CN1907780B - 铁路车辆双***车钩 - Google Patents
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Abstract
铁路车辆双***车钩。设开有连接销孔的关节钩头、钩体和链子车钩，三者连接处相互插接，用连接销连接固定并形成钩头和链子车钩可转动转换的活动关节。链子车钩设一个U型链环固定于活动关节，另一个U型链环挂接于VIC***车钩，中间设两螺套和一个手柄连接组成，使两车厢‘解钩’和‘联挂’只需转动手柄，十分方便。钩头和钩体间的定位销位置的选择使关节钩头或链子车钩工作时承受很小或不受纵向力和冲击力，保证列车牵引安全可靠。钩头和链子车钩待工作位置分别为布置在面对车钩左侧和右侧，以保证车辆正常‘联挂’的空间。实现同一铁路车辆中VIC和AAR***的挂接、且解钩和联挂方便及牵引安全可靠。能牵引3000吨载荷和通用国产钩尾框和缓冲器。可用于各种货车或机车车辆。
Description
(一)技术领域：本发明属铁路车辆牵引装置。用于铁路货车车辆与车辆或机车与车辆间的连挂。传递列车运行或调车作业产生的纵向力和冲击力。
(二)背景技术：
现有铁路车辆采用的车钩大致分为以美国、加拿大为代表的符合北美铁道协会AAR标准的自动车钩以及欧洲国家为代表的符合国际铁路联盟UIC标准的非自动车钩，即螺旋车钩。由于螺旋车钩操作复杂，工作强度大，能牵引的吨位小，而将逐步被淘汰，但这需要一个过程。这样就有可能在同一条铁路上出现装备有两种截然不同车钩***的铁路车辆；且新购车辆也只能在两种车钩***中选择一种，由此形成的同一条铁路中两种车钩***这极大限制了列车的自由编组，制约了运输能力的充分发挥，为此需要开发能实现两种***连挂的车钩。
中国专利‘可转换车钩’(ZL02281259.8)提出了一种在同一车辆上可根据对接车辆车钩标准不同来选择连接方式。此‘可转换车钩’在用链子钩装置时相邻两节车辆的链条、钩头互相挂接，一根用于牵引，另一根备用。但这种结构可能出现如下问题：i.用链子钩装置时和自动车钩的车钩中心线距轨面高度产生不一致，如：在链条较长时链条(16)固定端的链环⑩***钩体⑤的E形前端④的上部内侧，而链条另一端与对接车的螺旋车钩钩头连挂，两端中心线高度有差异。ii.用链子钩装置时，根据UIC 520标准，链子钩的破坏强度仅为850kN，而且由于链子钩装置的固定端的链环⑩***钩体⑤的E形前端④的上部内侧，与中央自动车钩钩体⑤不在同一中心线上，链子钩装置在牵引工况下，钩体⑤将产生一个附加的弯矩，使列车牵引总载荷达不到3000t。(即链子钩装置本身结构限制及与钩体⑤相连接的结构限制)。iii.钩体尾部与钩尾框配合连接的形状为U形体，不能与国产现有的钩尾框相配合连接，即不能通用国产钩尾框和相应的缓冲器。
德国专利(DE 3601199 A1)：‘用于相邻连接的每个交通工具的牵引设备’公开的牵引设备中设有U型拉杆和相连的螺套；美国专利(US3977532A)‘火车连接***’内设有转动用杆臂；但此两种火车牵引装置因与车箱连接的两端的构件不可压缩性，因此不能满足现今方便解钩、联挂和承受调车作业时的纵向力和冲击力的需求。
(三)发明内容：本发明提出的铁路车辆双***车钩，不仅解决现有两种***车钩在同一铁路车辆中的连挂问题，同时要保证解钩和连挂方便以及调车作业、制动和行车中的安全。其技术方案如下：
铁路车辆双***车钩，设关节钩头1，关节钩头的尾端设开有第一连接销孔1.2的尾端U型1.1，钩体的前端设开有第二连接销孔2.2的前端U型2.1，尾端U型1.1***前端U型2.1内，链子车钩3一端U型链环3.1装在尾端U型1.1内侧，关节钩头尾端U型、钩体前端U型和链子车钩一端的U型链环这三个U型件用连接销4连接，形成关节钩头1和链子车钩3绕连接销转动的活动关节；其特征是：
A.钩体2尾端与AAR***车辆的钩尾框6相配合连接。
B.链子车钩3一端的U型链环3.1装在尾端U型1.1内侧，另一端的U型链环3.6与UIC***车辆螺旋车钩相配合连接；两U型链环分别与两连接螺套连接，两连接螺套之间设带手柄的螺纹拉杆连接为一体，构成链子车钩3。
C.关节钩头和钩体上开有在关节钩头工作或待工作位置固定的定位销5；关节钩头在工作位置时沿车辆纵向牵引方向线。此时定位销布置位置在距关节钩头中心线反时针方向转α＝80°线上的位置；关节钩头处于待工作位置时，定位销定位在车辆纵向牵引方向线上。
D.关节钩头待工作位置设于面对钩体前端的左侧，链子车钩待工作位置设于面对钩体前端的右侧。
E.钩体尾端2.3固定于钩尾框6，钩体尾端2.3为带有竖直调节长孔的矩形体，其形状和尺寸与现有AAR***13号车钩的钩尾框相配套，且在钩尾框后装有相配套的13号车钩的缓冲器7。
F.关节钩头1连接轮廓线符合AAR 10A标准，其内的钩舌、钩舌推铁采用GB7709中的标准件。上述螺纹拉杆3.3承受纵向牵引力的最小断面直径为44.5mm，承受纵向牵引力产生拉应力的U型链环横截面为2x40x40mm；材料拉伸屈服强度为1350KN，压缩屈服强度为2000KN。
G.作为受力构件的关节钩头1、钩体2采用符合AAR标准的B级铸钢；U型链环、连接螺套、螺纹拉杆可均采用高强度合金钢35CrMnSiA制造。
本发明有益效果：
i.关节钩头1连接轮廓线符合AAR 10A标准，具有自动车钩的所有功能；链子车钩3的U型链环也与螺旋车钩钩头相配合；当将关节钩头1或链子车钩3水平转到车辆牵引方向时，便可实现与对接车辆AAR***和UIC***两***车钩的挂接。再配上缓冲器便传递车辆纵向力。ii.钩体2尾端其形状和尺寸可与现有AAR***13号车钩的钩尾框相配合连接。因此本专利车钩可与国产13号车钩和相配套的国产缓冲器7配用。iii本专利链子车钩3结构简单，只需用两个U型链环便完成全部功能。既取消了中间封闭链环(与60年代出口牵引装置相比)，也不需设置钩头及连接件等<与上述‘可转换车钩’(ZL02281259.8)相比>，由此避免了这些构件产生的危险接触应力导致结构的破坏，从而大大提高结构可靠性和使用寿命。(链子车钩在受拉伸载荷时，链环除受拉应力影响，还受到与链环直接相接触且面积相对最小的接触应力的影响，接触应力过大而拉应力不大也会导致结构破坏。)vi.本专利链子车钩3结构简单，工艺简化、制造成本下降。v.本专利链子车钩3结构、尺寸和关节钩头1均满足分别挂接UIC***和AAR***车钩时，车钩中心线距铁轨高度各处相同。vi.本双***车钩结构和设计参数和材料的选择，实现牵引总载荷达3000T的要求：如拉杆和U型链环横截面以及材料屈服限的选择。vii.链子车钩两U型链环间是通过销轴或螺纹连接，为柔性车钩，可分别绕X、Y、Z轴旋转，实现车钩连挂和非连挂待工作位的转换需求，由此具备一种有限的‘可压缩性”的特性，进而能承受一定的纵向压缩力而保持稳定。同时用这种U型链环挂接于UIC***车辆螺旋车钩，再加上设置的手柄和螺套，使两车厢‘解钩’和‘联挂’只需转动手柄，十分方便。viii.钩头和钩体间的定位销5位置的选择使关节钩头1工作时承受很小的纵向力和冲击力；在链子车钩3工作时定位销5不受力，保证列车牵引安全可靠。ix.钩头和链子车钩待工作位置分别为面对钩体前端左侧和右侧，以保证车辆正常‘联挂’。
(四)附图说明：
图1本发明活动关节处正剖视图
图2与自动车钩连挂时俯视图
图3与螺旋车钩连挂时俯视图
图4钩体2与国产13号钩尾槽、缓冲器连接正剖视图
图5链子车钩3中链环3.6或3.1俯规图
图6链子车钩3中链环3.6(正视图)与车辆螺旋车钩的连接图
图7图3中A-A剖视图
(五)具体实施方式
见图1、图2，本实施例铁路车辆双***车钩，由关节钩头1、钩体2、链子车钩3、连接销4及外部套的衬套4.1、定位销5等构成。关节钩头的尾端U型1.1***钩体的前端U型2.1内侧，链子车钩3的U型链环3.1，卡入尾端U型1.1内侧；这三个U型用连接销4连接，该处形成活动关节。尾端U型1.1和前端U型2.1分别开有与连接销4配合的连接销孔1.2和2.2。
见图2，在活动关节中，当关节钩头1转动在车辆纵向牵引方向，处于连挂工作位，用定位销5固定，然后沿牵引方向移动与对接车辆自动车钩1′自动对接连接。此时链子车钩3水平转动在车辆横向，处于待工作位，此时链子车钩3处在面对钩体2前端的右侧。关节钩头1与自动车钩1′结构、形状、尺寸完全相同，所具有功能相同。即连接轮廓线1.3符合AAR10A标准，钩舌、钩舌推铁采用GB7709中标准件。
见图3，在活动关节中，当关节钩头1转动在离牵引方向α角，可选α为80°为佳，此时关节钩头1处于待工作位置，面对钩体2前端的左侧。此时链子车钩3水平转动位于牵引方向，处于工作位，与对接车辆螺旋车钩配合连接。此时定位销5位置处于牵引方向线上，与关节钩头1中心线夹角为α＝80°。链子车钩3如下构成：两端设U型链环3.1、3.6。见图5、图6、图7，U型链环的开口端开有孔3.8、3.9分别套在连接螺套3.2或3.5两端端轴3.21、3.22或3.51、3.52上，并连接固定。见图3、图7，两连接螺套3.2和3.5中间装有双头螺纹的拉杆3.3，并用两端螺纹3.31与连接螺套螺孔啮合。螺纹拉杆中心装手柄3.4。当手柄绕拉杆轴旋转时，通过两端啮合的螺纹带动两连接螺套向内或向外纵向移动，从而实现锁紧或松开链子车钩3的功能。U型链环3.1、3.6之间是通过销轴或螺纹连接，为柔性车钩，因此链子车钩3可分别绕X、Y、Z轴分别旋转，以实现车钩可旋转到所要求的连挂工作位和非连挂待工作位。
见图6，U型链环3.6***对接车辆的UIC***标准螺旋车钩的钩头8内的相配合槽8.1内，转动手柄3.4，锁紧链子车钩3，即可实现与UIC***螺旋车钩的连挂和牵引另一***的货车车辆的功能。此时需采用UIC***标准配置的侧缓冲器装置进行车辆的连挂牵引作业。
见图4，钩体2的尾端为带有竖直调节长孔的矩形体2.3，其形状和尺寸与现有AAR***13号车钩的钩尾框6相配套。当矩形体2.3***钩尾框6相配合的槽内用连接销2.4连接固定。
见图3，螺纹拉杆3.3承受纵向牵引力的最小断面为3.7处，该处直径为44.5mm。见图5，图6承受牵引力产生拉应力的U型链环横截面为2 x b x h＝2x 40 x 40mm。材料拉伸屈服强度为1350KN，压缩屈服强度为2000KN。由此结构设计尺寸和材料屈服强度可实现牵引3000T总载荷。
Claims (1)
1.铁路车辆双***车钩，设关节钩头(1)，关节钩头尾端设开有第一连接销孔(1.2)的尾端U型(1.1)；钩体(2)前端设开有第二连接销孔(2.2)的前端U型(2.1)，尾端U型(1.1)***前端U型(2.1)内；链子车钩(3)一端的U型链环(3.1)装在尾端U型(1.1)内侧，关节钩头的尾端U型(1.1)、钩体的前端U型(2.1)和链子车钩一端的U型链环(3.1)这三个U型件用连接销(4)连接，形成关节钩头和链子车钩绕连接销转动的活动关节，其特征是：
A.钩体(2)尾端与AAR***车辆的钩尾框(6)相配合连接；
B.链子车钩(3)一端的U型链环(3.1)装在尾端U型(1.1)内侧，另一端的U型链环(3.6)与UIC***车辆螺旋车钩相配合连接；链子车钩(3)内再设有两连接螺套分别与两U型链环连接，两连接螺套之间设带手柄的螺纹拉杆连接为一体；
C.关节钩头(1)和钩体(2)上设有在关节钩头的工作或待工作位置固定的定位销(5)；关节钩头在工作位置时沿车辆纵向牵引方向线，此时定位销布置位置在距关节钩头中心线反时针方向转α＝80°线上的位置；关节钩头处于待工作位置时，定位销定位在车辆纵向牵引方向线上；
D.关节钩头(1)待工作位置设于面对钩体(2)前端的左侧，链子车钩(3)待工作位置设于面对钩体(2)前端的右侧；
E.钩体尾端(2.3)固定于钩尾框(6)，钩体尾端(2.3)为带有竖直调节长孔的矩形体，其形状和尺寸与现有AAR***13号车钩的钩尾框相配套；且在钩尾框后装有相配套的13号车钩的缓冲器(7)；
F.螺纹拉杆(3.3)承受纵向牵引力的最小断面直径为44.5mm，承受牵引力产生拉应力的U型链环横截面为2x40x40mm；材料拉伸屈服强度为1000KN，压缩屈服强度为2000KN；
G.作为受力构件的关节钩头(1)、钩体(2)采用符合AAR标准的B级铸钢；U型链环、连接螺套、螺纹拉杆采用高强度合金钢35CrMnSiA制造。
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