车钩防跳间隙检测的新方法

于瑞国，迟雪松

（北京铁路局 天津车辆段，天津300012）

在危害行车安全的事故中，车辆分离所占的比例非常大，可能产生的事故后果也非常严重。造成车辆分离的主要原因是车钩防跳间隙不符合规定，导致车钩异常开启。因此，严格落实车钩检修工艺要求，保证车钩防跳系统的检修质量对减少车辆分离事故尤为重要。

根据《铁路货车厂修规程》和《铁路货车段修规程》的相关规定货车做厂修、段修时要对车钩防跳间隙进行检测，其标准为：

（1）厂修 上作用车钩检测3～10mm，下作用车钩检测3～18mm；

（2）段修 上作用车钩检测3～11mm，下作用车钩检测3～22mm；

（3）修车库车钩检测

①车号首位数码是5时，检测标准为下作用车钩检测值。

②车号首位数码是非5时，检测标准为上作用车钩检测。

目前，检测车钩防跳间隙采用撬棍将钩锁铁托起，使用塞规进行检测，只能定性检测间隙是否合格，不能得到准确的间隙值，人为因素影响检测结果并且追溯困难。为提高车钩防跳间隙的检测精度，准确的落实检修工艺要求和检测数据的可追溯性，迫切需要一种新的检测方法来代替人工检测。

该检测仪主要由检测控制部分、信息录入及输出部分、辅助托架部分组成，整体示意图如图1。

1 检测控制部分

采用数显式位移传感器作为检测单元，拉线式测量卡头作为直接测量装置。测量卡头通过钢丝与传感器滑动部位连接，检测时，将测量卡头吸附在车钩锁铁上，通过顶杆向上托起钩锁铁，测量头（钩锁铁）向上产生位移，同时带动传感器滑动部位也产生相同的位移，即检测出间隙值。控制部分采用单片机为控制单元，通过串口和A／D模块采集位移传感器产生的测量值，分析判断测量结果，然后存储在芯片上并提供数据显示输出功能。单板机是车钩防跳间隙检测仪的心脏，由3个单片机CPU构成，分为主控CPU、数据采集CPU和触摸屏控制CPU。数据采集CPU是对检测信号采集运算，触摸屏控制CPU控制屏幕显示和键盘操作。主控CPU是中央控制机，完成数据检测和分析判断、录入信息的处理及打印，以USB口和COM口的输出控制。系统构成如图2。

图1 检测仪示意图

图2 系统构成

2 信息录入及输出部分

采用单片机作为主控单元，应用MCS-51汇编语言编写控制程序，将传感器检测数据进行记录（具有不可修改性）；采用触摸屏显示，并设置软键盘，可输入车钩、装车相关信息，配备微型打印机，可直接输出检测记录，为了便于数据追溯软件具备查询功能，具体内容如下：

（1）录入内容

检修地点、日期修改、检测人、修程、检修编号、作用选项、车号、作用位选项。

（2）查询内容

按检测编号查询、按检修编号查询、按车号查询。

（3）参数显示及打印功能

相关信息和检测数值在触摸屏上显示，并可以根据需要打印，内容如下：

①检测日期（年月日），②检测时间（时分秒），③检测人代码，④修程，⑤检修地点，⑥检修编号或车号，⑦上作用（下作用）检测数值（钩缓间检测），1位检测数值，2位检测数值（修车库检测），⑧检测结论。

该设备同时还有USB数据和COM数据通讯口，以便使用U盘存储数据和与上位机（如HMIS系统）进行数据交换，配备蓄电池和充电系统。

3 辅助托架部分

辅助托架部分是完成测量动作的执行机构，采用压缩空气作为动力，通过控制手柄操纵一个直径20mm气缸作为执行单元，气缸推动支杆托架顶起钩锁铁移动从而产生测量位移。由于工艺规定检测时锁铁腿必须贴后壁顶起，我们设计了9°气缸顶起倾角，并且托架头部采用半径为40mm、张角为60°的弧形结构，保证锁铁腿顶起满足工艺要求。

钩锁铁自重为6.4kg，考虑摩擦力和自重的因素，设计托起力为100～200N，通过调压阀调整压缩空气的压力，确保托起钩锁铁到位后停止向上移动。

4 主要技术参数

5 结束语

车钩防跳检测仪的先进性和特点

（1）操作简便。采用单板机自动跟踪判断处理，完成了车钩防跳间隙所有不同检测项目的检测。全部操作由触摸屏程序化完成。

（2）精度高。采用光栅线位移传感器和拉线式测量卡头，使车钩防跳间隙测量值更加稳定、准确，从而大大提高了测量精度。

（3）工作效率高。采用压力式辅助托起装置，从而取代了传统的撬棍，大大提高了检测工艺和工作效率。

（4）安全。系统全部采用5V和12V直流安全电压。在检测时，由操作者控制压力开关将钩锁铁恒力向上托起；检测完成，控制压力开关使钩锁铁落下。

（5）检测容易。检测数据全部采用单片机控制显示、存取、输入和输出，同时设计了检测标准数据，供检测时对照使用，方便了检测人对检测结果进行判断。

（6）使用灵活。检测仪体积较小，移动方便，设计时考虑了现场检修地点不同的使用问题。可以在钩缓间作业线使用，也可在修车库对单车进行检测，从而使其更具有使用的灵活性，便于产品的推广。

（7）接口齐全。设备有COM及USB接口、外接220V充电电源和风源，完全能够落实13号和13A型车钩防跳间隙所有的检测项目，适应生产进度和车辆未来发展的需求，保证13号和13A型车钩检修质量。

（8）检测方式新颖。本检测仪的创新点是测量方式及测量装置的设计，由于所测工件外形尺寸不规则且磨耗位置各不相同，采用常规的测量方式和装置是无法完成的。

经过两年多的使用，我们认为车钩防跳间隙检测仪实现了人机互控的工作理念，在督促职工认真落实工艺要求，定量、定性分析检测结果，保证车钩检修质量上起到了积极地作用，有利的保证了行车安全。