JP5832319B2 - 車軸軸受の異常を検知する方法 - Google Patents
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鉄道車両の車軸軸受の異常を検知するための、軸受監視方法であって、
レールの脇にマイクロホンを設置する段階と、
レールとマイクロホンとの間に遮音装置を設置する段階であって、遮音装置が、車軸軸受とマイクロホンとの間に開口部を有する遮音装置を設置する段階と、
マイクロホンによって車両走行音を検出する車両走行音検出段階と、
レールと車輪との間の接触面に作用する加振力により発生する音を代表する転動音相当値を、レールに設置された転動音相当値検出器によって検出する転動音相当値検出段階と、
前記車両走行音及び前記転動音相当値に基づいて、車軸軸受の異常を検知する異常検知段階と、
を含む、
軸受監視方法が提供される。
前記異常検知段階が、バンドパスフィルタに通過させた後の前記車両走行音及び前記転動音相当値に基づいて車軸軸受の異常を検知する段階であると好ましい。
前記異常検知段階は、所定の検知位置を通過する時点の前記車両走行音及び前記転動音相当値に基づいて車軸軸受の異常を検知する段階であると好ましい。
前記鉄道車両が、複数の車軸軸受を有しており、
車軸軸受がマイクロホンを通過すると、車両走行音にピークが発生するようになっており、
さらに、車軸軸受が転動音相当値検出器を通過すると、転動音相当値にピークが発生するようになっており、
前記異常検知段階が、
異常を検知する対象の車軸軸受に対応する前記車両走行音のピークの値である検知対象車両走行音ピーク値を検出する段階と、
他の車両軸受に対応する車両走行音のピークの値である評価車両走行音ピーク値を検出する段階と、
前記検知対象車両走行音ピーク値から前記評価車両走行音ピーク値を引いた値が所定の車両走行音閾値よりも高いときに、検知対象車両走行音ピーク値が評価車両走行音ピーク値よりも高い原因が車軸軸受にあると仮判断する段階と、
当該検知対象車両走行音ピークに対応する車軸軸受が転動音相当値検出器の上を通過するときに発生する転動音相当値のピークの値である検知対象転動音相当値ピーク値を検出する段階と、
当該評価車両走行音ピークに対応する車軸軸受が転動音相当値検出器の上を通過するときに発生する転動音相当値のピークの値である評価転動音相当値ピーク値を検出する段階と、
検知対象転動音相当値ピーク値から評価転動音相当値ピーク値を引いた値が所定の転動音相当値閾値よりも低いことを検知したならば、前記仮判断が正しいと判断し、車軸軸受に異常があると判断し、検知対象転動音相当値ピーク値から評価転動音相当値ピーク値を引いた値が所定の転動音相当値閾値以上であることを検知したならば、前記仮判断が正しくなかったと判断し、車軸軸受に異常がないと判断する段階と、
を含む段階であると好ましい。
前記鉄道車両が、複数の車軸軸受を有しており、
車軸軸受がマイクロホンを通過すると、車両走行音にピークが発生するようになっており、
さらに、車軸軸受が転動音相当値検出器を通過すると、転動音相当値にピークが発生するようになっており、
前記異常検知段階が、
異常を検知する対象の車軸軸受に対応する前記車両走行音のピークの値である検知対象車両走行音ピーク値を検出する段階と、
他の車両軸受に対応する車両走行音のピークの値である評価車両走行音ピーク値を検出する段階と、
検出した当該評価車両走行音ピーク値の平均値を取る段階と、
前記検知対象車両走行音ピーク値から前記評価車両走行音ピーク値の平均値を引いた値が所定の車両走行音閾値よりも高いときに、検知対象車両走行音ピーク値が評価車両走行音ピーク値の平均値よりも高い原因が車軸軸受にあると仮判断する段階と、
当該検知対象車両走行音ピーク値に対応する車軸軸受が転動音相当値検出器の上を通過するときに発生する転動音相当値のピーク値である検知対象転動音相当値ピーク値を検出する段階と、
当該評価車両走行音ピーク値に対応する車軸軸受が転動音相当値検出器の上を通過するときに発生する転動音相当値のピーク値である評価転動音相当値ピーク値を検出する段階と、
検出した評価転動音相当値ピーク値の平均値を取る段階と、
検知対象転動音相当値ピーク値から評価転動音相当値ピーク値の平均値を引いた値が所定の転動音相当値閾値よりも低いことを検知したならば、前記仮判断が正しいと判断し、車軸軸受に異常があると判断し、検知対象転動音相当値ピーク値から評価転動音相当値ピーク値の平均値を引いた値が所定の転動音相当値閾値以上であることを検知したならば、前記仮判断が正しくなかったと判断し、車軸軸受に異常がないと判断する段階と、
を含む段階であると好ましい。
前記転動音相当値を車両走行音から除去した、転動音の影響を除去した車両走行音を算出する段階と、
この転動音の影響を除去した車両走行音に基づいて、車軸軸受の異常を検知する段階と、
を含む段階であると好ましい。
前記開口部及び前記マイクロホンの高さ位置が、車両軸受を収容する軸箱の高さ位置にほぼ等しいと好ましい。
前記開口部のレール長手方向の長さが軸距よりも短いと好ましい。
鉄道車両の車軸軸受の異常を検知するための、軸受監視システムであって、
レールの脇に設置された、車両走行音を検出するためのマイクロホンと、
レールとマイクロホンとの間に設置された遮音装置であって、車軸軸受とマイクロホンとの間に開口部を有すると共にレールとマイクロホンとの間に遮音部分を有する遮音装置と、
レールからの発生する音を代表する転動音相当値を検出する、レールに設置する転動音相当値検出器と、
前記車両走行音及び前記転動音相当値に基づいて、車軸軸受の異常を検知する異常検知装置と、
を具備する、
軸受監視システムが提供される。
W(t)=ρ0c0Sσv2(t)
ここで、ρ0:空気密度
c0:空気中の音速
S:物体の放射面積
σ:放射効率
v(t):振動速度
なお、ここで、振動速度は、鉛直方向の振動速度とする。レール−車輪間の加振力は、その方向に印加されるからである。したがって、任意の音響パワーW0及び任意の振動速度の値v0を基準とするときの、振動している物体から放射される音響レベルLvは、
Lv(t)=W(t)/W0
=10log(ρ0c0Sσv2(t)/ρ0c0Sσv0 2)
=10log(v2(t)/v0 2)
=10logv2(t)+C
ここで、C:定数(=−10log10v0 2)
となる。この実施形態では、上記のLv(t)を転動音相当値として近似する。しかしながら、転動音相当値は、転動音に相関する値であればどのようなものでもよい。
Lb(t)=10log(10Ld(t)/10−10Lv(t)/10)
ここで、Ld:車両走行音
Lb:転動音の影響を除去した車両走行音
3 車輪
5 車軸
7 車軸軸受
9 軸箱
11 レール
13 車両通過検知装置
31 マイクロホン
33 検知対象車両走行音ピーク
35 評価車両走行音ピーク
51 遮音装置
53 開口部
55 遮音部分
71 転動音相当値検出器
73 検知対象転動音相当値ピーク
75 評価転動音相当値ピーク
91 CPU
93 出力装置
Claims (7)
- 鉄道車両(1)の車軸軸受(7)の異常を検知するための、軸受監視方法であって、
レール(11)の脇にマイクロホン(31)を設置する段階と、
レール(11)とマイクロホン(31)との間に遮音装置(51)を設置する段階であって、遮音装置(51)が、車軸軸受(7)とマイクロホン(31)との間に開口部(53)を有する遮音装置(51)を設置する段階と、
マイクロホン(31)によって車両走行音を検出する車両走行音検出段階と、
レール(11)と車輪(3)との間の接触面に作用する加振力を基に発生する転動音を代表する転動音相当値を、レールに設置された転動音相当値検出器(71)によって検出する転動音相当値検出段階と、
前記車両走行音及び前記転動音相当値に基づいて、車軸軸受(7)の異常を検知する異常検知段階と、
を含む、
軸受監視方法において、
前記鉄道車両(1)が、複数の車軸軸受を有しており、
車軸軸受(7)がマイクロホン(31)を通過すると、車両走行音にピークが発生するようになっており、
さらに、車軸軸受(7)が転動音相当値検出器(71)を通過すると、転動音相当値にピークが発生するようになっており、
前記異常検知段階が、
異常を検知する対象の車軸軸受(7)に対応する前記車両走行音のピークの値である検知対象車両走行音ピーク値を検出する段階と、
他の車両軸受(7)に対応する車両走行音のピークの値である評価車両走行音ピーク値を検出する段階と、
前記検知対象車両走行音ピーク値から前記評価車両走行音ピーク値を引いた値が所定の車両走行音閾値よりも高いときに、検知対象車両走行音ピーク値が評価車両走行音ピーク値よりも高い原因が車軸軸受(7)にあると仮判断する段階と、
当該検知対象車両走行音ピークに対応する車軸軸受(7)が転動音相当値検出器の上を通過するときに発生する転動音相当値のピークの値である検知対象転動音相当値ピーク値を検出する段階と、
当該評価車両走行音ピークに対応する車軸軸受(7)が転動音相当値検出器の上を通過するときに発生する転動音相当値のピークの値である評価転動音相当値ピーク値を検出する段階と、
検知対象転動音相当値ピーク値から評価転動音相当値ピーク値を引いた値が所定の転動音相当値閾値よりも低いことを検知したならば、前記仮判断が正しいと判断し、車軸軸受(7)に異常があると判断し、検知対象転動音相当値ピーク値から評価転動音相当値ピーク値を引いた値が所定の転動音相当値閾値以上であることを検知したならば、前記仮判断が正しくなかったと判断し、車軸軸受(7)に異常がないと判断する段階と、
を含む段階である、
軸受監視方法。 - 鉄道車両(1)の車軸軸受(7)の異常を検知するための、軸受監視方法であって、
レール(11)の脇にマイクロホン(31)を設置する段階と、
レール(11)とマイクロホン(31)との間に遮音装置(51)を設置する段階であって、遮音装置(51)が、車軸軸受(7)とマイクロホン(31)との間に開口部(53)を有する遮音装置(51)を設置する段階と、
マイクロホン(31)によって車両走行音を検出する車両走行音検出段階と、
レール(11)と車輪(3)との間の接触面に作用する加振力を基に発生する転動音を代表する転動音相当値を、レールに設置された転動音相当値検出器(71)によって検出する転動音相当値検出段階と、
前記車両走行音及び前記転動音相当値に基づいて、車軸軸受(7)の異常を検知する異常検知段階と、
を含む、
軸受監視方法において、
前記鉄道車両(1)が、複数の車軸軸受(7)を有しており、
車軸軸受(7)がマイクロホン(31)を通過すると、車両走行音にピークが発生するようになっており、
さらに、車軸軸受(7)が転動音相当値検出器(71)を通過すると、転動音相当値にピークが発生するようになっており、
前記異常検知段階が、
異常を検知する対象の車軸軸受(7)に対応する前記車両走行音のピークの値である検知対象車両走行音ピーク値を検出する段階と、
他の車両軸受(7)に対応する車両走行音のピーク値である評価車両走行音ピークの値を検出する段階と、
検出した当該評価車両走行音ピーク値の平均値を取る段階と、
前記検知対象車両走行音ピーク値から前記評価車両走行音ピーク値の平均値を引いた値が所定の車両走行音閾値よりも高いときに、検知対象車両走行音ピーク値が評価車両走行音ピーク値の平均値よりも高い原因が車軸軸受(7)にあると仮判断する段階と、
当該検知対象車両走行音ピークに対応する車軸軸受(7)が転動音相当値検出器の上を通過するときに発生する転動音相当値のピークの値である検知対象転動音相当値ピーク値を検出する段階と、
当該評価車両走行音ピークのそれぞれに対応する車軸軸受(7)が転動音相当値検出器の上を通過するときに発生する転動音相当値のピークの値である評価転動音相当値ピーク値を検出する段階と、
検出した評価転動音相当値ピーク値の平均値を取る段階と、
検知対象転動音相当値ピーク値から評価転動音相当値ピーク値の平均値を引いた値が所定の転動音相当値閾値よりも低いことを検知したならば、前記仮判断が正しいと判断し、車軸軸受(7)に異常があると判断し、検知対象転動音相当値ピーク値から評価転動音相当値ピーク値の平均値を引いた値が所定の転動音相当値閾値以上であることを検知したならば、前記仮判断が正しくなかったと判断し、車軸軸受(7)に異常がないと判断する段階と、
を含む段階である、
軸受監視方法。 - さらに、前記車両走行音及び前記転動音相当値を、検出時の車両の速度に応じて定められる周波数帯のバンドパスフィルタに通過させる段階を含み、
前記異常検知段階は、バンドパスフィルタに通過させた後の前記車両走行音及び前記転動音相当値に基づいて車軸軸受(7)の異常を検知する段階である、
請求項1又は2に記載の軸受監視方法。 - さらに、車軸軸受(7)が所定の検出位置を通過する時点をレール(11)に設置した車軸通過検知装置(13)によって検知する段階を含み、
前記異常検知段階は、所定の検知位置を通過する時点の前記車両走行音及び前記転動音相当値に基づいて車軸軸受(7)の異常を検知する段階である、
請求項の1〜3のいずれか1項に記載の軸受監視方法。 - 前記遮音装置(51)が略矩形の防音壁であり、
前記開口部(53)及び前記マイクロホン(31)の高さ位置が、車両軸受(7)を収容する軸箱(9)の高さ位置にほぼ等しい、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の軸受監視方法。 - 前記開口部(53)の高さが、軸箱(9)の高さにほぼ等しく、
前記開口部(53)のレール長手方向の長さが軸距よりも短い、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の軸受監視方法。 - 前記マイクロホン(31)及び前記転動音相当値検出器(71)が、レールの長手方向と直角をなす水平方向に実質的に整列している、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の軸受監視方法。
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