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Una cabeza de arrastre es el extremo ensanchado y con brida de una barra de tiro, la varilla de acero que acopla los vehículos ferroviarios entre sí. Se asienta en la cara exterior de una locomotora o vagón, sobresaliendo ligeramente más allá del tope, y sirve como punto de anclaje mecánico donde se engancha el eslabón o gancho de acoplamiento. El diseño con brida, típicamente un anillo de acero fundido o forjado de 200 a 300 mm de diámetro, resiste las cargas laterales y verticales transmitidas durante el acoplamiento y el movimiento del tren. La cabeza de arrastre soporta toda la fuerza de tracción del tren; una locomotora de carga puede transmitir de 300 a 400 toneladas de tracción a través de su cabeza de arrastre durante el arranque o al subir una pendiente.

La cabeza de arrastre funciona en conjunto con el eslabón de acoplamiento, un elemento de acero separado en forma de U u ovalado que se engancha alrededor de la cabeza de arrastre de un vehículo y a través de la cabeza de arrastre del siguiente, creando una junta articulada flexible. Esta disposición permite un ligero movimiento angular entre vehículos sin atascos, lo cual es crítico en curvas y sobre ondulaciones. Las bridas de la cabeza de arrastre evitan que el eslabón de acoplamiento se deslice lateralmente de la varilla, una falla que podría descarrilar todo el tren.

Patrones de desgaste y falla

Las cabezas de arrastre son propensas a tres modos principales de falla. Las grietas por fatiga se desarrollan en el material fundido donde la brida se une al vástago de la barra de tiro, iniciadas por millones de cargas de impacto debido a la holgura del acoplador y los tirones al soltar los frenos y al tirar las locomotoras. El desgaste de la cara exterior de la cabeza de arrastre ocurre donde el eslabón de acoplamiento roza contra ella durante la oscilación, adelgazando gradualmente la brida hasta que ya no puede contener el eslabón. El cizallamiento ocurre bajo un impacto excepcional, particularmente al acoplar a alta velocidad o cuando un tren de carga es sacudido repentinamente por una aplicación de freno de aire.

El término 'cabeza de arrastre' distingue el extremo con brida de la propia barra de tiro, que se extiende hacia atrás en el bastidor de la locomotora o el vagón, donde se atornilla o suelda al mecanismo de tracción. En el material rodante de carga moderno en América del Norte, la cabeza de arrastre está integrada en un sistema de tracción de una sola pieza con un acoplador de estante o acoplador tipo E, lo que reduce los eslabones separados y hace que todo el conjunto sea más robusto. En vehículos más antiguos y en muchos ferrocarriles europeos, el eslabón separado sigue siendo el estándar.

La inspección de las cabezas de arrastre es rutinaria en cada locomotora y vagón de carga en el depósito y entre turnos. Las grietas se detectan mediante inspección por partículas magnéticas después de que la cabeza de arrastre ha sido rectificada y desengrasada. Las cabezas de arrastre desgastadas o agrietadas se cortan y se reemplazan perforando el vástago de la barra de tiro y presionando una nueva cabeza de arrastre forjada, un proceso que requiere una alineación precisa para evitar cargas excéntricas durante el servicio.