JPH03148062A - 超音波車輪磨耗計測装置 - Google Patents
超音波車輪磨耗計測装置Info
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- JPH03148062A JPH03148062A JP1286403A JP28640389A JPH03148062A JP H03148062 A JPH03148062 A JP H03148062A JP 1286403 A JP1286403 A JP 1286403A JP 28640389 A JP28640389 A JP 28640389A JP H03148062 A JPH03148062 A JP H03148062A
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- wheel
- distance
- rail
- probe
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- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 abstract 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 102100022404 E3 ubiquitin-protein ligase Midline-1 Human genes 0.000 description 1
- 101100153920 Homo sapiens MID1 gene Proteins 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
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-
- G—PHYSICS
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は鉄道会社の検車区などの鉄道車両の入出庫路
線に設置して、車両走行状態で車輪のブレーキなどで生
じ列車の運転時の振動の原因ともなる車輪の円周方向の
局部磨耗を自動的に計測する超音波車輪磨耗計測装置に
関するものである。
線に設置して、車両走行状態で車輪のブレーキなどで生
じ列車の運転時の振動の原因ともなる車輪の円周方向の
局部磨耗を自動的に計測する超音波車輪磨耗計測装置に
関するものである。
車輪の局部磨耗の検査は従来方式では作業者の目視点検
しかなく、車両の検査修理工場で車輪軸を台車よシ分解
後目視検査するか、車輪の磨耗を予測して定期的に車輪
のレール踏面の再切削を行なう方法が行なわれていた。
しかなく、車両の検査修理工場で車輪軸を台車よシ分解
後目視検査するか、車輪の磨耗を予測して定期的に車輪
のレール踏面の再切削を行なう方法が行なわれていた。
しかしながら、この従来方式は効率が悪く経費を要する
ため、限界があ）、車輪外径の局部磨耗による車両運行
時の振動による乗シ心地の改善を多少犠牲にせざるを得
なかった。
ため、限界があ）、車輪外径の局部磨耗による車両運行
時の振動による乗シ心地の改善を多少犠牲にせざるを得
なかった。
この発明は前記の様な問題を解決するために。
車両が検車区などに入出庫時に車両走行状態で自動的に
車輪の局部磨耗を計測する装置に関するものであシ、車
輪の局部磨耗を各車輪毎に自動計測し計測情報をコンピ
ュータ等で管理することで。
車輪の局部磨耗を計測する装置に関するものであシ、車
輪の局部磨耗を各車輪毎に自動計測し計測情報をコンピ
ュータ等で管理することで。
車輪検査修理工場の効率的な運用を目指している。
この発明はレールに設置した超音波探触子と送信部、レ
ールの超音波往復伝搬時間から探触子と車輪接触点まで
の距離を計測する車輪接触点距離計測部、この計測部の
出力を用いて車輪磨耗を演算する車輪局部磨耗演算出力
部とを具備したものである。
ールの超音波往復伝搬時間から探触子と車輪接触点まで
の距離を計測する車輪接触点距離計測部、この計測部の
出力を用いて車輪磨耗を演算する車輪局部磨耗演算出力
部とを具備したものである。
この発明はレールに超音波を発射して、レール上を走行
する車輪のレール接触点からの超音波エコを受信し、そ
の往復伝搬時間から車輪接触点距離を車輪の各位置で採
取し、その採取データの演算で車輪踏面の円周方向の局
部磨耗を計測する。
する車輪のレール接触点からの超音波エコを受信し、そ
の往復伝搬時間から車輪接触点距離を車輪の各位置で採
取し、その採取データの演算で車輪踏面の円周方向の局
部磨耗を計測する。
図は、この発明の実施例を示す図である。
図において、（１）は探触子、（２）はレール、（３）
は送信部、（４）は車輪接触点距離計測部、（５）は車
輪局部磨耗演算出力部、（６）は車輪である。
は送信部、（４）は車輪接触点距離計測部、（５）は車
輪局部磨耗演算出力部、（６）は車輪である。
図にお込で、送信部（３１は周期的に探触子（１１を駆
動する電気信号発生器であシ、探触子（１）は、この送
信周期毎に超音波振動を発射し、レール（２）の表面を
点線（２ａ）の様にレール長さ方向伝搬する表面波を発
生させ車輪の接触点（２ｂ）で反射し再び探触子（１）
で受信し電気信号に変換される。
動する電気信号発生器であシ、探触子（１）は、この送
信周期毎に超音波振動を発射し、レール（２）の表面を
点線（２ａ）の様にレール長さ方向伝搬する表面波を発
生させ車輪の接触点（２ｂ）で反射し再び探触子（１）
で受信し電気信号に変換される。
超音波の探触子（１）とレール（２）の車輪接触点間の
レール往復伝搬時間Ｔ（μＢ）は探触子（１）とレール
［２）０車輪接触点（２））） 、 （２０） 、 （
２（１）までのレール表面距離をＸ ＣＭ）とし、レー
ル表面波の音速をＶ（ａ＋／１ｔ８）とすると、 Ｔ
＝ｚｘ／ｖ（μＢ）なる関係となシ、従ってレール伝搬
時間から車輪接触点の距離が計測できる。この最大計測
距離範囲ＸＭＡＸは車輪−周以上が必要で車輪のレール
踏面外径をｍａｘ９１０ｍｍとして、ＸＭ＊ｘ：３００
０ ｔｍ程度となる。
レール往復伝搬時間Ｔ（μＢ）は探触子（１）とレール
［２）０車輪接触点（２））） 、 （２０） 、 （
２（１）までのレール表面距離をＸ ＣＭ）とし、レー
ル表面波の音速をＶ（ａ＋／１ｔ８）とすると、 Ｔ
＝ｚｘ／ｖ（μＢ）なる関係となシ、従ってレール伝搬
時間から車輪接触点の距離が計測できる。この最大計測
距離範囲ＸＭＡＸは車輪−周以上が必要で車輪のレール
踏面外径をｍａｘ９１０ｍｍとして、ＸＭ＊ｘ：３００
０ ｔｍ程度となる。
車輪接触点距離計測部（４）は前記のレール往復伝搬時
間から、探触子【１）と車輪接触点（２ｂ） 、 （２
０） １（２ｄ）間の距離を計測するものであシ、レー
ルが鋼材の場合、 Ｖ ＃ ２．１１５ｍ／μＳとなる
ので。
間から、探触子【１）と車輪接触点（２ｂ） 、 （２
０） １（２ｄ）間の距離を計測するものであシ、レー
ルが鋼材の場合、 Ｖ ＃ ２．１１５ｍ／μＳとなる
ので。
Ｔ！＝＝０．６７８Ｘ（μＢ） となる。
車輪局部磨耗演算出力部（５）は前記の送信周期毎の探
触子と車輪接触部間の距離データを採取して。
触子と車輪接触部間の距離データを採取して。
車輪局部磨耗区間を算出し出力する機能を持つものであ
１１図の車輪が回転して走行する時車輪の局部磨耗が無
い健全部分ではレールに連続的に接触して、車輪の走行
距離と車輪のレール接触点の位置は一致するが１図の（
２ｂ） 、 （２０） 、 （２（１）の様に円周方向
にフラット状の局部磨耗があると、車輪のレール接触点
は（２ｔ）） 、 （２０） 、 （２ｄ）点しか無く
、車輪は断続的にしか接触せず、従って、この局部磨耗
部分では車輪の接触部距離変化が健全部分に比べて急変
することとなる。
１１図の車輪が回転して走行する時車輪の局部磨耗が無
い健全部分ではレールに連続的に接触して、車輪の走行
距離と車輪のレール接触点の位置は一致するが１図の（
２ｂ） 、 （２０） 、 （２（１）の様に円周方向
にフラット状の局部磨耗があると、車輪のレール接触点
は（２ｔ）） 、 （２０） 、 （２ｄ）点しか無く
、車輪は断続的にしか接触せず、従って、この局部磨耗
部分では車輪の接触部距離変化が健全部分に比べて急変
することとなる。
即ち、車輪局部磨耗演算出力部（５）は車輪接触部の車
輪走行による距離変化が車輪健全部分に比べ予め定めら
れた範囲以上異なる車輪走行区間を車輪局部磨耗の円周
距離として求め１判定及び出力を行なう機能を持つもの
である。
輪走行による距離変化が車輪健全部分に比べ予め定めら
れた範囲以上異なる車輪走行区間を車輪局部磨耗の円周
距離として求め１判定及び出力を行なう機能を持つもの
である。
尚、車輪の局部磨耗判定の基準となる車輪の走行距離の
検出方法としては別に設置した走行距離センサで検出す
る方法以外に前記の車輪の接触点の距離データから求め
る方法がある。この−例として車輪接触点の距離区間が
車輪−周圧ＩＩ（πＤ。
検出方法としては別に設置した走行距離センサで検出す
る方法以外に前記の車輪の接触点の距離データから求め
る方法がある。この−例として車輪接触点の距離区間が
車輪−周圧ＩＩ（πＤ。
Ｄ＝車輪外径）を通過する時間ＴＭＩから平均速度Ｖ
−周＝πＤ／Ｔ −周 を求めてこの速度で車輪が走行
するとして演算する方法があシ、車輪局部磨耗部位は前
記の送信周期Ｔ ＰＲＦに対するその区間の車輪接触点
移動距離Ｘ ＰＲＦから求めた各計測点での接触点移動
速度ＶＰＲＦ＝ＸＰＲＦ ／ＴＰＲＰ ト前記ｖ−周
の比ｖＰＲＦ／Ｖ−周 が予め定めた範囲以外のとき車
輪局部磨耗部として判定し計測する方法である。この平
均速度を演算する区間としては前記の車輪−同区間でな
く車輪の走行速度の変動が実用上無視できる範囲内で任
意の区間でもよく、実際の車輪で発生する局部磨耗の最
大円周距離以上で選定することができる。
−周＝πＤ／Ｔ −周 を求めてこの速度で車輪が走行
するとして演算する方法があシ、車輪局部磨耗部位は前
記の送信周期Ｔ ＰＲＦに対するその区間の車輪接触点
移動距離Ｘ ＰＲＦから求めた各計測点での接触点移動
速度ＶＰＲＦ＝ＸＰＲＦ ／ＴＰＲＰ ト前記ｖ−周
の比ｖＰＲＦ／Ｖ−周 が予め定めた範囲以外のとき車
輪局部磨耗部として判定し計測する方法である。この平
均速度を演算する区間としては前記の車輪−同区間でな
く車輪の走行速度の変動が実用上無視できる範囲内で任
意の区間でもよく、実際の車輪で発生する局部磨耗の最
大円周距離以上で選定することができる。
又、車輪の走行距離は車輪の局部磨耗が無い健全部分の
車輪接触点の移動距離でもあるので、前記のＶＰＲＦ／
Ｖ−周が予め定めた範囲内となる計測区間で平均速度を
算出することで車輪の健全部分の走行速度が求められる
。
車輪接触点の移動距離でもあるので、前記のＶＰＲＦ／
Ｖ−周が予め定めた範囲内となる計測区間で平均速度を
算出することで車輪の健全部分の走行速度が求められる
。
以上のように、この発明では車輪の局部磨耗を車両走行
状態で自動的計測でき、検車区の入出庫線などに設置す
ることで、車輪の保全管理の合理化が図れる。
状態で自動的計測でき、検車区の入出庫線などに設置す
ることで、車輪の保全管理の合理化が図れる。
図はこの発明の一実施例による車輪局部磨耗計測装置の
説明図である。図中（１）は探触子、（２）はレール、
（３）は送信部、（４）は車輪接触点距離計測部。 （５）は車輪局部磨耗演算出力部。 （６）は車輪である。
説明図である。図中（１）は探触子、（２）はレール、
（３）は送信部、（４）は車輪接触点距離計測部。 （５）は車輪局部磨耗演算出力部。 （６）は車輪である。
Claims (2)
- （１）鉄道レールに設置し、そのレール表面を長さ方向
に伝搬する超音波を送受させる探触子と、前記の探触子
を周期的に駆動する送信部、前記の探触子から発射した
超音波がレールを伝搬し走行する車輪のレール接触点で
反射して再び探触子で受信するまでの超音波の往復伝搬
時間から探触子と車輪接触点までの距離を計測する車輪
接触点距離計測部、前記の送信周期毎に車輪回転走行に
よる車輪円周の各位置での車輪接触点距離を採取し車輪
の局部磨耗を判定出力する車輪局部磨耗演算出力部から
構成し、前記の送信周期で一回又は複数回毎にその区間
の車輪接触点の距離変化または距離変化速度を算出し、
その距離変化又は距離変化速度を判定することで車輪の
円周方向の局部磨耗を計測することを特徴とする超音波
車輪磨耗計測装置。 - （２）車輪走行距離検出部を設け、上記車輪走行距離検
出部による車輪の円周の各位置での前記の車輪接触点の
探触子からの距離を計測し、前記の送信周期の整数回数
毎の車輪接触点の距離変化がその区間の車輪走行距離変
化に比べて、予め定めた範囲以外の時、車輪の局部磨耗
部として検出することを特徴とする請求項（１）記載の
超音波車輪磨耗計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1286403A JPH03148062A (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | 超音波車輪磨耗計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1286403A JPH03148062A (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | 超音波車輪磨耗計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03148062A true JPH03148062A (ja) | 1991-06-24 |
Family
ID=17703950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1286403A Pending JPH03148062A (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | 超音波車輪磨耗計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03148062A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103226132A (zh) * | 2013-04-25 | 2013-07-31 | 哈尔滨工业大学 | 高铁钢轨伤损检测实验平台及检测方法 |
| CN108548870A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-09-18 | 株洲时代电子技术有限公司 | 一种带磨耗补偿的自动对中控制方法 |
| CN111998809A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-11-27 | 成都唐源电气股份有限公司 | 基于超声测量的钢铝复合接触轨磨耗测量装置和测量方法 |
| CN112179299A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-05 | 孙树光 | 一种基于声发射的接触网平顺性检测装置及方法 |
-
1989
- 1989-11-02 JP JP1286403A patent/JPH03148062A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103226132A (zh) * | 2013-04-25 | 2013-07-31 | 哈尔滨工业大学 | 高铁钢轨伤损检测实验平台及检测方法 |
| CN108548870A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-09-18 | 株洲时代电子技术有限公司 | 一种带磨耗补偿的自动对中控制方法 |
| CN111998809A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-11-27 | 成都唐源电气股份有限公司 | 基于超声测量的钢铝复合接触轨磨耗测量装置和测量方法 |
| CN111998809B (zh) * | 2020-07-28 | 2021-11-16 | 成都唐源电气股份有限公司 | 基于超声测量的钢铝复合接触轨磨耗测量装置和测量方法 |
| CN112179299A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-05 | 孙树光 | 一种基于声发射的接触网平顺性检测装置及方法 |
| CN112179299B (zh) * | 2020-10-10 | 2022-10-21 | 孙树光 | 一种基于声发射的接触网平顺性检测装置及方法 |
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