机车设计
NO.012021
46
车时代
AUTO TIME
吴勇姚红祥
摘
要：文章介绍在铁路货车检修过程中，分解拆除钩缓装置的车辆，在拆车线上移动、转工序易发生前后车辆互相碰
撞导致端墙及其附属件严重碰伤问题，主要原因是车辆端墙及其附属配件失去车钩防撞后，因移动而导致前后车辆端墙及附属件直接互相撞击而损坏。为此通过模拟受力分析、计算，设计制作车辆移动、转序防撞工装加装在车辆卸钩后的冲击座上，成功解决了车辆在移动、转序过程中端墙或端梁及其附属件严重碰伤问题，有效降低了车辆检修成本。
关键词：转运；碰伤；防撞工装；设计；检修成本
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铁路货车检修方式及工艺流程简介
为保持或恢复铁路货车运载技术性能，确保铁路货车运输安全，铁路货车维护检修分为临修、段修及厂修，其中段修和厂修是铁路货车定期检修的主要方式，其检修主要工艺过程是：车辆入厂鉴定、车辆清洗、制动装置分解、钩缓装置分解、车体与转向架分离、车体除锈、车辆检修等。由此可知铁路货车段修、厂修都须分解车辆上的车钩缓冲装置，钩缓装置分解后，车辆在移动、转工序时，前后车辆端墙或端梁及其附属件因失去车钩防护，而直接互相碰撞损坏，增加了不必要的检修修复作业或配件更换成本。2
解决方案
为解决车辆在段修、厂修卸去车钩缓冲装置后，因移动、
转序造成前后车辆相互碰撞，损坏端墙、端梁及其附属件问题。通过分析60吨和70吨级型车装用的冲击座结构特点，分别设计制作了60吨型车、70吨型车的防撞工装（具体结构见图1）。车辆入线检修钩缓装置拆卸后，在每个车辆移动方向的前端冲击座上，根据车辆冲击座型号加装防撞工装。加装防撞工装的方式（以60吨防撞工装说明）是：先把防撞工装的挡板通过冲击座中间孔进入到车辆端梁背面并靠在端梁背面上，然后让撞工装左右传力板落在冲击座两侧的筋板上即可。其作用原理是：当车辆移动时，后车前端冲击座上加装的防撞工装冲击板与前车后端冲击座端面撞击，把冲击力通过防撞工装传递到后车冲击座上，避免前后车端梁或端墙及其附属件直接互相撞击而变形损坏。
3
冲击力计算与材料选取
检修车辆在拆车线上移动主要使用卷扬作为动力牵引装置牵引车辆移动，为便于计算前后车辆撞击时冲击力，假设条件如下：
（1）拆卸完工的前车在轨道上静止不动，等待转运至下工序；（2）拆卸完的后车以卷扬牵引速度移动到前车位置，并与前车产生撞击；（3）两车撞击后，后车停止，动能无损耗全部转移至前车，且时间很短，可按瞬间冲击力计算公式Ft=Mv计算；F为平均作用力，t为时间，M为物体质量，v为速度；（4）以70吨敞车为例，M=22.4吨，牵引速度=0.4米/秒，冲击时间t=0.5秒；根据上述假设，则F=Mv/t=22.4*0.4/0.5=17.92吨，即卸去车钩缓冲装置的车辆在检修线上移动，相互撞击力约为18吨。（5）根据上述计算，防撞工装在车辆撞击时，承受冲击力最大为18吨，按此力在UG三维设计软件上模拟计算，其最大位移为0.2mm ，最大应力366.41MPa ，因此根据最大应力366.41MPa ，选取防撞工装主受力件材料采用Q450板材制造。
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结语
（1）检修车辆拆卸车钩后加装该防撞工装，有效解决了车辆在移动、转工序过程中端墙或端梁及其附
属件碰伤问题。根据公司实际统计，每年投入200件防撞工装（60吨型车、70吨型车的防撞工装各100件），可为每辆检修车减少不必要的检修成本约100元。我公司作为厂、段修年产量破万辆车的检修大厂，每年可节约检修成本约100万元。
（2）该防撞工装结构简单，重量轻（单重<20kg ），安装方便快捷，采用Q450钢材制造，制造成本约248/件，最大可承受18吨冲击力，可重复使用一年以上，即每年投入约5万元的防撞工装制造费，可节约100万元的车辆检修成本。
（3）2018年，该防撞工装已获授权发明专利，专利号：ZL 201611204951.6。
作者简介：吴勇，本科，高级工程师，研究方向为铁路货车制
造工艺。
图1
两种防撞工装结构图
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