BR112021005144A2 - método de alinhamento radial de conjuntos de rodas de veículos ferroviários - Google Patents

Abstract

MÉTODO DE ALINHAMENTO RADIAL DE CONJUNTOS DE RODAS DE VEÍCULOS FERROVIÁRIOS. A presente invenção refere-se a um método de alinhamento radial de rodas dentadas de veículos ferroviários com relação a um sistema de coordenadas de uma ferramenta de diagnóstico de conjuntos de rodas e/ou máquina ferramenta de conjuntos de rodas, em que o método pode ser implementado rapidamente com precisão suficiente e compreende as etapas a seguir: (a) posicionamento do conjunto de rodas em posição de trabalho da ferramenta; (b) definição de um sistema de coordenadas do lado da ferramenta em um ponto central estimado de cada roda, em que o eixo X adota extensão vertical, o eixo Y adota extensão horizontal e o eixo Z descreve a extensão da profundidade resultante da roda; (c) medição da distância entre as partes traseiras de cada roda e definição da posição Z = 0 sobre a parte traseira de cada roda; (d) definição de uma posição Z exclusiva para cada ponto de medição; (e) posicionamento de cada sensor de medição na posição Z especificada; (f) medição da posição X de cada ponto de medição; e (g) alinhamento do conjunto de rodas por meio de deslocamento vertical de uma das rodas, a fim de coincidir as posições X dos pontos de medição de duas rodas.

Description

MÉTODO DE ALINHAMENTO RADIAL DE CONJUNTOS DE RODAS DE VEÍCULOS FERROVIÁRIOS

[001] A presente invenção refere-se a um método de alinhamento radial de conjuntos de rodas de veículos ferroviários com relação a um sistema de coordenadas de uma ferramenta de diagnóstico de conjuntos de rodas e/ou máquina ferramenta de conjuntos de rodas.

[002] Esses métodos são necessários no estado da técnica para analisar ou editar os conjuntos de rodas de veículos ferroviários.

[003] As rodas de veículos ferroviários são sujeitas a monitoramento, edição e pós-processamento constantes. São incluídos processos como virar ou girar, bem como análise, por exemplo, por razões relativas à segurança.

[004] As rodas de veículos ferroviários compreendem áreas de superfície de rodagem e flanges das rodas. Elas são sujeitas a tensões massivas. Os movimentos de rolamento sobre os trilhos resultam em circulação do material e deformações, que necessitam ser monitorados regularmente e, se necessário, novamente trabalhados.

[005] Para este propósito, é conhecido o posicionamento dos conjuntos de rodas sobre máquinas ferramentas, nos quais cada roda é sustentada, centralizada e, se possível, dirigida.

[006] Máquinas ferramentas, nas quais as rodas são posicionadas acima da máquina ferramenta, são conhecidas no estado da técnica. Elas são as chamadas máquinas ferramentas abaixo do piso. As rodas podem estar situadas sobre o vagão ou trem na condição instalada e, por exemplo, conectadas por meio de um eixo na versão estendida ou individualmente suspensas no caso de truques de tipo específico. Neste último caso, as rodas são alinhadas ao longo de um eixo virtual.

[007] Como a intenção das análises, bem como das adaptações, é identificar diferenças do contorno da roda com relação aos alvos e, se necessário, retificá-las por meio de adaptações, é essencial que as rodas possuam posição inicial exata com relação à máquina ferramenta. Isso significa que os sistemas de coordenadas da máquina ferramenta, por um lado, e do conjunto de rodas, por outro, necessitam ser sincronizados entre si.

[008] O sistema de coordenadas de uma máquina ferramenta é um sistema de coordenadas tridimensionais, em que uma direção é fixada pela direção longitudinal dos trilhos. Segunda coordenada situada no mesmo plano repousa sobre uma linha de conexão sobre o par de trilhos. Por outro lado, o terceiro eixo é vertical com relação a esse plano.

[009] O sistema de coordenadas de um conjunto de rodas também é tridimensional, em que um plano é definido por um sistema de coordenadas bidimensional, que repousa sobre o lado traseiro de uma roda e possui origem no centro da roda. A terceira coordenada é perpendicular com relação a ele e estende-se ao longo do eixo ou do eixo virtual.

[010] Caso seja posicionado um conjunto de rodas sobre os trilhos de uma máquina ferramenta de análise ou processamento, existirá diferença entre os dois sistemas de coordenadas como resultado da alteração do contorno da roda pela operação.

[011] O objetivo é que a direção das coordenadas, que descreve a extensão de profundidade da roda e, portanto, é perpendicular ao plano que é paralelo à parte traseira da roda, seja paralela ao plano da máquina ferramenta de processamento da roda, que é previamente determinado pela direção longitudinal e pela direção transversal do sistema ferroviário. Além disso, o plano, que é paralelo à parte traseira de cada roda, deverá ser perpendicular ao plano do sistema ferroviário e acredita-se que ele se estenda paralelamente à direção longitudinal do trilho.

[012] Como as rodas também podem desgastar-se de forma relativamente diferente entre si devido à operação, que certamente deverá ser imediatamente identificada para fins de processamento, os desvios do sistema de coordenadas de uma roda podem ser identificados após a orientação do outro sistema de coordenadas da roda com relação ao sistema da máquina e os valores analíticos ou de processamento podem ser determinados a partir deles.

[013] No estado da técnica, implementou-se determinação do diâmetro da roda para fins de orientação de conjuntos de rodas com relação às máquinas correspondentes. Com base no diâmetro da roda, resulta um plano que repousa no vértice superior das rodas e é paralelo ao plano do sistema ferroviário. Ele resulta, portanto, da medição do diâmetro a que a roda deve ser erguida para atingir o nível de vértice superior. Neste lado, o conjunto de roda será erguido por meio do sistema rolante correspondente da máquina ferramenta de processamento ou análise.

[014] No estado da técnica, demonstrou-se que, em primeiro lugar, este método é muito vago e, em segundo lugar, ele necessita de um período de tempo muito longo e uma série de medições para sua execução precisa. A verificação e, se necessário, o retrabalho de conjuntos de rodas necessita, entretanto, poder ser executado da forma mais rápida possível. Por um lado, as máquinas ferramentas de processamento e análise correspondentes são muito caras e, por outro lado, o inventário ferroviário está crescendo em todo o mundo, de forma que a utilização das máquinas ferramentas de processamento e análise é muito alta.

[015] Com base no estado da técnica descrito acima, é objeto da presente invenção sugerir um método de alinhamento radial de conjuntos de rodas de veículos ferroviários com relação a um sistema de coordenadas de uma ferramenta de diagnóstico de conjunto de rodas e/ou máquina ferramenta de conjunto de rodas, em que o método pode ser implementado rapidamente com precisão suficiente.

[016] Para a solução técnica dessa tarefa, é proposto um método com as características da reivindicação 1. Vantagens e características adicionais da presente invenção tornar-se-ão evidentes nas reivindicações dependentes.

[017] A presente invenção considera que um conjunto de rodas compreende duas rodas, que são dispostas relativamente entre si com a parte traseira de cada uma voltada para a outra roda. Normalmente, elas são colocadas sobre um eixo ou haste comum ou são suspensas separadamente, como ocorre no estado da técnica de tipos específicos de truques, de forma que elas sejam posicionadas sobre um eixo virtual entre si.

[018] Em primeira etapa, este conjunto de rodas será posicionado em posição de trabalho da máquina ferramenta. Normalmente, trata-se de um trecho de sistema ferroviário com dois trilhos, que correm paralelamente entre si e são, com relação à altura, alinhados entre si.

[019] Além disso, é estabelecido um sistema de coordenadas no centro estimado de cada roda. O eixo X é disposto de forma verticalmente estendida a partir do centro da roda e o eixo Y estende-se horizontalmente. O plano descrito no presente encontra-se em localização paralela à parte traseira da roda. O eixo Z, que é perpendicular ao sistema X-Y, descreve a extensão da profundidade da roda. Neste ponto, o valor zero correspondente dos dois eixos X designa um eixo de máquina. Os dois pontos X0, portanto, são horizontais com relação à máquina ferramenta.

[020] Em seguida, tem lugar a medição da distância entre as partes traseiras das rodas e, portanto, também a determinação de que a posição Z é zero na parte traseira correspondente de cada roda.

[021] A posição Z definida para cada ponto de medição é determinada e um sensor de medição é posicionado na posição Z definida de cada roda. Medindo-se a posição X do ponto de medição definido correspondente, pode-se determinar se as duas rodas possuem ou não o mesmo alinhamento radial. As rodas são alinhadas entre si em seguida movendo-se uma roda verticalmente para comparar a posição X dos pontos de medição das duas rodas entre si.

[022] Desta forma, o alinhamento radial de conjuntos de rodas com relação à máquina ferramenta correspondente pode ser realizado com muita rapidez.

[023] Segundo um aspecto da presente invenção, a posição Z pode ser definida por meio de um ponto de medição em um plano circular de medição. Isso significa que a posição

Z define um ponto sobre o perfil. Também é possível determinar o vértice de uma cúpula de flange de roda como a posição Z. Este é, até certo ponto, um plano circular de medição específico.

[024] Para posicionar verticalmente uma das rodas, a roda abaixo pode ser erguida ou a roda em posição superior pode ser rebaixada, de forma que rolos de suporte do lado da máquina e similares podem ser utilizados, dependendo da máquina ferramenta de processamento e análise.

[025] Com relação às Figuras 6 e 7, o procedimento específico descrito acima está sendo novamente explicado em detalhes. A Fig. 6 do presente exibe um sistema ferroviário A de forma estilizada e a Fig. 7 exibe uma roda B estilizada em diferentes posições.

[026] Já se explicou que o sistema de coordenadas de uma máquina ferramenta é um sistema de coordenadas tridimensionais, em que uma direção é fixada pela direção longitudinal dos trilhos. Segunda coordenada, também posicionada no mesmo plano, repousa sobre uma linha de conexão sobre o par de trilhos. Na Fig. 6, essas coordenadas são a e b. Elas configuram um plano. A coordenada c é exibida perpendicularmente a ele. É criado desta forma um sistema de coordenadas do lado da máquina.

[027] É também exibido um sistema de coordenadas tridimensionais para um conjunto de rodas, em que um plano é definido por um sistema de coordenadas bidimensionais. Este é o plano na parte traseira da roda, que possui sua origem no centro da roda. Estas são as coordenadas X e Y. A terceira coordenada é perpendicular a ela e estende- se ao longo do eixo ou do eixo virtual. Estas são as coordenadas X, Y e Z de acordo com a Fig. 7. A figura no meio indica que a roda correspondente possui extensão de profundidade em direção a Z.

[028] Foi explicado que os valores zero correspondentes dos eixos X referem-se a um eixo de máquina. As duas origens dos dois sistemas de coordenadas das duas rodas são, portanto, colocadas horizontalmente sobre pelo um eixo pelo menos virtual. Consequentemente, fica claro que esta é uma referência virtual.

[029] Segundo a presente invenção, é definida uma posição Z, ou seja, um valor de profundidade concreto na roda. Determina-se em seguida, sobre as duas rodas, qual valor X possui essa posição Z, ou seja, em qual valor X o mesmo contorno de roda com extensão Z pode ser detectado. Resulta da diferença entre esses dois valores X como o eixo real difere do eixo virtual, que se refere ao eixo de máquina. Essa diferença, ΔX, é o valor pelo qual o lado correspondente deve ser erguido ou rebaixado.

[030] Segundo uma realização da presente invenção, o valor Y é determinado durante a determinação do ponto de medição, Y = 0 ou qualquer valor Y desejado, que, por exemplo, determina um quadrante, de forma que a posição Z correspondente possa ser encontrada na mesma área na outra roda correspondente.

[031] O método de acordo com a presente invenção é suficientemente preciso e, particularmente, sua realização é extremamente rápida, sendo necessário apenas um mínimo de tecnologia de sensor e acionadores.

[032] Vantagens e características adicionais da presente invenção tornam-se evidentes a partir do presente relatório descritivo, com o auxílio das figuras. No presente: - a Fig. 1 exibe representação esquemática de um conjunto de rodas para explicar os sistemas de coordenadas; - a Fig. 2 exibe uma representação de acordo com a Figura 1 para explicar a primeira etapa do método de acordo com a presente invenção; - a Fig. 3 exibe uma representação com áreas de roda ampliadas para explicar a etapa seguinte do método de acordo com a presente invenção; - a Fig. 4 exibe uma representação de acordo com a Figura 3 para explicar o procedimento de medição; - a Fig. 5 exibe uma representação de acordo com a Figura 3 para explicar o procedimento de alinhamento; - a Fig. 6 exibe uma representação esquemática de um sistema ferroviário; e - a Fig. 7 exibe uma representação esquemática de uma roda em diferentes posições.

[033] Segundo a Figura 1, é exibido um conjunto de rodas de forma puramente estilizada com rodas esquerda e direita, que são conectadas entre si por meio de um eixo. Em cada caso, um sistema de coordenadas é disposto no ponto de intersecção do eixo com a parte traseira da roda, de forma que cada um dos eixos Z1 e Z2 define uma direção horizontal, X1 e X2 definem direção vertical e Y1 e Y2 definem uma direção que repousa na origem e também é horizontal. O valor zero correspondente dos eixos Z repousa na parte traseira da roda correspondente. O valor zero correspondente dos eixos X designa um eixo de máquina MA e repousa na área do centro da roda. Devido à referência do eixo de máquina MA, as duas origens dos dois sistemas de coordenadas repousam sobre um eixo horizontal, pelo menos virtual. Devido à especificação do valor zero, por um lado, e da especificação dos eixos X e Z, por outro lado, o eixo Y também é definido de forma inequívoca.

[034] Em primeiro lugar, em primeira etapa de acordo com a Figura 2, a distância entre a parte traseira de cada roda é definida. Nessas posições, Z1 e Z2 são zero.

[035] Segundo a Figura 3, no exemplo de realização exibido, é definido em seguida um ponto de medição sobre a cúpula de flange da roda correspondente, em que Za = Zb. Isso significa que os dois pontos de medição repousam na direção Z do sistema de coordenadas correspondente na mesma posição Z, de forma que Za repouse ao longo do eixo Z1 na mesma posição de Zb ao longo do eixo Z2.

[036] Segundo a Figura 4, para cada um dos dois pontos de medição Za e Zb, é medido o valor X. São, portanto definidos X1Mess e X2Mess. A diferença entre os dois é ΔX.

[037] Segundo a Figura 5, a roda direita no plano da imagem é erguida, por exemplo, na direção X, até que ΔX = 0, de forma que as duas rodas do conjunto de rodas estejam alinhadas.

[038] O exemplo de realização descrito serve apenas para explicação e não é limitador.

Claims (5)

REIVINDICAÇÕES

1. MÉTODO DE ALINHAMENTO RADIAL DE CONJUNTOS DE RODAS DE VEÍCULOS FERROVIÁRIOS, com relação a um sistema de coordenadas de ferramenta de diagnóstico de conjuntos de rodas e/ou máquina ferramenta de conjuntos de rodas, em que um conjunto de rodas compreende dois conjuntos de rodas que são dispostos sobre um eixo comum com a parte traseira de cada uma voltada para a outra roda, caracterizado pelas etapas a seguir: a. posicionamento do conjunto de rodas em posição de trabalho da ferramenta; b. definição de um sistema de coordenadas do lado da ferramenta em um ponto central estimado de cada roda, em que o eixo X adota extensão vertical, o eixo Y adota extensão horizontal e o eixo Z descreve a extensão de profundidade resultante da roda; c. medição da distância entre as partes traseiras de cada roda e definição da posição Z = 0 sobre a parte traseira da roda correspondente; d. definição de posição Z exclusiva para cada ponto de medição; e. posicionamento correspondente de um sensor de medição na posição Z especificada; f. medição da posição X do ponto de medição correspondente; e g. alinhamento do conjunto de rodas por meio de deslocamento vertical de uma das rodas, a fim de sincronizar as posições X dos pontos de medição das duas rodas.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela posição Z definir um plano circular de medição para um ponto de medição.

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por um vértice de uma cúpula de flange de roda ser definido como posição Z.

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela roda em posição mais alta ser rebaixada, a fim de sincronizar as posições X dos pontos de medição das duas rodas.

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela roda em posição inferior ser erguida, a fim de sincronizar as posições X dos pontos de medição das duas rodas.