KR100394493B1

KR100394493B1 - 레일마모 측정기

Info

Publication number: KR100394493B1
Application number: KR10-2000-0040871A
Authority: KR
Inventors: 양연석
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2003-08-09
Also published as: KR20020007551A

Abstract

본 발명은 복잡한 형태를 갖춘 여러 종류 레일의 마모 상태를 규정에 따라 정확하게 측정하기 위한 레일마모 측정기로서,

이를 보다 자세히 설명하면,

레일의 마모량을 측정하기 위한 레일마모 측정기를 본체, 측정기준다리, 측정봉, 몸통으로 나누어 구성함으로서 하나의 측정기로 레일의 종류 및 크기와 형상에 관계없이 레일의 마모량을 측정할 수 있도록 한 레일마모 측정기이다.

본원 발명에 의한 레일마모 측정기에 의하면,

텅레일의 경우, 레일 저부를 기준으로 전체 높이를 측정하고 이를 기준 높이와 비교하여 직마모 상태를 확인할 수 있고, 삭정부분의 두께를 측정하여 이를 기준두께와 비교한 후, 마모상태를 확인할 수 있다.

또한, 크로싱레일의 경우, 레일의 마모나 솟아오름이 없는 부분에 높이 측정기준다리를 세우고 이를 기준으로 노스레일 및 익레일의 마모를 측정할 수 있다.

또 레일 직마모의 경우, 궤간 내측 레일 저부를 기준으로 레일의 규격에 관계없이 이를 측정할 수 있고, 편마모 역시 궤간 내측 레일 저부를 기준으로 레일의 규격에 관계없이 측정할 수 있는 특징이 있다.

Description

레일마모 측정기 { A measuring instrument for rail wear }

궤도를 구성하고 있는 시설물 중 레일은 차량의 하중을 직접 받아 침목과 도상 및 노반으로 그 하중을 전달하는 역할을 하고 있다. 이러한 레일은 차륜과 직접 접하여 그 기능을 발휘하는 관계로 마모가 대단히 빨라 교환의 주기가 짧고 훼손(마모) 정도가 일정 기준을 초과할 경우 열차의 안전 운행에 심대한 지장을 줄 우려가 있다. 따라서 주기적으로 이를 측정하여 교환하여 주어야만 한다.

레일의 수명은 마모와 훼손 정도에 따라 결정되며 그에 따라 레일을 교환하고 있다. 따라서 주기적으로 레일의 마모량을 정밀하게 측정하고 그 데이터를 관리하는 것은 열차 안전운행에 대단히 긴요하며 경제적으로 철도운영을 하는데 필수불가결하다.

특히 철도 선로의 가장 취약한 부분은 분기부이며 분기부에서도 텅레일부와 크로싱부는 엄격한 규정에 의해 정비 보수되어야만 한다.

분기부 텅레일의 경우 선로정비 규칙에 레일 종별 및 사용 용도에 따라 마모 한도가 규정되어 있으며 이 마모한도는 열차안전운행과 레일의 수명에 직접적인 관련이 있으므로 정확하게 측정하여 적기에 교환되어야 한다.

그러나 텅레일의 경우 그 구조가 일반 레일과는 달리 복잡하여 일반적으로 사용되고 있는 버니어 캘리퍼스나 직선자로는 정확한 측정이 어렵다. 특히 텅레일의 마모정도를 측정하기 위해서는 도5와 같이 300mm직자로 텅레일 끝에서 하방 30mm지점과, 그 지점에서 300mm 거리 답면 부분의 직선거리를 마모한도로 측정하고 있으나 텅레일의 답면이 마모되는 관계로 정확한 마모량을 측정할 수 없는 문제점이 있다.

크로싱부 또한 선로정비 규칙에 레일 종별 및 사용 용도에 따라 마모한도가 규정되어 있으나 이 역시 복잡한 구조를 갖는 크로싱부 레일의 마모량을 측정할 만한 마땅한 측정기가 없다. 그러므로 도8과 같이 직자를 양측 익레일에 걸쳐 놓고 다른 직자를 수직으로 세워서 마모량을 측정하고 있는 현 실정이다. 그러나 크로싱 익레일은 차륜과의 접촉 접촉되는 관계로 도8의 P처럼 솟아오르거나 g처럼 마모가 되기 때문에 정확한 마모량 측정이 어렵다는 문제를 안고 있다.

또한 레일의 직마모 및 편마모를 측정하는 경우, 도10과 같은 구조의 측정기를 보급하여 사용하고 있으나 이는 50kgN전용으로서 37kg, 50kgPS, 60kg, 70kg와 같은 다른 종류의 레일의 마모량을 측정하는데는 사용할 수 없으며 마모의 측정위치가 일정하게 고정되어 있어 활용성이 떨어진다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 레일, 텅레일, 크로싱과 같이 레일의 모양이 각기 다르거나, 70kg, 60kg, 50kgN, 50kgPS, 37kg 등과 같이 다양한 규격을 갖는 레일의 마모량을 측정할 경우, 하나의 측정기만을 사용하여 레일의 규격이나 모양 혹은 크기에 관계없이 모든 레일의 마모량을 측정할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

도 1a는 레일마모 측정기 본체의 정면도

도 1b는 레일마모 측정기 본체의 측면도

도 2a는 레일마모 측정기 측정기준다리의 측면도

도 2b는 레일마모 측정기 측정기준다리의 평면도

도 2c는 레일마모 측정기 측정기준다리의 정면도

도 3a는 레일마모 측정기 측정봉의 측면도

도 3b는 레일마모 측정기 측정봉의 평면도

도 3c는 레일마모 측정기 측정봉의 정면도

도 4a는 레일마모 측정기 몸통의 정면도

도 4b는 레일마모 측정기 몸통의 측면도

도 4c는 레일마모 측정기 몸통의 평면도

도 5는 종래의 텅레일의 마모 측정도

도 6은 본원발명의 레일마모 측정기에 의한 텅레일 높이 측정상황도

도 7은 본원발명의 레일마모 측정기에 의한 텅레일 두께 측정상황도

도 8은 종래의 크로싱 마모 측정도

도 9는 본원발명의 레일마모 측정기에 의한 크로싱 마모 측정상황도

도 10은 종래의 레일 직마모 및 편마모 측정상황도

도 11은 본원발명의 레일마모 측정기에 의한 레일 직마모 측정상황도

도 12는 본원발명의 레일마모 측정기에 의한 레일 편마모 측정상황도

도 13a는 본원발명의 레일마모 측정기의 정면도.도 13b는 본원발명의 레일마모 측정기의 측면도.〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 본체 110 : 측정부

120 : 제1측정 기준다리 121 : 측정기준면

130 : 측정기 하부기준 140 : 제1측정자

150 : 제1편마모 측정자 160 : 제2편마모 측정자

170 : 제1걸림턱 180 : 제2걸림턱

200 : 제2측정 기준다리 210 : 크로싱 측정 기준다리

211 : 제1측정 기준면 212 : 크로싱 측정 기준면220 : 제2두께측정 기준다리 221 : 두께측정 기준면230 : 제1이동홀300 : 측정봉 310 : 측정부311 : 측정지시선 312 : 제2측정자320 : 제3걸림턱 330 : 제4걸림턱400 : 몸통 410 : 제2이동홀420 : 제3이동홀 430 : 확인홀R : 일반레일 T : 텅레일S : 익레일 N : 노스레일b1 : 텅레일 저부 b2 : 레일 저부W : 곡면

상기와 같은 목적을 달성키 위한 본원발명의 구성을 도1 내지 도4 및 도13을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본원 발명은, 도 13에서 보는 바와 같이,

레일 및 텅레일의 높이, 레일의 편마모, 크로싱 높이, 텅레일의 두께를 측정하기 위한 제1측정자(140)를 구비한 본체(100)와; 크로싱부의 레일 마모량 및 텅레일의 두께를 측정할 경우 기준다리 역할을 하는 제2측정기준다리(200)와; 텅레일의 높이 및 두께, 크로싱부의 높이와 레일의 편마모 등을 측정하기 위한 측정봉(300)과; 상기 본체와 상기 측정봉을 결합하고 측정기준선을 제공하며 측정봉을 이동시키기 위한 몸통(400)으로; 구성됨을 특징으로 한다.

도13a는 본원발명에 의한 레일마모 측정기의 정면도이고, 도13b는 본원발명에 의한 레일마모 측정기의 측면도이다.

상기 본체는 도1에서 보는 바와 같이,

레일의 높이 및 두께 등을 측정하기 위한 눈금이 새겨진 측정부(110)와; 크로싱부의 마모량을 측정하기 위한 기준면을 제공하는 제1측정 기준다리(120)와; 레일, 텅레일 등의 높이 및 두께 등을 측정하기 위한 제1측정자(140)와; 60kg 레일의 편마모를 측정하기 위한 제1편마모 측정자(150)와; 50kgN 레일의 편마모를 측정하기 위한 제2편마모 측정자(160)와; 상기 제1측정 기준다리 및 측정봉(300)의 이탈을 방지하기 위한 제1걸림턱(170) 및 제2걸림턱(180)으로; 구성됨을 특징으로 한다.

상기 제1측정 기준다리(120)는 레일의 저부(b1, b2)와 결합하여 측정 기준을 제공하는 측정기하부기준(130)과; 크로싱부의 마모량 측정시 측정기준을 제공하는 측정기준면(121)을; 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

도1a는 본체의 정면도이고, 도1b는 본체의 측면도이다.

상기 제2측정 기준다리(200)는 도2에서 보는 바와 같이,

측정다리의 몸체를 이루며 텅레일의 두께를 측정하기 위한 기준을 제공하는 제2두께 측정기준다리(220)와; 크로싱부의 마모량을 측정하는 기준 등을 제공하는 제1측정 기준다리(210)와; 크로싱부의 마모량을 측정하기 위한 간격조정을 위한 기준과 텅레일의 두께를 측정하기 위한 기준을 제공하는 제1측정 기준면(211)과; 크로싱부의 마모량을 측정하기 위한 기준을 제공하는 크로싱 측정 기준면(212)과; 상기 제2두께 측정기준다리(220)와 상기 본체(100)를 결합하고 상기 본체(100)와 결합된 상태에서 제2측정기준다리를 이동시키기 위한 이동홀(230)로; 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 도2a는 제2측정기준다리(200)의 측면도이고, 도2b는 상기 제2측정기준다리의 평면도이며, 도2c는 상기 제2측정기준다리의 정면도이다.상기 측정봉(300)은 도3에서 보는 바와 같이,측정봉(300)의 몸체를 이루며 측정을 위한 눈금을 구비하고 있는 측정부(310)와; 측정봉이 상기 본체로부터 이탈하지 않도록 하는 제3걸림턱(320) 및 제4걸림턱(330)로; 이루어지며, 상기 측정부(310)는 그 일단에 레일의 높이 및 두께를 측정하기 위한 측정지시선(311) 및 제2측정자(312)를; 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.도3a는 측정봉(300)의 측면도이고, 도3b는 상기 측정봉의 평면도이며, 도3c는 상기 측정봉의 정면도이다.상기 몸통(400)은 도4에서 보는 바와 같이,몸통(400)과 상기 본체(100)와 상기 측정봉(300)을 결합하여 이동시키는 제2이동홀(410) 및 제3이동홀(420)과; 상기 본체(100)와 측정봉(300)에 새겨진 측정자(140, 312)의 눈금을 확인하는 기준선의 역할을 하는 확인홀(430)을; 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.도4a는 몸통(400)의 정면도이고, 도4b는 상기 몸통의 측면도이며, 도4c는 상기 몸통의 평면도이다.상기와 같이 구성된 본원발명의 작동방법을 도 5내지 도12를 참조하여 설명하면 다음과 같다.도6은 본원발명에 의한 레일마모측정기로 텅레일(T)의 높이를 측정하는 상황을 나타내는 도로서, 궤간 내측 레일 저부(b1)에 본원발명의 측정기 하부기준(130)을 밀착시킨 다음, 이를 기준으로 몸통(400)을 조작하여 측정봉(300)을 상하로 이동시키면서 측정자(140)의 눈금을 읽어 텅레일(T)의 전체 높이(h1)를 측정한다. 상기와 같은 과정을 거쳐 측정봉(300)을 이동시키기만 하면 텅레일의 크기나 종류에 관계없이 텅레일(T)의 높이를 측정할 수 있게 된다.상기와 같이 측정한 결과값을 다음 표에 정해진 기준값과 비교하여 레일의 마모상태 확인한 후, 레일의 교환여부를 판단하게 된다. 아래 또는 선로정비규칙에서 정하고 있는 레일의 마모한도를 나타내는 기준표이다,도7은 본원발명에 의한 레일마모측정기로 텅레일 두께를 측정하는 상황을 나타내는 도로서, 텅레일(T)이 개정된 상태(열린 상태)에서 기본레일 쪽의 텅레일 측면에 레일마모 측정기의 제1두께측정 기준면((211)을 밀착시킨 다음, 측정봉(300)에 형성된 제3걸림턱(320)의 끝부분을 텅레일의 일측에 접촉하고 측정지점이 16mm가 16mm가 되도록 측정봉(300)을 조작하여 본체하부와 제3걸림턱(320)간의 거리를 조정한다. 상기 측정봉(300)의 제3걸림턱(320)의 끝부분이 본체하부와 16mm가 되도록 조정하는 방법은, 측정봉(300)에 설치된 제2측정자(312)의 눈금을 읽어 가면서 몸통(400)을 조작하여 측정봉(300)을 이동시키면 된다. 이어서 몸통(400)을 조작하여 측정봉(300)을 이동시키면서 본체(100)에 새겨진 제1측정자(140)의 눈금을 읽어서 텅레일의 두께(d1)를 측정한다.상기와 같은 과정을 거쳐서 측정한 측정값을 다음 표에 정해진 기준값과 비교한 다음, 레일의 두께 및 마모상태를 확인한 후, 레일의 교환여부를 판단하게 된다. 아래 표는 선로정비 규칙에서 정하고 있는 레일의 기준두께를 나타내는 기준표이다.도9는 본원발명에 의한 레일마모측정기로 크로싱부의 마모정도를 측정하는 상황을 나타내는 도로서, 익레일(S)에서 마모되거나 솟아오름이 없이 원형을 유지하고 있는 부분(f)에 마모정도를 측정하기 위한 기준다리(120, 200)의 측정기준면(121, 212)를 말착하여 세우고 몸통(400)을 조작하여 측정봉(300)을 이동시키면서 측정봉(300)에 새겨진 측정자(312)의 눈금을 읽어 익레일(S)의 마모부분(g) 및 노스레일(N)의 마모상태와 마모정도를 측정한다. 설명하지 않은 도면의 p 부분은 익레일(S)이 솟아오른 부분을 나타낸다.여기에서 도9를 도8과 비교하면 본원발명에 의한 레일마모측정기의 사용상 편리함과 측정의 정확성이 보장됨을 보다 확실히 확인할 수 있다.도11은 본원발명에 의한 레일마모측정기로 레일의 직마모량을 측정하는 상황을 나타내는 도로서, 레일마모 측정기의 하부기준(130)을 궤간 내측 레일(R) 저부(b2)에 밀착시킨 다음, 이를 기준으로 몸통(400)을 조작하여 측정봉(300)을 상하로 이동시키면서 측정자(140)의 눈금을 읽어 레일(R)의 전체 높이(h2)를 측정한다. 상기와 같은 과정을 거쳐 측정봉(300)을 이동시키기만 하면 레일의 크기나 종류에 관계없이 레일(R)의 높이(직마모량)를 측정할 수 있게 된다.도12는 본원발명에 의한 레일마모측정기로 레일의 편마모량을 측정하는 상황을 나타내는 도로서, 레일마모 측정기의 하부기준(130)을 궤간 내측 레일(R) 저부(b2)에 밀착시킨 다음, 이를 기준으로 몸통(400)을 조작하여 레일 곡면부(W)의 형상을 따라 측정봉(300)을 상하로 이동시키면서 측정자(140)의 눈금을 읽어내려가면 레일(R)의 편마모도를 측정한다. 상기와 같은 과정을 거쳐 측정봉(300)을 이동시키기만 하면 레일의 크기나 종류에 관계없이 레일(R)의 편마모도를 측정할 수 있게 된다.

이상에서 상술한 바와 같이 본발명에 의한 레일마모 측정기에 의하면,지금까지 선로정비규칙에 마모한도는 규정되어 있으나 측정기가 없어서 정확하게 측정할 수 없었던 문제를 일거에 해결하고 하나의 측정기로 여러 종류, 여러 형태의 레일의 마모량을 간단히 측정할 수 있는 잇점이 있다.

또한 레일의 마모정도를 정확히 파악하여 적기에 레일을 교체할 수 있도록 함으로서 과다하게 마모된 레일에 의해 발생되던 열차의 진동을 해소하여 열차 승객들의 승차감을 크게 향상시키는 효과를 갖는다.또 적기에 레일을 교체함으로서 레일과 차륜의 충격에 의한 궤도 파괴의 가속을 방지하고, 사고를 사전에 예방하여 철도의 안정성과 신뢰성을 향상시키는 한편, 마모 진행 상태를 수시 또는 주기적으로 점검함으로 조기 교체에 의한 예산의 낭비를 줄이고, 교체대상 레일을 미리 예측하여 재료를 적기에 조달함으로서 철도 경영를 크게 개선하는 효과를 갖는.다

Claims

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레일 및 텅레일의 높이, 레일의 편마모, 크로싱 높이, 텅레일의 두께를 측정하기 위한 제1측정자(140)를 구비한 본체(100)와; 크로싱부의 레일 마모량 및 텅레일의 두께를 측정할 경우 기준다리 역할을 하는 제2측정기준다리(200)와; 텅레일의 높이 및 두께, 크로싱부의 높이와 레일의 편마모 등을 측정하기 위한 측정봉(300)과; 상기 본체와 상기 측정봉을 결합하고 측정기준선을 제공하며 측정봉을 이동시키기 위한 몸통(400)으로; 구성됨을 특징으로 하는 레일마모 측정기.
제6항에 있어서,

상기 본체는 레일의 높이 및 두께 등을 측정하기 위한 눈금이 새겨진 측정부(110)와; 크로싱부의 마모량을 측정하기 위한 기준면을 제공하는 제1측정 기준다리(120)와; 레일, 텅레일 등의 높이 및 두께 등을 측정하기 위한 제1측정자(140)와; 60kg 레일의 편마모를 측정하기 위한 제1편마모 측정자(150)와; 50kgN 레일의 편마모를 측정하기 위한 제2편마모 측정자(160)와; 상기 제1측정 기준다리 및 측정봉(300)의 이탈을 방지하기 위한 제1걸림턱(170) 및 제2걸림턱(180)으로; 구성됨을 특징으로 하는 레일마모 측정기.
제6항에 있어서,

상기 측정기준다리는 측정다리의 몸체를 이루며 텅레일의 두께를 측정하기 위한 기준을 제공하는 제2두께 측정기준다리(220)와; 크로싱부의 마모량을 측정하는 기준 등을 제공하는 제1측정 기준다리(210)와; 크로싱부의 마모량을 측정하기 위한 간격조정을 위한 기준과 텅레일의 두께를 측정하기 위한 기준을 제공하는 제1측정 기준면(211)과; 크로싱부의 마모량을 측정하기 위한 기준을 제공하는 크로싱측정 기준면(212)과; 상기 제2두께 측정기준다리(220)와 상기 본체(100)를 결합하고 상기 본체(100)와 결합된 상태에서 제2측정기준다리를 이동시키기 위한 이동홀(230)로; 이루어 짐을 특징으로 하는 레일마모 측정기.
제6항에 있어서,

상기 측정봉은 측정봉(300)의 몸체를 이루며 측정을 위한 눈금을 구비하고 있는 측정부(310)와; 측정봉이 상기 본체로부터 이탈하지 않도록 하는 제3걸림턱(320) 및 제4걸림턱(330)로; 이루어지며, 상기 측정부(310)는 그 일단에 레일의 높이 및 두께를 측정하기 위한 측정지시선(311) 및 제2측정자(312)를; 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 레일마모 측정기.
제6항에 있어서,

상기 몸통은 몸통(400)과 상기 본체(100)와 상기 측정봉(300)을 결합하여 이동시키는 제2이동홀(410) 및 제3이동홀(420)과; 상기 본체(100)와 측정봉(300)에 새겨진 측정자(140, 312)의 눈금을 확인하는 기준선의 역할을 하는 확인홀(430)을; 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 레일마모 측정기.