一种钩舌以及关节式车钩的制作方法

1.本实用新型涉及列车部件技术领域，具体涉及一种钩舌以及关节式车钩。


背景技术：

2.车钩是铁道车辆最基本、最重要的部件之一，安装于车辆的两端，其作用是连接机车车辆、传递列车纵向力。目前应用较为广泛的车钩为关节式车钩。
3.请参考图1、2，图1为一种关节式车钩的示意图；图2为两个图1中所示关节式车钩相互连接的示意图。
4.关节式车钩包括钩体200’和钩舌100’，钩舌100’通过销轴300’和钩体200’连接。钩舌100’可绕销轴300’转动实现车钩的关闭，同时传递牵引和压缩载荷。如图2所示，两个钩舌100’相互钩挂在一起。使用过程中，关节式车钩容易产生疲劳裂纹。


技术实现要素：

5.本技术提供一种钩舌，所述钩舌设置钩槽，所述钩槽的槽壁包括内腕，所述内腕设有第一止裂槽和第二止裂槽，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽沿所述钩舌的长度方向分布，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽分别位于所述内腕中部位置的两侧。
6.在一种具体实施方式中，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽均沿所述内腕的宽度方向延伸。
7.在一种具体实施方式中，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽均为弧形槽，且所述第一止裂槽、所述第二止裂槽的圆心和所述钩舌的车钩连接线之间的距离均处于18mm-20mm之间。
8.在一种具体实施方式中，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽相对于所述内腕沿宽度方向延伸的第一中心线对称设置。
9.在一种具体实施方式中，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽之间的间距处于100mm-120mm之间。
10.在一种具体实施方式中，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽的深度处于10mm-15mm之间。
11.在一种具体实施方式中，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽的深度，自宽度方向的中部向宽度方向的两侧逐渐减小。
12.在一种具体实施方式中，所述钩槽的槽壁包括用于接触配套的所述钩舌以传递牵引载荷的s面，所述s面沿长度方向包括位于中部的s中部面，和位于所述s中部面两侧的第一s侧面、第二s侧面，所述第一s侧面和所述第二s侧面相对所述s中部面倾斜，所述s中部面凸出。
13.在一种具体实施方式中，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽由所述钩舌机加工、铸造或者锻造形成。
14.本技术还提供一种关节式车钩，包括钩体和与所述钩体连接的钩舌，所述钩舌为
上述任一项所述的钩舌。
15.本技术中钩舌的钩舌本体的内腕设置有沿长度方向布置的第一止裂槽和第二止裂槽，且两个止裂槽分别位于钩舌的内腕中部位置的两侧。而钩舌本体内腕的中部为大应力区域，裂纹也容易在内腕的中部萌生后再向长度方向的两侧延伸，本实施例中在中部位置的两侧分别设置有第一止裂槽、第二止裂槽，则当萌生的裂纹向两侧扩展至对应的止裂槽位置时，第一止裂槽、第二止裂槽可以改善局部拉应力作用在裂纹尖端产生的应力集中，使应力集中得到释放，可降低裂纹尖端的塑形变形积累，从而起到延缓裂纹扩展并延长钩舌寿命的作用。
附图说明
16.图1为一种关节式车钩的示意图；
17.图2为两个图1中所示关节式车钩相互连接的示意图；
18.图3为本技术实施例中关节式车钩的钩舌的结构示意图；
19.图4为图3中钩舌的侧面视图；
20.图5为图4中钩舌的受力分析图；
21.图6为图3中钩舌的主视图；
22.图7为图6中c-c向的剖视图。
23.图1-7中附图标记说明如下：
24.100
’‑
钩舌；200
’‑
钩体；300
’‑
销轴；
25.100-钩舌；
26.101-钩舌颈部；1011-第一钩舌牵引台；1012-第二钩舌牵引台；
27.102-钩舌本体；102a-钩槽；102b-销孔；1021-内腕；1021a-第一止裂槽；1021b-第二止裂槽；1022-s面；1022a-s中部面；1022b-第一s侧面；1022c-第二s侧面。
具体实施方式
28.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
29.请参考图3-4，图3为本技术实施例中关节式车钩的钩舌100的结构示意图；图4为图3中钩舌100的侧面视图。
30.该钩舌100包括钩舌颈部101和钩舌本体1012，钩舌颈部101可以插入到钩体(图中未示出)的内部，钩舌颈部101长度方向的两侧设置有第一钩舌牵引台1011和第二钩舌牵引台1012钩体设置有和第一钩舌牵引台1011配合的第一钩体牵引台、和第二钩舌牵引台1012配合的第二钩体牵引台。钩舌100的钩舌本体1012设置有销孔102b，钩舌100可以通过插入销孔102b的销轴相对钩体转动，上述的长度方向即平行于销孔102b的轴线方向，在实际钩挂时，往往长度方向也是竖直方向。
31.此外，钩舌100的钩槽102a的槽壁可分为如图4所示的内腕1021和s面1022，s面即对应槽壁的截面为s形，由图4中虚线圈出示意，内腕1021更靠近钩舌颈部101。钩舌100和配套的另一个钩舌100钩挂时，另一个钩舌100可以钩入钩槽102a内，钩舌100的s面1022和另一个钩舌100的s面1022至少部分接触配合，以达到牵引载荷传递的目的，牵引载荷传递的
路径为：钩舌100的s面1022
→
第一钩舌牵引台1011和第二钩舌牵引台1012
→
第一钩体牵引台和第二钩体牵引台
→
钩体的本体。
32.需要强调的是，本实施例中的钩舌本体102的内腕1021设置有止裂槽，包括图3所示的第一止裂槽1021a和第二止裂槽1021b，两个止裂槽沿钩舌本体1012的内腕1021的长度方向分布。
33.可继续参考图5理解，图5为图4中钩舌100的受力分析图。
34.如图5所示，当钩舌100承受牵引载荷时，s面1022部位和钩舌牵引台部位承受大小相等且方向相反的作用力与反作用力，且作用力和反作用力不在同一条直线上，从而使使钩舌100的内腕1021部位会承受图5所示的弯矩m，由此可见，钩舌100的内腕1021部位实际上是大应力区，会长期承受弯矩作用，故而易产生背景技术中所述的疲劳裂纹，是钩舌100疲劳断裂的高发区域。
35.而本实施例中的钩舌本体102的内腕1021设置有沿长度方向布置的第一止裂槽1021a和第二止裂槽1021b，且两个止裂槽分别位于钩舌100的内腕102中部位置的两侧，具体是相对宽度方向延伸的第一中心线x对称设置。由上述连接关系描述可知，牵引载荷传递路径是由s面1022向钩舌颈部101两侧的钩舌牵引台传递，钩舌颈部101位于钩舌本体102长度方向上的中部，故钩舌本体102内腕1021的中部为大应力区域，裂纹也容易在内腕1021的中部萌生后再向长度方向的两侧延伸，本实施例中在中部位置的两侧分别设置有第一止裂槽1021a、第二止裂槽1021b，则当萌生的裂纹向两侧扩展至对应的止裂槽位置时，第一止裂槽1021a、第二止裂槽1021b可以改善局部拉应力作用在裂纹尖端产生的应力集中，使应力集中得到释放，可降低裂纹尖端的塑形变形积累，从而起到延缓裂纹扩展并延长钩舌100寿命的作用。
36.请继续参考图6，图6为图3中钩舌100的主视图。
37.该实施例中的第一止裂槽1021a、第二止裂槽1021b位于钩舌100宽度方向第一中心线x的两侧，中心线x垂直于长度方向，如前所述，由于钩舌100的内腕1021中部为大应力区，如果第一止裂槽1021a、第二止裂槽1021b开设在大应力区可能会恶化钩舌100的内腕1021的应力状态，因此第一止裂槽1021a、第二止裂槽1021b的间距不能过小，且止裂槽的位置需要避开内腕1021中部的大应力区，大应力区也是裂纹萌生(即刚开始产生裂纹)区域，第一止裂槽1021a、第二止裂槽1021b的间距范围应大于钩舌100的内腕1021的裂纹萌生区域，以将绝大多数内腕1021萌生的裂纹控制在两个止裂槽之间的范围之内，从而有效发挥止裂作用。
38.结合大量的工程实践数据、疲劳实验数据以及应力理论计算数据，本实施例将第一止裂槽1021a、第二止裂槽1021b间距a设置在100mm-120mm区间范围内，裂纹萌生的区域一般在该范围区域内，当然，针对不同规格尺寸的钩舌100，经分析后，上述的区间范围也可以根据实际情况作出调整，只要是大应力区在长度方向上处于第一止裂槽1021a、第二止裂槽1021b之间即可。
39.请继续参考图7，图7为图6中c-c向的剖视图。
40.在钩槽102a的槽壁表面上，可以定义s面1022向内腕1021延伸的方向为第一方向，本实施例中的第一止裂槽1021a、第二止裂槽1021b均沿第一方向延伸，第一方向也即止裂槽的宽度方向，图3中，第一止裂槽1021a、第二止裂槽1021b在宽度方向的尺寸显然大于长
度方向的尺寸，长度方向的尺寸只要满足可以释放裂纹尖端的应力即可，宽度方向的尺寸需要考虑到能够阻止内腕1021中部区域在宽度方向路径上的各裂纹的扩展。
41.如图3所示，定义内腕1021长度方向延伸的第二中心线，第一止裂槽1021a、第二止裂槽1021b沿宽度方向应向第二中心线的两侧分别延伸，以阻止裂纹的扩展。再看图7，止裂槽1021a为弧形槽，弧形槽的圆心o2和车钩连接线l的距离为h，车钩连接线l位于距离销孔102b圆心o1一定距离d的位置(例如目前工程实践上是11mm)，上述的距离h可以设置为18mm-20mm，这样可以确定止裂槽1021a在宽度方向的延伸区间满足阻止裂纹扩展的需求，当然该区间范围也可以根据实际情况作出调整。
42.此外，综合考虑钩舌100内腕1021裂纹在深度方向的扩展规律，并保证第一止裂槽1021a、第二止裂槽1021b深度应大于裂纹深度从而可以有效阻挡裂纹扩展，结合大量的工程实践数据、疲劳实验数据以及应力理论计算数据，可以将第一止裂槽1021a、第二止裂槽1021b深度b设置为10mm-15mm，同样，该区间范围也可以根据实际情况作出调整。
43.此外，请继续参考图7，该实施例中第一止裂槽1021a、第二止裂槽1021b基于内腕1021的表面形状，设置为弧形槽，弧形槽的深度从图7来看，沿宽度方向是由中部向两侧逐渐减小，即止裂槽1021a中部的深度最深，止裂槽1021a的中部对应于内腕1021的中部，这样也和产生裂纹的深度规律相对应，内腕1021中部区域的裂纹深度最深，想要更好地阻止裂纹的扩展，则第一止裂槽1021a、第二止裂槽1021b的深度需要大于的裂纹的深度，而裂纹向宽度方向的两侧扩展时，裂纹深度会减小，则第一止裂槽1021a、第二止裂槽1021b的深度也可以相应地减小，这样既满足阻止裂纹扩展的目的，又无需在内腕1021上设置过多较深的槽结构，保证内腕1021位置的强度。
44.请再查看图3和图6，该实施例中钩舌本体1012的s面1022沿长度方向并非平直面，s面1022沿长度方向的两侧相对中部倾斜，中部相对凸出，则s面1022沿长度方向可以分为位于两侧的第一s侧面1022b、第二s侧面1022c、s中部面1022a，这样，两个钩舌100的s面1022在钩挂接触时，主要是s中部面1022a接触进行牵引载荷的传递，则内腕1021裂纹萌生的区域也会更加集中在内腕1021的中部，从而利于将萌生的裂纹都集中到第一止裂槽1021a、第二止裂槽1021b之间，达到阻止绝大多数甚至全部萌生裂纹继续扩展的目的。
45.可知，图3中仅设置两个止裂槽，分别是第一止裂槽1021a、第二止裂槽1021b，在不恶化钩舌100内部应力状态的前提下减小裂纹的扩展，可知，在允许的情况下，也不限于仅设置两个止裂槽，也可以设置其他位置的止裂槽，或者是，止裂槽1021a也不限于为沿宽度方向延伸的弧形槽，也可以是其他形状的槽结构。
46.此外，上述的第一止裂槽1021a和第二止裂槽1021b可以由钩舌100机加工、铸造或者锻造形成。
47.本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种钩舌，其特征在于，所述钩舌设置钩槽，所述钩槽的槽壁包括内腕，所述内腕设有第一止裂槽和第二止裂槽，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽沿所述钩舌的长度方向分布，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽分别位于所述内腕中部位置的两侧。2.根据权利要求1所述的钩舌，其特征在于，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽均沿所述内腕的宽度方向延伸。3.根据权利要求2所述的钩舌，其特征在于，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽均为弧形槽，且所述第一止裂槽、所述第二止裂槽的圆心和所述钩舌的车钩连接线之间的距离均处于18mm-20mm之间。4.根据权利要求1所述的钩舌，其特征在于，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽相对于所述内腕沿宽度方向延伸的第一中心线对称设置。5.根据权利要求4所述的钩舌，其特征在于，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽之间的间距处于100mm-120mm之间。6.根据权利要求1所述的钩舌，其特征在于，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽的深度处于10mm-15mm之间。7.根据权利要求1-6任一项所述的钩舌，其特征在于，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽的深度，自宽度方向的中部向宽度方向的两侧逐渐减小。8.根据权利要求1-6任一项所述的钩舌，其特征在于，所述钩槽的槽壁包括用于接触配套的所述钩舌以传递牵引载荷的s面，所述s面沿长度方向包括位于中部的s中部面，和位于所述s中部面两侧的第一s侧面、第二s侧面，所述第一s侧面和所述第二s侧面相对所述s中部面倾斜，所述s中部面凸出。9.根据权利要求1-6任一项所述的钩舌，其特征在于，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽由所述钩舌机加工、铸造或者锻造形成。10.一种关节式车钩，其特征在于，包括钩体和与所述钩体连接的钩舌，所述钩舌为权利要求1-9任一项所述的钩舌。

技术总结
本申请提供一种钩舌以及关节式车钩，所述钩舌设置钩槽，所述钩槽的槽壁包括内腕，所述内腕设有第一止裂槽和第二止裂槽，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽沿所述钩舌的长度方向分布，所述第一止裂槽和所述第二止裂槽分别位于所述内腕中部位置的两侧。钩舌本体内腕的中部为大应力区域，裂纹也容易在内腕的中部萌生后再向长度方向的两侧延伸，在中部位置的两侧分别设置有第一止裂槽、第二止裂槽，则当萌生的裂纹向两侧扩展至对应的止裂槽位置时，第一止裂槽、第二止裂槽可以改善局部拉应力作用在裂纹尖端产生的应力集中，使应力集中得到释放，可降低裂纹尖端的塑形变形积累，从而起到延缓裂纹扩展并延长钩舌寿命的作用。延缓裂纹扩展并延长钩舌寿命的作用。延缓裂纹扩展并延长钩舌寿命的作用。


技术研发人员：王岩 崔英俊 王长春 于海龙 魏明宇
受保护的技术使用者：中车齐齐哈尔车辆有限公司
技术研发日：2022.09.28
技术公布日：2022/12/20