CN105109513A - 一种用于提高钩舌疲劳强度的方法及车钩钩舌 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于提高钩舌疲劳强度的方法，该用于提高钩舌疲劳强度的方法是在现有16号车钩钩舌或17号车钩钩舌的基础上，通过将钩舌上、下牵引突台根部过渡圆弧半径R均增加到10～12mm，从而提高钩舌疲劳强度。本发明提供的车钩钩舌是将现有16号车钩钩舌或17号车钩钩舌的上、下牵引突台根部过渡圆弧半径R均增加到10～12mm得到的钩舌。本发明可以显著提高钩舌下牵引凸台根部及附近部位的疲劳强度，明显地改善钩舌在实际运行中上、下牵引凸台根部及附近的疲劳强度的匹配性，从而有效地提高钩舌牵引突台部位的疲劳寿命。
Description
技术领域
本发明属于运输设备技术领域，涉及一种用于提高钩舌疲劳强度的方法及车钩钩舌。
背景技术
车钩作为机车车辆最重要的连接部件之一，直接关系到列车运行是否安全和可靠，但也是车辆结构中最容易发生疲劳破坏的构件之一。尤其是重载货车车钩的钩舌，在短期内即出现大量钩舌裂纹甚至断开问题，严重危及行车安全。但是，由于受车钩的结构空间限制以及车钩自身的互换性等要求限制，国内外很少有新的提高车钩疲劳强度的技术手段和方法。因此，如何在既有车钩上进一步提高其疲劳强度，成为一个重要的关键技术问题。
根据车辆实际运行中发生的疲劳破坏情况和相关试验研究结果得知，钩舌牵引凸台根部及附近是除了S面之外的另一个疲劳裂纹多发部位。而且，与上牵引凸台相比，下牵引突台根部及附近往往更容易产生疲劳裂纹。这说明现行钩舌存在着明显的上、下牵引凸台及附近疲劳强度不匹配的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于提高钩舌疲劳强度的方法及车钩钩舌，解决了现有技术中钩舌存在着明显的上、下牵引凸台及附近疲劳强度不匹配而带来的钩舌牵引凸台根部及附近易产生疲劳裂纹的问题。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种用于提高钩舌疲劳强度的方法，该用于提高钩舌疲劳强度的方法是在现有16号车钩钩舌或17号车钩钩舌的基础上，通过将钩舌上、下牵引突台根部过渡圆弧半径R均增加到10～12mm，从而提高钩舌疲劳强度。
本发明的特点还在于，上述方法通过改变钩舌上、下牵引突台根部过渡圆弧的圆角尺寸，来提高钩舌下牵引突台根部区域疲劳强度，从而匹配上牵引突台及附近疲劳强度。
本发明的特点还在于，上述方法仅改变现有16号车钩钩舌或17号车钩钩舌的上、下牵引突台根部过渡圆弧半径R为10～12mm，而其他结构不做改变。
本发明采用的另一技术方案是，一种车钩钩舌，该车钩钩舌是将现有16号车钩钩舌或17号车钩钩舌的上、下牵引突台根部过渡圆弧半径R均增加到10～12mm得到的钩舌。
本发明的有益效果如下：
本发明可以显著提高钩舌下牵引凸台根部及附近部位的疲劳强度，明显地改善钩舌在实际运行中上、下牵引凸台根部及附近的疲劳强度的匹配性，从而有效地提高钩舌牵引突台部位的疲劳寿命。
附图说明
图1为现有钩舌结构示意图；
图2为本发明钩舌结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
本发明实施例提供的一种用于提高钩舌疲劳强度的方法，该用于提高钩舌疲劳强度的方法是在现有16号车钩钩舌或17号车钩钩舌的基础上，通过将钩舌上、下牵引突台根部过渡圆弧半径R均增加到10～12mm，从而提高钩舌疲劳强度。
本发明实施例用于提高钩舌疲劳强度的方法通过改变钩舌上、下牵引突台根部过渡圆弧的圆角尺寸，来提高钩舌下牵引突台根部区域疲劳强度，从而匹配上牵引突台及附近疲劳强度。
本发明实施例用于提高钩舌疲劳强度的方法仅改变现有16号车钩钩舌或17号车钩钩舌的上、下牵引突台根部过渡圆弧半径R为10～12mm，而其他结构不做改变。
本发明实施例提供的一种车钩钩舌，该车钩钩舌是将现有16号车钩钩舌或17号车钩钩舌的上、下牵引突台根部过渡圆弧半径R均增加到10～12mm得到的钩舌。
本发明能够在保证互换性的前提下，通过简单地增加上、下牵引突台根部过渡圆弧半径的方法，将钩舌上、下牵引突台根部过渡圆弧半径均增加大R10～12mm，显著地提高了下牵引突台根部及其附近疲劳强度，而对于疲劳强度相对较大的上牵引突台，其根部的疲劳寿命几乎没有增加，这样就可以在不增加铸造工艺技术难度和生产成本的条件下，使得钩舌上、下牵引突台根部及附近的疲劳强度和寿命明显地同步协调，大大提高钩舌牵引突台的使用寿命，从而可有效地减少钩舌更换次数，具有巨大的直接和间接经济效益。而且本发明只是增加过渡圆角半径而保留其他部位不变，还使铸造砂型的制作更为容易，钩舌可完全按照现有钩舌的铸造工艺方面及技术要求条件进行铸造成型，有利于提高产品质量和成品率。
本发明实施例的车钩钩舌按照上述结构设计，是为了防止钩舌的疲劳断裂。众所周知，对于钩舌，一般破损的规律、成因与疲劳断裂有着本质的不同，因而防止一般破损的措施往往对防止疲劳断裂无效，甚至出现相反的效果，本发明并非是简单地利用增大过渡圆弧半径降低应力集中的原理，来防止钩舌的破损，而是根据现有16、17号车钩钩舌牵引突台部分的纵剖面具有明显的不对称的特点，研究提出了通过增加过渡圆角半径来调整上、下牵引突台根部附近刚度协调性、并同时调整上、下牵引突台根部及附近的疲劳应力幅大小的相对比例，最终解决了上、下牵引突台根部及其附近疲劳强度不匹配的问题。本发明的车钩钩舌虽然也使上牵引突台的过渡圆角半径增大了，但其根部附近的应力集中并没有降低。
图1为现有钩舌的结构示意图。其中，图1的(a)为现有钩舌的三维示意图，图1的(b)为现有钩舌的垂直纵剖面。图2为本发明钩舌的垂直纵剖面示意图，通过对图2和图1比较，可以看出，本发明的钩舌，只是钩舌上、下牵引突台根部过渡圆弧半径增加了，而保留钩舌其他部位不变。
根据有限元对现有钩舌和本发明钩舌的仿真结果，进行应力幅及寿命变化的计算。两种钩舌的疲劳应力幅及其寿命变化计算结果如表1所示。
表1两种钩舌的疲劳应力幅及其寿命变化计算结果
表1的结果表明，本发明方法可以使钩舌下牵引突台根部及附近的疲劳寿命比原来提高到42.5％，而使钩舌上牵引突台根部及附近的疲劳寿命比原来变化较小，从而使得钩舌上、下牵引突台根部及附近的疲劳强度和寿命明显地同步协调，大大提高钩舌牵引突台的使用寿命。
下面通过表2给出几种本发明实施例提高钩舌疲劳强度的方法以及本发明车钩钩舌上、下牵引突台根部过渡圆弧半径的参数值。通过表2中的数据，利用上述本实施例中提高钩舌疲劳强度的方法，即可使钩舌上、下牵引突台根部及附近的疲劳强度和寿命明显地同步协调，提高钩舌牵引突台的使用寿命。
表2本发明方法以及本发明车钩钩舌上、下牵引突台根部过渡圆弧半径的参数值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于提高钩舌疲劳强度的方法，其特征在于，在现有16号车钩钩舌或17号车钩钩舌的基础上，通过将钩舌上、下牵引突台根部过渡圆弧半径R均增加到10～12mm，从而提高钩舌疲劳强度。
2.根据权利要求1所述的一种用于提高钩舌疲劳强度的方法，其特征在于，所述方法通过改变钩舌上、下牵引突台根部过渡圆弧的圆角尺寸，来提高钩舌下牵引突台根部区域疲劳强度，从而匹配上牵引突台及附近疲劳强度。
3.根据权利要求1所述的一种用于提高钩舌疲劳强度的方法，其特征在于，所述方法仅改变现有16号车钩钩舌或17号车钩钩舌的上、下牵引突台根部过渡圆弧半径R为10～12mm，而其他结构不做改变。
4.一种车钩钩舌，其特征在于，所述车钩钩舌是将现有16号车钩钩舌或17号车钩钩舌的上、下牵引突台根部过渡圆弧半径R均增加到10～12mm得到的钩舌。
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