KR101282150B1 - 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치 - Google Patents

철도 차륜 답면의 조도 측정 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101282150B1
KR101282150B1 KR1020120067753A KR20120067753A KR101282150B1 KR 101282150 B1 KR101282150 B1 KR 101282150B1 KR 1020120067753 A KR1020120067753 A KR 1020120067753A KR 20120067753 A KR20120067753 A KR 20120067753A KR 101282150 B1 KR101282150 B1 KR 101282150B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wheel
sensor
encoder
displacement sensor
support block
Prior art date
Application number
KR1020120067753A
Other languages
English (en)
Inventor
장승호
정우태
고효인
Original Assignee
한국철도기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국철도기술연구원 filed Critical 한국철도기술연구원
Priority to KR1020120067753A priority Critical patent/KR101282150B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101282150B1 publication Critical patent/KR101282150B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/30Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61KAUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/12Measuring or surveying wheel-rims
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/20Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring contours or curvatures, e.g. determining profile
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/004Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
    • G01B7/008Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
    • G01B7/012Contact-making feeler heads therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/34Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/08Railway vehicles
    • G01M17/10Suspensions, axles or wheels

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치에 관한 것으로; 차륜의 표면 조도를 측정하기 위한 변위센서 및 엔코더 휠과, 상기 변위센서가 차륜의 중심부를 향하도록 상기 변위센서의 상하측에 평행하게 구비되는 제1 및 제2중심조정봉과, 상기 변위센서와 제1 및 제2중심조정봉이 고정되는 센서지지블록과, 상기 변위센서를 상기 센서지지블록에 고정하는 센서고정볼트와, 수평프레임의 상부에 구비되어 전후 이동이 가능하게 구비되며 상기 센서지지블록이 회전가능하게 힌지 결합되는 수직프레임과, 상기 수직프레임을 상기 수평프레임에 고정하는 수직프레임고정볼트와, 상기 센서지지블록이 상기 수직프레임에서 회전된 상태에서 고정하는 센서블록고정볼트와, 상기 엔코더 휠이 축에 결합된 로터리 엔코더가 고정되는 엔코더지지블록이 설치되며 상기 수직프레임에 전후진 가능하게 설치되는 엔코더프레임과, 엔코더프레임을 상기 수직프레임을 고정하는 엔코더블록고정볼트로 구성되는 것을 특징으로 한다. 발명에 따르면, 제1 및 제2중심조정봉을 차륜답면에 접촉시킴으로써 변위센서가 차륜의 중심부를 향하도록 함으로써, 기존에 비하여 변위 센서의 방향을 차륜의 중심에 수월하게 일치시킬 수 있고, 철도 차륜 답면의 조도를 정밀하게 측정할 수 있는 장점이 있다.

Description

철도 차륜 답면의 조도 측정 장치 {Measuring device for roughness of running surfaces of the railway wheel}
본 발명은 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 철도 차륜 주행 답면의 정원(circle)에서 벗어난 정도(out-of-roundness) 또는 손상 정도(flat & fault) 등을 정밀하면서도 간단하게 측정이 가능하여 그 측정 결과를 통해 전동 소음(rolling noise) 현상의 규명 또는 철도 차륜의 유지 보수를 용이하게 할 수 있는 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 철도차량을 구성하는 차륜(車輪)은 철도차량의 운행시 안전에 있어 가장 중요한 부품으로 레일과의 연속적인 접촉하중을 받게 된다. 따라서, 연속적이고도 지속적인 접촉하중에 의한 차륜 답면의 손상은 운행 중의 충격하중을 발생시켜서 차륜이 설치되는 대차부품에 영향을 미치게 되며, 이는 차륜의 파손 및 탈선을 유발시켜 대형 인명피해를 일으킨다.
이와 같이 차륜에 발생하는 손상요인은 차륜과 레일의 접촉하중과 곡선부 주행시 횡하중에 의한 피로균열, 제동열에 의한 열크랙, 제동시 찰상, 이상 마모 등이 있으며, 이 중 차륜의 답면에 발생하는 균열이 가장 치명적일 수 있다. 따라서, 철도차량의 안전한 운행을 위하여는 차륜의 답면에 발생하는 균열을 감지하고 이에 대하여 유지 보수차원에서 차륜의 삭정 혹은 폐기 등의 조치를 취하여야 하는 이유로 차륜의 답면에 발생한 균열을 감지할 수 있어야 한다.
이때, 철도 차량의 주행 시에 차륜과 레일의 접촉에 의하여 발생하는 전동 소음(rolling noise)은 차륜과 레일 주행 답면(running surface)의 조도(거칠기, roughness)가 차륜과 레일의 진동을 가진하여 발생하는 것으로서 전동 소음 현상의 규명 및 저감을 위해서는 조도의 정확한 측정이 중요하다.
또한, 철도 차륜의 정원에서 벗어난 정도 또는 손상 정도 등을 파악하여 유지 보수를 용이하게 하기 위해서도 철도 차륜 답면의 조도 측정이 필요하다.
한편, 차륜의 조도는 파장(wave length) 별로 조도 스펙트럼을 계산하여 검토하게 되므로 차륜 회전 방향으로의 연속적인 측정이 되어야 하며, 측정 정밀도는 약 0.1 마이크로미터를 필요로 한다.
이때, 필요한 정밀도를 확보하기 위하여 철도 차량이 정지해 있을 때 양쪽 차축박스 아래를 유압잭 등으로 살짝 들어서 사람의 손으로 차륜을 천천히 돌리면서 정밀 변위 센서를 이용하여 측정하며, 차륜 답면에서의 회전 방향 변위를 함께 알기 위하여 엔코더를 이용한다.
이와 같은 차륜의 조도 측정을 위한 기존 기술로서 Lloyd's Register ODS사의 측정기와 뮐러비비엠사의 측정기가 있다.
먼저, Lloyd's Register ODS사의 측정기는 차륜의 표면의 거칠기를 측정하는 변위센서와 엔코더 휠을 차륜 답면에 밀착하여 차륜 회전 방향 변위를 측정하는 부분으로 되어 있다. 차륜 조도의 정밀한 측정을 위하여 변위센서의 차륜과 접촉하는 각도를 수직으로 하여 변위센서가 차륜의 중심부를 정확히 향하도록 하여야 한다. 반면에 철도 차륜의 크기는 차종마다 다를 뿐만 아니라 동일한 차종이라 하더라도 마모 정도에 따라 다르다.
또한, 철도 차륜의 답면은 축방향으로 완전한 평행이 아니라 경사가 되어 있으며 마모도에 따라서 축방향으로 경사가 일정하지 않다. 또한 차륜 플랜지 부근에서는 원호 형상으로 굴곡이 져있다. 결국, 변위센서를 접촉할 때마다 센서가 차륜의 중심점을 정확하게 향하지 않게 되므로 중심점을 향하도록 조정하는 작업이 필요하다.
그런데, Lloyd's Register ODS사의 측정기에서는 차륜의 중심부와 센서의 방향을 맞추기 위한 구성이 없으며 사람의 눈으로 대략적으로 조정하여야 하므로 정밀한 측정이 원활하지 않을 수 있다.
한편, 뮐러비비엠사의 측정기는 엔코더 휠을 크게 하고 엔코더 축과 동일한 축에 변위 센서를 위치시킨 것을 특징으로 한다. 변위 센서는 엔코더 축을 중심으로 어느 각도로 회전하여 고정할 수 있도록 하고 있다. 차륜 답면과 엔코더 휠을 접촉시키면 한 점에서 접촉하게 되며 변위 센서를 그러한 접촉점과 가깝게 회전하여 고정시키면 변위 센서가 차륜의 중심을 향하게 하는데 수월하다. 그런데, 통상적으로 철도 차륜의 답면은 축방향으로 완전한 평행이 아니라 경사가 되어 있으며 마모도에 따라서 축방향으로 경사가 일정하지 않고, 차륜 플랜지 부근에서는 원호 형상으로 굴곡이 있다.
따라서, 변위 센서가 닿는 점과 엔코더 휠이 닿는 점의 회전 방향 변위가 일치하지 못하고 차이가 발생하며 오차의 요인이 된다. 이러한 오차는 변위 센서가 닿는 점과 엔코더 휠이 닿는 점에서의 차륜 지름을 정확히 알면 제거할 수 있으나, 그 지름을 정확히 알기가 쉽지 않다.
또한, 엔코더 휠과 변위 센서가 동일한 축에 설치되어 있으며 차륜 답면의 조도를 따라서 엔코더 휠이 접촉할 때 발생한 진동이 변위 센서에 전달되어 조도의 측정에 오차를 유발할 수 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 철도 차륜 주행 답면의 정원(circle)에서 벗어난 정도(out-of-roundness) 또는 손상 정도(flat & fault) 등을 파악할 수 있는 철도 차륜 답면의 조도(roughness)를 정밀하게 측정할 수 있는 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 철도 차륜 답면의 조도를 정밀하면서도 간편하게 측정할 수 있어 그 측정 결과로서 전동 소음(rolling noise) 현상의 정확한 규명이 가능하여 철도 차륜의 유지 보수를 용이하게 할 수 있는 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치를 제공하는데에도 그 목적이 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;
차륜의 표면 조도를 측정하기 위한 변위센서 및 엔코더 휠과, 상기 변위센서가 차륜의 중심부를 향하도록 상기 변위센서의 상하측에 평행하게 구비되는 제1 및 제2중심조정봉과, 상기 변위센서와 제1 및 제2중심조정봉이 고정되는 센서지지블록과, 상기 변위센서를 상기 센서지지블록에 고정하는 센서고정볼트와, 수평프레임의 상부에 구비되어 전후 이동이 가능하게 구비되며 상기 센서지지블록이 회전가능하게 힌지 결합되는 수직프레임과, 상기 수직프레임을 상기 수평프레임에 고정하는 수직프레임고정볼트와, 상기 센서지지블록이 상기 수직프레임에서 회전된 상태에서 고정하는 센서블록고정볼트와, 상기 엔코더 휠이 축에 결합된 로터리 엔코더가 고정되는 엔코더지지블록이 설치되며 상기 수직프레임에 전후진 가능하게 설치되는 엔코더프레임과, 엔코더프레임을 상기 수직프레임을 고정하는 엔코더블록고정볼트로 구성되는 것을 특징으로 하는 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치를 제공한다.
이때, 상기 수평프레임은 레일면에 부착가능한 자석 받침대의 상부에 고정되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 센서지지블록에는 제1 및 제2조정봉가이드공이 형성되어 제1 및 제2중심조정봉이 가이드되며, 상기 제1 및 제2중심조정봉은 후단부가 연결블록에 일체로 고정되며, 상기 제1 및 제2중심조정봉의 후측에는 스프링이 체결되어 상기 연결블록이 센서지지블록과 탄성 연결되는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 제1 및 제2중심조정봉은 그 몸체의 측면에 제1 및 제2걸림홈이 각각 형성되고, 상기 센서지지블록에는 상기 제1 및 제2걸림홈으로 출몰가능한 제1 및 제2걸쇠가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1 및 제2중심조정봉은 나란히 평행하게 설치되며 그 사이에는 변위 센서가 전후진 가능하게 안내공이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 및 제2중심조정봉은 차륜의 답면에 정밀하게 접촉가능하도록 그 전단부가 뾰족한 탐침 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 엔코더 휠은 상기 변위 센서와 깊이 방향으로 동일한 위치에 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 제1 및 제2중심조정봉을 차륜답면에 접촉시킴으로써 변위센서가 차륜의 중심부를 향하도록 함으로써, 기존에 비하여 변위 센서의 방향을 차륜의 중심에 수월하게 일치시킬 수 있고, 철도 차륜 답면의 조도를 정밀하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
또한, 변위 센서와 엔코더 휠이 동일한 차륜 답면 측정점을 지나게 함으로써 수직방향 변위와 회전방향 변위를 정확하게 측정하는데 매우 유리하다.
도 1은 본 발명에 따른 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치의 설치 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치의 일측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치의 변위 센서 및 중심조정봉의 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치의 변위 센서 및 중심조정봉의 작동 상태를 순차적으로 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징을 이해할 수 있을 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 내지 도 4에 의하면, 본 발명에 따른 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치는 철도 차륜(100)의 주행 답면의 정원(circle)에서 벗어난 정도 (out-of-roundness) 또는 손상 정도(flat & fault) 등을 파악할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치는 차륜(100)의 표면의 거칠기를 측정하는 변위센서(1)와 엔코더 휠(16)을 차륜(100) 답면에 밀착하여 차륜 회전 방향 변위를 측정하며, 차륜(100) 조도의 정밀한 측정을 위하여 변위센서(1)의 차륜(100)과 접촉하는 각도를 수직으로 하여 변위센서(1)가 차륜(100)의 중심부를 정확히 향하도록 하여야 한다.
이를 위한 본 발명에 따른 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치는 차륜(100)의 표면 조도(거칠기, roughness)를 측정하기 위한 변위센서(1) 및 엔코더 휠(16)과, 상기 변위센서(1)가 차륜(100)의 중심부를 향하도록 상기 변위센서(1)의 상하측에 평행하게 구비되는 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b)와, 상기 변위센서(1)와 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b)이 고정되는 센서지지블록(4)과, 상기 변위센서(1)를 상기 센서지지블록(4)에 고정하는 센서고정볼트(10)와, 레일면에 부착가능한 자석 받침대(8)의 상부에 고정되는 수평프레임(7)과, 상기 수평프레임(7)의 상부에 구비되어 전후 이동이 가능하게 구비되며 상기 센서지지블록(4)이 회전가능하게 힌지 결합되는 수직프레임(5)과, 상기 수직프레임(5)을 상기 수평프레임(7)에 고정하는 수직프레임고정볼트(14)와, 상기 센서지지블록(4)이 상기 수직프레임(5)에서 회전된 상태에서 고정하는 센서블록고정볼트(11)와, 상기 엔코더 휠(16)이 축에 결합된 로터리 엔코더(15)가 고정되는 엔코더지지블록(9)이 설치되며 상기 수직프레임(5)에 전후진 가능하게 설치되는 엔코더프레임(6)과, 엔코더프레임(6)을 상기 수직프레임(5)에 고정하는 엔코더블록고정볼트(12)로 구성된다.
이하, 본 발명의 각부 구성을 좀 더 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치를 이용해 실제 차륜(100)의 답면의 조도를 측정하는 경우에는 유압잭 등의 기계장치를 이용해 레일 면에서 차륜(100)을 살짝 들어올린 상태에서 측정자가 차륜(100)을 손으로 천천히 돌리면서 철도 차륜 답면의 조도 측정이 이루어진다.
이때, 상기 차륜(100)의 답면 측정을 위하여 본 발명에 따른 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치를 차륜(100)에 근접하여 설치하되 자석 받침대(8)를 이용하여 레일 면에 고정시킨다.
한편, 상기 변위 센서(1)와 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b)은 센서지지블록(4)에 설치되며, 센서지지블록(4)은 수직프레임(5) 상에서 일정 각도로 회전하여 센서블록고정볼트(11)를 이용하여 고정이 가능하다.
이때, 상기 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b)은 서로 평행하게 배치되며 후단부가 연결블록(18)에 일체로 고정되며, 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b)의 후측에는 스프링(19)이 체결되어 연결블록(18)이 센서지지블록(4)과 탄성 연결된다.
즉, 상기 센서지지블록(4)에는 제1 및 제2조정봉가이드공(4a,4b)이 형성되어 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b)이 가이드되며 스프링(19)의 반발력에 의해 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b)은 후진하려는 힘이 작용한다.
그리고, 상기 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b)은 그 전단부가 뾰족한 탐침 형상으로 이루어져 차륜(100)의 답면에 정밀하게 접촉할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b)은 그 몸체의 측면에 제1 및 제2걸림홈(2c,2d)이 각각 형성되고, 상기 센서지지블록(4)에는 상기 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b)의 제1 및 제2걸림홈(2c,2d)으로 출몰가능한 제1 및 제2걸쇠(20a,20b)가 더 구비된다.
이에 따라 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b)을 연결하는 연결블록(18)을 센서지지블록(4) 방향으로 스프링(19)의 탄성력을 이겨내며 밀게 되면 센서지지블록(4) 내에 제1 및 제2걸쇠(20a,20b)가 상기 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b)의 제1 및 제2걸림홈(2c,2d)에 걸리게 되어 고정된다.
물론, 상기 제1 및 제2걸쇠(20a,20b)를 해제하면 스프링의 복원력에 의해 연결블록(18)이 후진하면서 그에 일체로 고정된 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b)도 후진하게 된다.
한편, 상기 센서지지블록(4)에 설치되는 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b)은 나란히 평행하게 설치되며 그 사이에는 변위 센서(1)가 구비된다.
이때, 상기 센서지지블록(4)에는 상기 변위 센서(1)가 전후진 가능하게 안내공(4c)이 형성되며, 변위 센서(1)가 전후진되어 적절한 위치에 도달하는 경우 그 위치를 센서고정볼트(10)를 조여서 간단히 고정할 수 있다. 즉, 센서고정볼트(10)를 조이거나 풀어서 변위 센서(1)를 전진 또는 후진하여 센서지지블록(4)에 쉽게 고정할 수 있도록 되어 있다.
그리고, 상기 로터리 엔코더(15)와 그 축에 연결된 엔코더 휠(16)은 엔코더지지블록(9)에 고정 설치되며, 그 엔코더지지블록(9)은 상기 엔코더프레임(6)에 설치되는데 힌지(hinge)와 작은 스프링으로 연결되어서, 엔코더 휠(16)에서 차륜(100) 답면을 따라서 회전할 때 발생할 수 있는 진동이 엔코더지지블록(9) 또는 여타 수직프레임(5) 또는 수평프레임(7)에 전달됨으로 인한 변위 센서(1) 측정에 영향을 주지 않도록 한다.
또한 상기 엔코더 휠(16)은 변위 센서(1)와 깊이 방향으로 동일한 위치에 있어서 차륜(100) 답면의 동일한 측정점을 지나게 되어 있으며, 이를 통하여 변위 센서(1)가 지나는 회전 방향 변위와 엔코더 휠(16)이 측정하는 회전 방향 변위를 일치시킨다.
이하, 본 발명에 따른 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치의 변위 센서(1)와 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b)의 조정 예를 설명한다.
차륜(100) 답면의 조도를 측정하기 위해서는 변위 센서(1)가 차륜(100)의 중심부를 향하도록 조정해야 한다.
이를 위해 우선 센서블록고정볼트(11)를 풀어 센서지지블록(4)이 회전이 자류롭게 한다. 그리고, 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b)이 전진 고정된 상태에서 차륜(100)에 근접시키면 서로 평행한 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b)이 차륜(100)의 답면에 접촉할 수 있도록 센서지지블록(4)이 스스로 회전하게 된다.
그리고, 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b) 모두 차륜(100)의 답면에 접촉할 때 변위 센서(1)는 항상 차륜(100)의 중심을 향하게 된다.
이와 같이 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b) 모두 차륜(100)의 답면에 접촉한 상태에서 풀린 상태의 센서블록고정볼트(11)를 조여서 센서지지블록(4)이 더 이상 회전하지 않도록 수직프레임(5)에 고정한 후, 변위 센서(1)를 전진 시키며 차륜(100)의 답면에 접촉시킨다. 그 상태에서 센서고정볼트(10)를 조여 변위 센서(1)의 단부가 차륜(100)의 답면에 접촉된 상태를 유지시켜 준다.
이후 상기 센서지지블록(4) 내의 제1 및 제2걸쇠(20a,20b)를 풀어 제1 및 제2중심조정봉(2a,2b)을 후퇴 고정시킨다.
그런 다음 엔코더프레임(6)을 차륜 방향으로 조정하여 엔코더 휠(16)이 차륜(100) 답면에 접촉시킨 후 엔코더블록고정볼트(12)를 조여서 엔코더프레임(6)을 수직프레임(5)에 고정한다.
이와 같은 상태에서 철도 차륜(100) 주행 답면의 정원(circle)에서 벗어난 정도 (out-of-roundness) 또는 손상 정도(flat & fault)를 파악하거나, 파장 (wave length)별로 조도 스펙트럼(roughness spectrum)을 정밀하면서도 간편하게 측정할 수 있다.
또한 철도 차륜이 아니라 하여도 원통형 기계 또는 구조물의 정원에서 벗어난 정도 또는 손상 정도를 파악하거나, 조도 스펙트럼을 측정하는데 이용될 수 있다.
이상과 같이 변위 센서(1)와 엔코더 휠(16)을 적절한 위치에 설치한 후 차륜(100)을 천천히 회전하여 차륜(100) 답면의 조도를 측정한다.
이때, 차륜(100) 답면의 상(像) 하나의 깊이의 조도를 측정한 후 다른 깊이의 조도를 측정할 때에는 수직프레임고정볼트(14)를 풀어서 수직프레임(5)을 수평프레임(7) 상에서 깊이 방향으로 이동시킨 후 다시 수직프레임고정볼트(14)을 조여서 고정한 후 반복적으로 차륜(100) 답면의 조도를 측정할 수 있다.
각각의 경우에서 변위 센서(1)에서 나오는 차륜(100) 답면 상의 수직방향 변위와 로터리 엔코더(15)에서 나오는 회전방향 변위 정보에 관한 데이터를 정보수집수단(200)인 컴퓨터에 저장한 후 다양한 형태로 차륜(100) 답면의 상태를 검토 및 분석할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
1: 변위 센서 2a: 제1중심조정봉
2b: 제2중심조정봉 4: 센서지지블록
5: 수직프레임 6: 엔코더프레임
7: 수평프레임 8: 자석받침대
9: 엔코더지지블록 10: 센서고정볼트
11: 센서블록고정볼트 12: 엔코더블록고정볼트
14: 수직프레임고정볼트 15: 로터리 엔코더
16: 엔코더 휠 18: 연결블록
19: 스프링 100: 차륜

Claims (7)

  1. 차륜의 표면 조도를 측정하기 위한 변위센서 및 엔코더 휠과, 상기 변위센서가 차륜의 중심부를 향하도록 상기 변위센서의 상하측에 평행하게 구비되는 제1 및 제2중심조정봉과, 상기 변위센서와 제1 및 제2중심조정봉이 고정되는 센서지지블록과, 상기 변위센서를 상기 센서지지블록에 고정하는 센서고정볼트와, 수평프레임의 상부에 구비되어 전후 이동이 가능하게 구비되며 상기 센서지지블록이 회전가능하게 힌지 결합되는 수직프레임과, 상기 수직프레임을 상기 수평프레임에 고정하는 수직프레임고정볼트와, 상기 센서지지블록이 상기 수직프레임에서 회전된 상태에서 고정하는 센서블록고정볼트와, 상기 엔코더 휠이 축에 결합된 로터리 엔코더가 고정되는 엔코더지지블록이 설치되며 상기 수직프레임에 전후진 가능하게 설치되는 엔코더프레임과, 엔코더프레임을 상기 수직프레임을 고정하는 엔코더블록고정볼트로 구성되는 것을 특징으로 하는 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수평프레임은 레일면에 부착가능한 자석 받침대의 상부에 고정되는 것을 특징으로 하는 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 센서지지블록에는 제1 및 제2조정봉가이드공이 형성되어 제1 및 제2중심조정봉이 가이드되며, 상기 제1 및 제2중심조정봉은 후단부가 연결블록에 일체로 고정되며, 상기 제1 및 제2중심조정봉의 후측에는 스프링이 체결되어 상기 연결블록이 센서지지블록과 탄성 연결되는 것을 특징으로 하는 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2중심조정봉은 그 몸체의 측면에 제1 및 제2걸림홈이 각각 형성되고, 상기 센서지지블록에는 상기 제1 및 제2걸림홈으로 출몰가능한 제1 및 제2걸쇠가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2중심조정봉은 나란히 평행하게 설치되며 그 사이에는 변위 센서가 전후진 가능하게 안내공이 형성되는 것을 특징으로 하는 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2중심조정봉은 차륜의 답면에 정밀하게 접촉가능하도록 그 전단부가 뾰족한 탐침 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 엔코더 휠은 상기 변위 센서와 깊이 방향으로 동일한 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치.
KR1020120067753A 2012-06-25 2012-06-25 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치 KR101282150B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120067753A KR101282150B1 (ko) 2012-06-25 2012-06-25 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120067753A KR101282150B1 (ko) 2012-06-25 2012-06-25 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101282150B1 true KR101282150B1 (ko) 2013-07-17

Family

ID=48996541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120067753A KR101282150B1 (ko) 2012-06-25 2012-06-25 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101282150B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101535516B1 (ko) * 2015-02-09 2015-07-09 한국철도기술연구원 가속도 센서와 다중 변위센서를 이용한 레일 표면 조도의 자동 측정장치
KR101646023B1 (ko) * 2015-07-09 2016-08-08 한국철도기술연구원 변위센서의 자동정렬 및 복수개의 측정점을 가지는 열차 차륜 답면의 조도 측정장치 및 조도 측정방법
KR20240046936A (ko) 2022-10-04 2024-04-12 한국표준과학연구원 철도 차륜 검사장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6564467B1 (en) 1999-07-23 2003-05-20 Aea Technology Plc Railway wheel monitoring
KR100611197B1 (ko) 2004-08-16 2006-08-10 한국철도기술연구원 철도차륜 답면형상 측정시스템
US7392595B2 (en) 2002-12-23 2008-07-01 Hegenscheidt-Mfd Gmbh & Co. Kg Device for measuring the roundness of a railroad wheel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6564467B1 (en) 1999-07-23 2003-05-20 Aea Technology Plc Railway wheel monitoring
US7392595B2 (en) 2002-12-23 2008-07-01 Hegenscheidt-Mfd Gmbh & Co. Kg Device for measuring the roundness of a railroad wheel
KR100611197B1 (ko) 2004-08-16 2006-08-10 한국철도기술연구원 철도차륜 답면형상 측정시스템

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101535516B1 (ko) * 2015-02-09 2015-07-09 한국철도기술연구원 가속도 센서와 다중 변위센서를 이용한 레일 표면 조도의 자동 측정장치
WO2016129795A1 (en) * 2015-02-09 2016-08-18 Korea Railroad Research Institute Apparatus for measuring surface roughness of rail using acceleration sensor and displacement sensor
KR101646023B1 (ko) * 2015-07-09 2016-08-08 한국철도기술연구원 변위센서의 자동정렬 및 복수개의 측정점을 가지는 열차 차륜 답면의 조도 측정장치 및 조도 측정방법
KR20240046936A (ko) 2022-10-04 2024-04-12 한국표준과학연구원 철도 차륜 검사장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101004782B1 (ko) 철도 바퀴의 진원도 측정 장치
EP2402227B1 (en) A verification and measurement apparatus for railway axles
JP4857369B2 (ja) 分岐器検査装置
KR101282150B1 (ko) 철도 차륜 답면의 조도 측정 장치
CN205670082U (zh) 一种测力轮对标定试验台
CN110088402B (zh) 一种用于记录轨道几何形状的测量装置和方法
RU2334840C1 (ru) Способ контроля положения рельсового пути и устройство для его осуществления
BR102012015982A2 (pt) Acessório de teste ultrassônico para uma roda
CN101556135A (zh) 凸轮轴销孔角向及深度检测仪
JP2003207319A (ja) レール断面形状測定装置
US10928279B2 (en) Rotation drum alignment ascertaining device
Xing et al. Online detection system for wheel-set size of rail vehicle based on 2D laser displacement sensors
CN104859682A (zh) 一种磁浮列车轨道检测车
CN105923015B (zh) 一种以减振平台为惯性位移基准的钢轨波浪磨耗移动测量方法
JP3017459B2 (ja) 鉄道車両の車輪の片寄りを測定する装置
JP3171691U (ja) 可搬式レール形状測定装置
JP2012098310A (ja) 軌道走行台車の走行試験装置
CN203811302U (zh) 车轴残余应力检测工作台
CN105043260A (zh) 铁路车轮几何参数自动检测机
CN220749670U (zh) 一种用于辅助铁轨平顺性测量的固定装置
CN204963793U (zh) 铁路车轮几何参数自动检测机
CN103090768A (zh) 一种铁路轨距尺检定器
Feng et al. New method for automatically measuring geometric parameters of wheel sets by laser
CN213804668U (zh) 简易轨道测量标架
JP2010208447A (ja) レールの検査装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160531

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180504

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190311

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200309

Year of fee payment: 8