專利名稱：鐵路車輛雙系統(tǒng)車鉤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬鐵路車輛牽引裝置。用于鐵路貨車車輛與車輛或機(jī)車與車輛間的連掛。傳遞列車運(yùn)行或調(diào)車作業(yè)產(chǎn)生的縱向力和沖擊力。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有鐵路車輛采用的車鉤大致分為以美國(guó)、加拿大為代表的符合北美鐵道協(xié)會(huì)AAR標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)車鉤以及歐洲國(guó)家為代表的符合國(guó)際鐵路聯(lián)盟UIC標(biāo)準(zhǔn)的非自動(dòng)車鉤，即螺旋車鉤。由于螺旋車鉤操作復(fù)雜，工作強(qiáng)度大，能牽引的噸位小，而將逐步被淘汰，但這需要一個(gè)過(guò)程。這樣就有可能在同一條鐵路上出現(xiàn)裝備有兩種截然不同車鉤系統(tǒng)的鐵路車輛；且新購(gòu)車輛也只能在兩種車鉤系統(tǒng)中選擇一種，由此形成的同一條鐵路中兩種車鉤系統(tǒng)這極大限制了列車的自由編組，制約了運(yùn)輸能力的充分發(fā)揮，為此需要開(kāi)發(fā)能實(shí)現(xiàn)兩種系統(tǒng)連掛的車鉤。
中國(guó)專利‘可轉(zhuǎn)換車鉤’(ZL02281259.8)提出了一種在同一車輛上可根據(jù)對(duì)接車輛車鉤標(biāo)準(zhǔn)不同來(lái)選擇連接方式。此‘可轉(zhuǎn)換車鉤’在用鏈子鉤裝置時(shí)相鄰兩節(jié)車輛的鏈條、鉤頭互相掛接，一根用于牽引，另一根備用。但這種結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)如下問(wèn)題i.用鏈子鉤裝置時(shí)和自動(dòng)車鉤的車鉤中心線距軌面高度產(chǎn)生不一致，如在鏈條較長(zhǎng)時(shí)鏈條(16)固定端的鏈環(huán)⑩插入鉤體⑤的E形前端④的上部?jī)?nèi)側(cè)，而鏈條另一端與對(duì)接車的螺旋車鉤鉤頭連掛，兩端中心線高度有差異。ii.用鏈子鉤裝置時(shí)，根據(jù)UIC 520標(biāo)準(zhǔn)，鏈子鉤的破壞強(qiáng)度僅為850kN，而且由于鏈子鉤裝置的固定端的鏈環(huán)⑩插入鉤體⑤的E形前端④的上部?jī)?nèi)側(cè)，與中央自動(dòng)車鉤鉤體⑤不在同一中心線上，鏈子鉤裝置在牽引工況下，鉤體⑤將產(chǎn)生一個(gè)附加的彎矩，使列車牽引總載荷達(dá)不到3000t。(即鏈子鉤裝置本身結(jié)構(gòu)限制及與鉤體⑤相連接的結(jié)構(gòu)限制)。iii.鉤體尾部與鉤尾框配合連接的形狀為U形體，不能與國(guó)產(chǎn)現(xiàn)有的鉤尾框相配合連接，即不能通用國(guó)產(chǎn)鉤尾框和相應(yīng)的緩沖器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的鐵路車輛雙系統(tǒng)車鉤，就是解決了上述現(xiàn)有的兩種系統(tǒng)車鉤在同一鐵路車輛中的連掛問(wèn)題。其技術(shù)方案如下鐵路車輛雙系統(tǒng)車鉤，包括關(guān)節(jié)鉤頭1、鉤體2及鏈子車鉤3，其特征是關(guān)節(jié)鉤頭1尾端設(shè)開(kāi)有連接銷孔1.2的尾端U型1.1，鉤體2前端設(shè)開(kāi)有連接銷孔2.2的前端U型2.1，尾端U型1.1插入前端U型2.1內(nèi)，鏈子車鉤3一端U型鏈環(huán)3.1裝在尾端U型1.1內(nèi)側(cè)，三個(gè)U型件用連接銷4連接，形成關(guān)節(jié)鉤頭1和鏈子車鉤3繞連接銷轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)關(guān)節(jié)；鉤體2尾端與AAR系統(tǒng)車輛的鉤尾框6相配合連接；鏈子車鉤3的另一端U型鏈環(huán)3.6與UIC系統(tǒng)車輛螺旋車鉤相配合連接；兩U型鏈環(huán)分別與兩連接螺套連接，中間設(shè)帶手柄的螺紋拉桿連接為一體，構(gòu)成鏈子車鉤3。
上述鉤體尾端2.3固定于鉤尾框6，尾端2.3為帶有豎直調(diào)節(jié)長(zhǎng)孔的矩形體，其形狀和尺寸與現(xiàn)有AAR系統(tǒng)13號(hào)車鉤的鉤尾框相配套；且在鉤尾框后裝有相配套的13號(hào)車鉤的緩沖器7。
上述關(guān)節(jié)鉤頭1和鉤體2上開(kāi)有在工作或待工作位置固定的定位銷5。
上述關(guān)節(jié)鉤頭1連接輪廓線符合AAR 10A標(biāo)準(zhǔn)，其內(nèi)的鉤舌、鉤舌推鐵采用GB7709中的標(biāo)準(zhǔn)件。
上述拉桿3.3承受縱向牽引力的最小斷面直徑為44.5mm，承受縱向牽引力產(chǎn)生拉應(yīng)力的U型鏈環(huán)橫截面為2×40×40mm；材料拉伸屈服強(qiáng)度為1350KN，壓縮屈服強(qiáng)度為2000KN。
上述受力構(gòu)件關(guān)節(jié)鉤頭1、鉤體2采用符合AAR標(biāo)準(zhǔn)的B級(jí)鑄鋼；U型鏈環(huán)、連接螺套、拉桿可均采用高強(qiáng)度合金鋼35CrMnSiA制造。
本發(fā)明有益效果i.關(guān)節(jié)鉤頭1連接輪廓線符合AAR 10A標(biāo)準(zhǔn)，具有自動(dòng)車鉤的所有功能；鏈子車鉤3的U型鏈環(huán)也與螺旋車鉤鉤頭相配合；當(dāng)將關(guān)節(jié)鉤頭1或鏈子車鉤3水平轉(zhuǎn)到車輛牽引方向時(shí)，便可實(shí)現(xiàn)與對(duì)接車輛AAR系統(tǒng)和UIC系統(tǒng)兩系統(tǒng)車鉤的掛接。再配上緩沖器便傳遞車輛縱向力。
ii.鉤體2尾端其形狀和尺寸可與現(xiàn)有AAR系統(tǒng)13號(hào)車鉤的鉤尾框相配合連接。因此本專利車鉤可與國(guó)產(chǎn)13號(hào)車鉤和相配套的國(guó)產(chǎn)緩沖器7配用。
iii本專利鏈子車鉤3結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需用兩個(gè)U型鏈環(huán)便完成全部功能。既取消了中間封閉鏈環(huán)(與60年代出口牽引裝置相比)，也不需設(shè)置鉤頭及連接件等<與上述‘可轉(zhuǎn)換車鉤’(ZL02281259.8)相比>，由此避免了這些構(gòu)件產(chǎn)生的危險(xiǎn)接觸應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞，從而大大提高結(jié)構(gòu)可靠性和使用壽命。(鏈子車鉤在受拉伸載荷時(shí)，鏈環(huán)除受拉應(yīng)力影響，還受到與鏈環(huán)直接相接觸且面積相對(duì)最小的接觸應(yīng)力的影響，接觸應(yīng)力過(guò)大而拉應(yīng)力不大也會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。)vi.本專利鏈子車鉤3結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝簡(jiǎn)化、制造成本下降。
v.本專利鏈子車鉤3結(jié)構(gòu)、尺寸和關(guān)節(jié)鉤頭1均滿足分別掛接UIC系統(tǒng)和AAR系統(tǒng)車鉤時(shí)，車鉤中心線距鐵軌高度各處相同。
vi.本雙系統(tǒng)車鉤結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)參數(shù)和材料的選擇，實(shí)現(xiàn)牽引總載荷達(dá)3000T的要求如拉桿和U型鏈環(huán)橫截面以及材料屈服限的選擇。
vii.鏈子車鉤3兩U型鏈環(huán)間是通過(guò)銷軸或螺紋連接，因此為柔性車鉤，可分別繞X、Y、Z軸分別旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)達(dá)到車鉤連掛工作位和非連掛待工作位的移動(dòng)旋轉(zhuǎn)需求。


圖1本發(fā)明活動(dòng)關(guān)節(jié)處正剖視2與自動(dòng)車鉤連掛時(shí)俯視3與螺旋車鉤連掛時(shí)俯視4鉤體2與國(guó)產(chǎn)13號(hào)鉤尾槽、緩沖器連接正剖視圖
圖5鏈子車鉤3中鏈環(huán)3.6或3.1俯規(guī)6鏈子車鉤3中鏈環(huán)3.6(正視圖)與車輛螺旋車鉤的連接7圖3中A-A剖視圖具體實(shí)施方式
見(jiàn)圖1、圖2，本實(shí)施例鐵路車輛雙系統(tǒng)車鉤，由關(guān)節(jié)鉤頭1、鉤體2、鏈子車鉤3、連接銷4及外部套的襯套4.1、定位銷5等構(gòu)成。關(guān)節(jié)鉤頭1尾端U型1.1插入鉤體前端U型2.1內(nèi)側(cè)，鏈子車鉤3的U型鏈環(huán)3.1，卡入尾端U型1.1內(nèi)側(cè)；三個(gè)U型用連接銷4連接，該處形成活動(dòng)關(guān)節(jié)。尾端U型1.1和前端U型2.1分別開(kāi)有與連接銷4配合的連接銷孔1.2和2.2。
見(jiàn)圖2，在活動(dòng)關(guān)節(jié)中，當(dāng)關(guān)節(jié)鉤頭1轉(zhuǎn)動(dòng)在車輛縱向牽引方向，處于連掛工作位，用定位銷5固定，然后沿牽引方向移動(dòng)與對(duì)接車輛自動(dòng)車鉤1′自動(dòng)對(duì)接連接。此時(shí)鏈子車鉤3水平轉(zhuǎn)動(dòng)在車輛橫向，處于待工作位，也用定位銷5固定。關(guān)節(jié)鉤頭1與自動(dòng)車鉤1′結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸完全相同，所具有功能相同。即連接輪廓線1.3符合AAR10A標(biāo)準(zhǔn)，鉤舌、鉤舌推鐵采用GB7709中標(biāo)準(zhǔn)件。
見(jiàn)圖3，在活動(dòng)關(guān)節(jié)中，當(dāng)關(guān)節(jié)鉤頭1轉(zhuǎn)動(dòng)在離牽引方向α角，可選α為80°為佳，此時(shí)鏈子車鉤3水平轉(zhuǎn)動(dòng)位于牽引方向，處于工作位，與對(duì)接車輛螺旋車鉤配合連接。鏈子車鉤3如下構(gòu)成兩端設(shè)U型鏈環(huán)3.1、3.6。見(jiàn)圖5、圖6、圖7，U型鏈環(huán)的開(kāi)口端開(kāi)有孔3.8、3.9分別套在連接螺套3.2或3.5兩端端軸3.21、3.22或3.51、3.52上，并連接固定。見(jiàn)圖3、圖7，兩連接螺套3.2和3.5中間裝有雙頭螺紋的拉桿3.3，并用兩端螺紋3.31與連接螺套螺孔3.23和3.53嚙合。拉桿中心裝手柄3.4。當(dāng)手柄繞拉桿軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)兩端嚙合的螺紋帶動(dòng)兩連接螺套向內(nèi)或向外縱向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)鎖緊或松開(kāi)鏈子車鉤3的功能。U型鏈環(huán)3.1、3.6之間是通過(guò)銷軸或螺紋連接，為柔性車鉤，因此鏈子車鉤3可分別繞X、Y、Z軸分別旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)車鉤可旋轉(zhuǎn)到所要求的連掛工作位和非連掛待工作位。
見(jiàn)圖6，U型鏈環(huán)3.6插入對(duì)接車輛的UIC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)螺旋車鉤的鉤頭8內(nèi)的相配合槽8.1內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄3.4，鎖緊鏈子車鉤3，即可實(shí)現(xiàn)與UIC系統(tǒng)螺旋車鉤的連掛和牽引另一系統(tǒng)的貨車車輛的功能。此時(shí)需采用UIC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置的側(cè)緩沖器裝置進(jìn)行車輛的連掛牽引作業(yè)。
見(jiàn)圖4，鉤體2的尾端為帶有豎直調(diào)節(jié)長(zhǎng)孔的矩形體2.3，其形狀和尺寸與現(xiàn)有AAR系統(tǒng)13號(hào)車鉤的鉤尾框6相配套。當(dāng)矩形體2.3插入鉤尾框6相配合的槽內(nèi)用連接銷2.4連接固定。
見(jiàn)圖3，拉桿3.3承受縱向牽引力的最小斷面為3.7處，該處直徑為44.5mm。見(jiàn)圖5，圖6承受牽引力產(chǎn)生拉應(yīng)力的U型鏈環(huán)橫截面為2×b×h＝2×40×40mm。材料拉伸屈服強(qiáng)度為1350KN，壓縮屈服強(qiáng)度為2000KN。由此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸和材料屈服強(qiáng)度可實(shí)現(xiàn)牽引3000T總載荷。
權(quán)利要求
1.鐵路車輛雙系統(tǒng)車鉤，包括關(guān)節(jié)鉤頭(1)、鉤體(2)及鏈子車鉤(3)，其特征是關(guān)節(jié)鉤頭尾端設(shè)開(kāi)有連接銷孔(1.2)的尾端U型(1.1)，鉤體前端設(shè)開(kāi)有連接銷孔(2.2)的前端U型(2.1)，尾端U型(1.1)插入前端U型(2.1)內(nèi)，鏈子車鉤(3)一端U型鏈環(huán)(3.1)裝在尾端U型(1.1)內(nèi)側(cè)，三個(gè)U型件用連接銷(4)連接，形成關(guān)節(jié)鉤頭和鏈子車鉤繞連接銷轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)關(guān)節(jié)，鉤體(2)尾端與車輛AAR系統(tǒng)車輛的鉤尾框(6)相配合連接；鏈子車鉤(3)的另一端U型鏈環(huán)(3.6)與UIC系統(tǒng)車輛螺旋車鉤相配合連接；鏈子車鉤(3)內(nèi)再設(shè)有兩連接螺套分別與兩U型鏈環(huán)連接，中間設(shè)帶手柄的螺紋拉桿連接為一體。
2.按權(quán)利要求1所述車鉤，其特征是鉤體尾端(2.3)固定于鉤尾框(6)，尾端(2.3)為帶有豎直調(diào)節(jié)長(zhǎng)孔的矩形體，其形狀和尺寸與現(xiàn)有AAR系統(tǒng)13號(hào)車鉤的鉤尾框相配套；且在鉤尾框后裝有相配套的13號(hào)車鉤的緩沖器(7)。
3.按權(quán)利要求1所述車鉤，其特征是關(guān)節(jié)鉤頭(1)和鉤體(2)上開(kāi)有在工作或待工作位置固定的定位銷(5)。
4.按權(quán)利要求1所述車鉤，其特征是拉桿(3.3)承受縱向牽引力的最小斷面直徑為44.5mm，承受牽引力產(chǎn)生拉應(yīng)力的U型鏈環(huán)橫截面為2×40×40mm；材料拉伸屈服強(qiáng)度為1000KN，壓縮屈服強(qiáng)度為2000KN。
5.按權(quán)利要求1所述鏈子車鉤，其特征是受力構(gòu)件關(guān)節(jié)鉤頭(1)、鉤體(2)采用符合AAR標(biāo)準(zhǔn)的B級(jí)鑄鋼；U型鏈環(huán)、連接螺套、拉桿采用高強(qiáng)度合金鋼35CrMnSiA制造。
全文摘要
鐵路車輛雙系統(tǒng)車鉤。屬鐵路車輛牽引裝置。解決同一鐵路車輛中VIC系統(tǒng)和AAR系統(tǒng)兩種車鉤的掛接問(wèn)題。設(shè)開(kāi)有連接銷孔的關(guān)節(jié)鉤頭和鉤體，以及有兩U型的鏈子車鉤，三者連接處均為相互插接用連接銷連接的U型，形成關(guān)節(jié)鉤頭和鏈子車鉤可轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)關(guān)節(jié)，可按對(duì)接車輛車鉤型式，分別轉(zhuǎn)動(dòng)到牽引方向，實(shí)現(xiàn)兩種系統(tǒng)的連掛。鏈子車鉤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需兩個(gè)U型鏈環(huán)便完成全部功能，避免多處危險(xiǎn)接觸應(yīng)力產(chǎn)生，提高可靠性和使用壽命；在用關(guān)節(jié)鉤頭和鏈子車鉤時(shí)均能滿足車鉤各處距軌面高度完全一致；且均能滿足安全牽引3000噸的總載荷要求。還可通用中國(guó)13號(hào)車鉤的鉤尾框和國(guó)產(chǎn)緩沖器?？捎糜诟鞣N貨車或機(jī)車車輛間的連掛和傳遞牽引力和沖擊力。
文檔編號(hào)B61G5/04GK1907780SQ20061002153
公開(kāi)日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2006年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月4日
發(fā)明者林結(jié)良, 肖穎, 肖乾佑, 潘樹(shù)平, 韋延興 申請(qǐng)人:中國(guó)南車集團(tuán)眉山車輛廠