17 型车钩支撑座卡滞故障的分析与探索

引言：我国目前铁路货运正在朝着重载化、高速化方向发展，而 17 型车钩作为核心的连接装置，对铁路运输效率及安全有着重要的影响。该型号支撑座在运行中容易发生卡滞故障，会造成车钩三态作用失效、钩高差超限等问题，给重载列车的稳定运行带来了较大的安全隐患。常规检修主要以定期修为主，面临过度维修和漏检并存的矛盾。为此，需要系统剖析支撑座卡滞的机理，探索全生命周期管理方案，对于提升车钩系统可靠性有着重要的意义。

1 17 型车钩支撑座的结构与功能

1.1 结构组成

17 型车钩支撑座是车钩系统中的关键承载部件，其中支撑座本体由高强度合金铸钢整体铸造，采用优化线形设计减少应力集中，顶部设置与车钩构体连接的螺栓安装座，底部布置与车体底架固定的定位销孔，形成三维空间刚性约束。弹性支撑装置由橡胶金属复合弹簧组成，其多层硫化结构可实现垂直方向 15-20mm 弹性压缩量，配合铍青铜磨耗板形成低摩擦系数滑动副，衰减纵向冲击能量。配合间隙设计遵循精密制造理念，支撑座与车钩钩尾框垂直方向预留 3-5mm 动态间隙，水平方向设置 8-12mm 摆动空间，保证车钩自由摆动需求，同时利用止挡铁限制最大偏移量。

1.2 功能定位

在列车运行过程中，17 型车钩支撑座是纵向荷载的核心传递路径，利用高强度螺栓和车钩构体形成刚性连接，对牵引、制动时产生的最大 1800kN 纵向力，经橡胶弹簧缓冲后均匀传递至车体底架，避免钩体局部应力集中造成断裂。支撑座内置橡胶金属复合弹簧具有非线性弹性特征，其动态刚度随荷载增大自动调节，衰减列车启停时的冲击振动，隔离轨道不平顺引发的高频振动，降低车钩纵向加速度波动幅度[1]。此外，垂直方向弹性支撑装置可控制钩高差，水平方向止挡铁能限制车钩最大侧向偏移，保证列车通过曲线时车钩摆动角度不超过 ⋅±3^∘ ，维持钩缓装置的三态作用稳定性。

2 17 型车钩支撑座卡滞故障的分析探索

2.1 故障现象分类

按照运动方向可将卡滞故障分为垂直卡滞、水平卡滞、复合卡滞三类。其中垂直卡滞表现为支撑座与车钩钩尾框在垂直方向发生刚性接触，导致钩高差超出标准值±10mm 范围，严重时成车体倾斜。水平卡滞是支撑座侧向与车体底架摩擦，造成车钩摆动受阻，通过曲线时产生异常噪声。复合卡滞是前两者同时存在，车钩三态作用完全失效。根据故障对行车安全的影响程度可划分不同等级，一级故障钩高差超限 15mm以上或车钩摆动完全锁死，需立即处理。二级故障钩高差 10-15mm 或间歇性卡滞，限速运行到站修作业场。三级故障钩高差未超过 10mm 或轻微摩擦，纳入段修计划整改。

2.2 故障主要成因

此类故障成因包含多个方面，制造工艺方面，铸造过程中冷却速率不当，在支撑座本体圆角过渡区形成微观缩松，降低材料疲劳强度。橡胶弹簧硫化工艺偏差会造成弹性模量波动超过 ±20% ，影响缓冲性能稳定性。装配质量方面，螺栓紧固扭矩超差，预紧力低于 320M⋅m 连接松动引发异响，高于 380N⋅m 可造成铸钢件微裂纹。磨耗板安装倾角超过 0.5^∘ ，加速偏磨。运行环境方面，小半径曲线路段车钩侧向力激增，止挡铁过早磨损。极端气温下橡胶弹簧硬度变化，弹性衰减明显[2]。维护管理方面，探伤周期长，磁粉检测对内部裂纹检出率较低，润滑作业未按标准涂覆二硫化钼润滑脂。

2.3 故障诊断检测

故障检测中采取静态、动态相结合的检测技术。在静态检测中，采用钩高尺和激光轮廓仪精确测量支撑座和钩尾框的垂直间隙，如果实测值小于设计值 3mm ，即有垂直卡滞风险。使用磁力表座固定千分表，测量车钩摆动至极限位置的侧向间隙，如果超过 12mm±1mm 的标准范围，说明水平约束失效。在动态检测中，在车体底架和支撑座间加装三向加速传感器，实时采集纵向冲击、横向振动、垂直振动数据。如果振动频率出现 100Hz 以上异常谐波，说明弹性支撑装置性能劣化。使用红外热成像仪检测支撑座接触面温度，如果运行后温升超过环境温度 25^∘C ，说明有干摩擦或过载现象。

2.4 故障预防改进

优化支撑座设计，将其本体圆角半径从 R8mm 增大到 R12mm ，降低应力集中。弹性支撑装置改用渐变刚度橡胶弹簧，利用分层硫化工艺实现刚度梯度过渡，提升缓冲性能稳定性。制造工艺引入真空铸造技术，使铸件含气量低于 0.05% ，配合激光熔覆修复工艺处理表面缺陷。利用红外在线监测橡胶弹簧硫化过程，保证硬度公差符合标准。建立钩高差动态数据库，当累计变形量超过 2mm 启动预防性更换[3]。推广超声波相控阵探伤技术，提升支撑座内部缺陷检出率。在曲线半径低于 600m 区段加装车钩摆动限位装置，降低侧向冲击力。制定润滑周期智能提醒系统，保证每 5 万公里涂覆纳米石墨润滑脂，将摩擦系数稳定在 0.12-0.15 范围内。

3 结论

17 型车钩支撑座卡滞故障与设计、制造、运用、维护等多方面因素均有关联。针对此类故障，可采取结构优化及工艺升级，提升抗卡滞性能。如增大圆角半径、采用渐变刚性弹簧等设计改进，配合真空铸造、激光熔覆等制造技术，从源头降低故障风险。建立动态监测与智能检修制度，结合超声波探伤、红外热成像等检测手段实现早期预警和精准处置。配合强化运用环境适应性管理及润滑维护规范，延长支撑座使用寿命。

参考文献：

[1]郑和平,刘海东.关于货运机车与货运车辆连挂互钩差超限的原因分析与建议[J].铁道车辆,2023,61(5):162-166.

[2] 王 莹, 刘 建国 .C_(70) 型 敞 车车 钩 超限 工 艺 分析 [J]. 金 属 加工 （ 冷 加工）,2024,13(2):85-87.

[3]刘瑞雪,郑和平. 关于 17 型车钩支撑座卡滞故障的分析研究[J]. 铁道车辆,2024,62(1):200-203.

作者简介：姓名：左盼盼 性别：女 出生日期：1989.09.28 学历：大专 籍贯：吉林省长春市 民族：汉 职称：技师 研究方向：铁路机车车辆