跳作用。
二、钩舌常见故障钩舌的主要故障有裂纹和磨耗两种。
1．钩舌裂纹裂纹多发生在钩舌内侧面的上、下弯角处，钩舌销孔、牵引突缘及冲击突缘的根部也经常发生裂纹，如右图所示。
2．钩舌磨耗磨耗主要发生在钩舌内侧面上，如下图所示。
从检修中发现钩舌下部磨耗量较上部为大，多属于钩头下垂所造成，因为钩头自重较大，加上车钩托梁弯曲，使钩头下垂。
钩舌内侧面磨耗会使钩舌的强度降低，同时加大了与钩腕内侧的距离。
当大于规定限度时，在列车运行中，遇到较大的冲击力和振动，或行驶在曲线半径较小的线路上，由于车辆偏移，钩头摆动，易使对方钩舌滑出，造成列车分离事故。
钩舌尾部侧面（与钩锁接触处）及钩舌销孔也常发生磨耗。
（a）牵引运行（b）推进运行三、钩舌销常见故障钩舌销在运行中容易产生磨耗、弯曲、裂纹甚至断裂。
钩舌销断裂会使车钩作用失灵，容易引起钩舌歪斜以及发生脱钩事故。
四、钩锁腔内部零件常见故障钩锁的主要故障是磨耗，磨耗的部位大多数在钩锁与钩舌尾部的接触处。
由于钩锁是承受压力的零件，故其裂纹及变形较少。
钩锁推铁的主要故障是变形和磨耗，一般较少发生裂纹。
变形的原因是本身刚度小。
发生磨耗或变形后，车钩便失去全开作用。
钩锁销的主要故障是防跳台处的磨耗。
磨耗严重时，使车钩失去防跳作用。
钩尾框产生针孔的原因及改进
钩尾框产生针孔的原因及改进
李馥珍
【期刊名称】《铁道机车车辆工人》
【年(卷),期】1995(000)003
【摘要】13号车钩钩尾框是铁路货车上车钩联挂的重要部件,在列车运行中承受拉力、冲击、弯曲等多种力的作用。
整个框身长959mm,其中壁厚25^+~3mm的长为550mm,是壁薄而长的部件。
由于多种原因,我厂生产的钩尾框于去年7至8月间,连续几炉在钩尾框的框身上针孔密集,造成批量铸件报废,浪费严重,成为生产中的难题。
经过研究分析,找出了产生针孔的原因及防止办法,杜绝了针孔的产生,为提高产品质量起到了积极的作用。
【总页数】2页(P10-11)
【作者】李馥珍
【作者单位】沈阳机车车辆厂
【正文语种】中文
【中图分类】U279.34
【相关文献】
1.浅谈车钩钩耳及钩尾框裂纹产生原因及对策 [J], 杨鹏英
2.钩尾框裂纹产生原因分析及改进措施 [J], 高彬;陈慧清
3.铁路货车钩尾框裂纹产生原因及改进措施 [J], 贾万鹏;汤劲松
4.氨基磺酸镍电铸层产生针孔、麻点的原因分析及工艺改进 [J], 熊俊良;付明;张红波
5.铁路货车钩尾框托板磨耗板裂损丢失原因分析及改进 [J], 王洪义;闫睿;范俊超;张军凤;滕学鹏
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13B型锻钢钩尾框钩尾销防脱结构的探讨
起不 到连接 插 托与 钩 尾框 的作 用 ， 在 运用 中插托
会 造成 车钩分 离事 故． 因此 ， 钩尾框 上钩尾 销 防脱
结构 的可靠性是致关重要的 ， 有必要进行深入探讨．
１ 钩 尾 销 防脱 结 构 特点 及 问题
１ ． １ 结构特 点
会窜 出 ， 钩 尾销脱 落 ， 造 成车 钩分离 ； （ ２ ） １ ３ Ｂ锻 钢 钩 尾 框 组 装 后 ， 插 托 组 装 螺 栓 点 固焊会 出现 漏焊情况 ， 如果 出现漏焊 ， 运用 中螺 母会 松 动 甚 至脱 落 ， 造成 螺 栓 窜 出后 ， 插托 窜 出 ，
文献标识码 ： Ａ
Ｕ ５Ｉ 舌 为进 一步 提 高铁 路 货 车 的运 输 安 全 ， 按 照 运
辆货车函【 ２ ０ １ ２ 】 １ ８ ８ 号、 ２ ９ ６号等文件要求 ， ２ ０ １ ２ 年 ７月 ２ Ｅ ｔ 起， 既 有 铁路 货 车在 实 施 厂 、 段修时 ，
陆续 将 １ ３型系 列铸 钢 钩尾 框 改 造 为 １ ３ Ｂ型锻 钢
２ 钩尾 销 防 脱 结构 改 进
根据 目前 存在 的 问题 ， 对１ ３ Ｂ锻 钢 钩尾 框 钩 尾 销防脱 结构 进 行 适 当改 进 ， 有 利 于 提 高 钩尾 销 防脱 的可 靠性 ．
２ ． １ 方 案一
托 肩宽 及插 槽与 插托 横 向 间隙设计 尺寸 及公 差决
定的． 规定 的搭 接量 应满 足设计 公 差尺 寸范 围 ， 经 计 算搭 接量 不 能 满 足 尺 寸公 差 范 围． 按 图纸 尺 寸 公差计算 ： 插槽 肩 宽 （ ７月后 生产 ） （ ９ ４±０ ． ５ ）ｍ ｍ； 插托肩宽 （ １ ２ ２±１ ）ｍ ｍ． （ 见图２ ） 最大搭接量 ： （ １ ２ ３— ９ ３ ． ５ ） ／ ２＝１ ４ ． ７ ５／ ｎ ｉ Ｔ ／ ； 最 小 搭接 量 ： （ １ ２ １ —
会 造成 车钩分 离事 故． 因此 ， 钩尾框 上钩尾 销 防脱
结构 的可靠性是致关重要的 ， 有必要进行深入探讨．
１ 钩 尾 销 防脱 结 构 特点 及 问题
１ ． １ 结构特 点
会窜 出 ， 钩 尾销脱 落 ， 造 成车 钩分离 ； （ ２ ） １ ３ Ｂ锻 钢 钩 尾 框 组 装 后 ， 插 托 组 装 螺 栓 点 固焊会 出现 漏焊情况 ， 如果 出现漏焊 ， 运用 中螺 母会 松 动 甚 至脱 落 ， 造成 螺 栓 窜 出后 ， 插托 窜 出 ，
文献标识码 ： Ａ
Ｕ ５Ｉ 舌 为进 一步 提 高铁 路 货 车 的运 输 安 全 ， 按 照 运
辆货车函【 ２ ０ １ ２ 】 １ ８ ８ 号、 ２ ９ ６号等文件要求 ， ２ ０ １ ２ 年 ７月 ２ Ｅ ｔ 起， 既 有 铁路 货 车在 实 施 厂 、 段修时 ，
陆续 将 １ ３型系 列铸 钢 钩尾 框 改 造 为 １ ３ Ｂ型锻 钢
２ 钩尾 销 防 脱 结构 改 进
根据 目前 存在 的 问题 ， 对１ ３ Ｂ锻 钢 钩尾 框 钩 尾 销防脱 结构 进 行 适 当改 进 ， 有 利 于 提 高 钩尾 销 防脱 的可 靠性 ．
２ ． １ 方 案一
托 肩宽 及插 槽与 插托 横 向 间隙设计 尺寸 及公 差决
定的． 规定 的搭 接量 应满 足设计 公 差尺 寸范 围 ， 经 计 算搭 接量 不 能 满 足 尺 寸公 差 范 围． 按 图纸 尺 寸 公差计算 ： 插槽 肩 宽 （ ７月后 生产 ） （ ９ ４±０ ． ５ ）ｍ ｍ； 插托肩宽 （ １ ２ ２±１ ）ｍ ｍ． （ 见图２ ） 最大搭接量 ： （ １ ２ ３— ９ ３ ． ５ ） ／ ２＝１ ４ ． ７ ５／ ｎ ｉ Ｔ ／ ； 最 小 搭接 量 ： （ １ ２ １ —
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54'
4
0.05
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D-D
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8° 18'
E-E
' 8°12
0 R2
0 R1
锻模设计
2200 5 1100 4 3 2 1 7 8 2350 1280
压力机中心
850
铸造钩尾框故障统计表
年份 2005 2004 总件数（件） 2340 1980 破损率（％） 53.4 24.5
随着列车使用的大幅度提速，铸造钩 尾框的强度和可靠性已不能满足要求。
数据来源：铁道车辆，2006（1）：18-24
钩尾框破损的位置
图a、d是钩尾框框身折断 ，图b是钩尾框上片折断 ， 图c是钩尾框弯角处产生裂纹和平板处损伤 。
加强型自动辊锻机
安装在辊锻机上的模具
第四道辊锻件
63000kN摩擦压力机
10000kN摩擦压力机
实际工艺流程
圆棒料经过750KW中频加热炉一次加热，出炉热 锻件出炉时温度1200℃左右； 热坯料送到￠1000㎜辊锻机进行四道次辊锻； 把热辊锻件送到63000kN摩擦压力机进行预锻和 终锻； 送料小车把终锻件送到10000kN摩擦压力机切边； 用送料小车把锻件送到油压机进行弯曲 用自制液压装置进行热校正； 最后进行焊接、机加工、热处理和抛丸等工序， 最终得到合格零件。
Torque(KNxM)
Top Die Bottom Die
从扭矩曲线图中可以看 出第二道辊锻模具受到最大 扭 矩 M=124KN· 允 许 最 大 m， 扭 矩 Mmax＝700KN· m，M=124 KN· <Mmax ＝700KN· m m，所以 辊锻机是安全的。
钩尾框第三道辊锻过程的数值模 拟分析
第四道次辊锻模扭矩分析
第四道次辊锻件变形量是最大的，所以对第四道 次辊锻模扭矩分析也是必要的。扭矩如下图所示：
700 600
Torque(KNxM)
500 400 300 200 100 0 0 0.5 Time(s) 1 1.5 Top Die Bottom Die
从扭矩曲线图中 可以看出模具所受 最大扭矩M=605KN· m， 允许最大扭矩Mmax＝ 700 KN· m，M=605 KN· <Mmax＝700KN· m m， 所以辊锻机是安全 的。
3）弯曲模拟结果分析
在现场生产过程中切边很少出现问题，所以没 有进行切边模拟。利用PROE进行三维造型，造型 切边后的锻件如下图所示，利用此三维图进行弯 曲模拟。
终锻件三维图
锻件弯曲成形图
弯曲压下力曲线
20000 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 0 0.2 0.4 0.6 Time(s) 0.8 1 1.2
锻造钩尾框产品的优点
疲劳强度高：锻造钩尾框产品比铸造钩尾框产 品提高80%。 疲劳寿命高：锻造钩尾框产品比铸造钩尾框产 品提高60倍。 质量保证期大大延长：锻造钩尾框产品25年， 铸造钩尾框产品8年，提高了2.13倍。
锻造钩尾框的两火锻造工艺
锻造钩尾框于2003年开始研制，2005年上半年研制成功 并生产出第一批锻造钩尾框。 南京中盛铁路配件有限公司首先投入生产：两火锻造。 两火锻造工艺流程：锯床下料→加热→自由锻制坯→二 次加热→31500kN以上摩擦压力机上锻造（展开锻造） →液压机上折弯→整形→焊接→超声波探伤→机械加工 →热处理→表面处理→磁粉探伤→成品 两火锻造工艺问题：能耗大，材料利用率低，劳动条件 差，生产效率低，生产成本高，产品表面质量较差
140 120
100 80 60 40 20 0 0 0.2 0.4 Time(s) 0.6 0.8
Top Die Bottom Die
从扭矩曲线图中可以看 出第一道辊锻模具受到最大 扭 矩 M=123KN· 允 许 最 大 m， 扭 矩 Mmax＝700KN· m，M=123 KN· <Mmax ＝700KN· m m，所以 辊锻机是安全的。
Radial Load（KN）
7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 0 0.5 Time(s) 1 1.5 Top Die Bottom Die
最大压力 约为 7000KN
第四道辊锻件应变场
第四道次辊 锻件的最大 应变为约 2.89
第四道辊锻件温度场
第四道次辊 锻件的最高 温 度 为 1210℃
参数化建模
第一道辊锻上、下模
参数化建模
第二道辊锻上、下模
参数化建模
第三道辊锻上、下模
参数化建模
第四道辊锻上、下模
第一道辊锻过程的数值模拟分析
第一道次主要起分料和拔长的作用，变形部位是两个平 板处。第一道次辊锻件下图所示：
第一道辊锻件变形部位截面
第一道次辊锻模扭矩分析
对第一道次辊锻模所受扭矩进行分析来验证1m辊锻机是 否满足要求。
预锻模具受力曲线图
终锻件成形图
终锻打击力曲线
140000 120000 100000
Load(KN)
80000 60000 40000 20000 0 0 0.05 0.1 Time(s) 0.15 0.2
最大打击力为 120000KN
终锻受力曲线图
终锻锻件温度场图
最高温度 约为1090℃ 终锻锻件温度场图
第三道次如同前两道次起分料和拔长的作用，变 形部位是两个平板处，但第三道次的成形对第四 道次成形起到至关重要的作用。
第三道辊锻件变形部位截面
由上图可以看出A处有局部变窄的现象，对此进 行简单分析如下：
A点
PBy PAx
PBx PB
B点
辊锻件在截面突变处受力模型
第三道次辊锻力分析
辊锻模Y方向受力曲线图
6
压 模 力 具 机 中 中 心 心
模拟技术方案流程图
模拟参数的设定
我们基于DEFORM-3D平台，采用上述工艺对整个辊锻过程进 行模拟。
参数设定如下：
变形体材料：45号钢 变形体单元数：80000单元 坯料加热温度：1200℃ 摩擦系数：μ ＝0.4 辊锻机转速：3.14 rad/s 模具材料：刚体 下料参数：φ 145×880mm
参数化建模
利用PROE强大的三维造型功能对锻模进行参数化建模。首先设计 预锻件和终锻件，分别如下图所示：
C
预锻件图
C向
终锻件图
预锻上模
预锻下模
终锻上模
终锻下模
3、模锻数值模拟过程分析
1）预锻模拟结果分析
预锻件成形图
预锻打击力曲线
350000 300000 250000
Load(KN)
200000 150000 100000 50000 0 0 0.2 0.4 0.6 Time(s) 0.8 1 1.2
精密辊锻模锻复合技术工艺方案
辊锻第一道
预锻
辊锻第二道
终锻
辊锻第三道
热切边
A-A
C-C
B-B
A
B
C
B
A
辊锻第四道
A
B
C
B
A
弯曲Βιβλιοθήκη 辊锻模设计步骤①根据钩尾框热锻件图绘制展直辊锻件图（第四 道辊锻件）。 ②钩尾框精密辊锻道次最佳效果为设计为四道次。 在第1、2道孔型中辊锻件不出飞边，第3、4道孔 型为成形辊锻，辊锻件可以出飞边。 ③根据各道次延伸系数，设计辊锻工序毛坯图。 绘制辊锻件图顺序为： 第4道锻件→第3道锻件→第2道锻件→第1道锻件。
18°30'
9°
34°
14°54'
° 56
' 30
R70
165
B
40
55
10
117 158.9
R50
13 .7
R4
R5 0
2
R470
1
R1 0
48'
8° 18 '
R4 .7 13
8° ' 12
R35 0
0 R35
0 R5
° 34
190
7° ' 48
R6
R5
19°30'
R30 R100
F
9°48'
14°
Load(KN)
最大压 力约为 1200KN
弯曲压下力曲线图
模拟动画
工艺试验
试验条件如下：
坯料材料:45钢 坯料参数:￠160㎜×810㎜ 模具材料:5CrNiMo 坯料加热温：1200℃ 主要试验设备: a) 750KW中频加热炉； b) ￠1000㎜辊锻机； c) 6300T摩擦压力机； d) 1000T摩擦压力机； e） 简易油压机
Torque(KNxM)
钩尾框第二道辊锻过程的数值模拟分析
第二道次如同第一道次起分料和拔长的作用，变形部 位是两个平板处。第二道次辊锻件下图所示：
第二道辊锻件变形部位截面
第二道次辊锻模扭矩分析
同样对第二道次辊锻模所受扭矩进行分析。
140 120 100 80 60 40 20 0 0 0.2 0.4 Time(s) 0.6 0.8
铁路货车钩尾框 精密辊锻模锻复合成形技术
简介
铁路货车重载提速→铁路道路方面主要是对原有道路