KR102138203B1 - Surface modification device for railroad wheel - Google Patents
Surface modification device for railroad wheel Download PDFInfo
- Publication number
- KR102138203B1 KR102138203B1 KR1020180122829A KR20180122829A KR102138203B1 KR 102138203 B1 KR102138203 B1 KR 102138203B1 KR 1020180122829 A KR1020180122829 A KR 1020180122829A KR 20180122829 A KR20180122829 A KR 20180122829A KR 102138203 B1 KR102138203 B1 KR 102138203B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- unit
- surface modification
- guide rail
- rotating
- wheel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
- C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
- C21D7/04—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D10/00—Modifying the physical properties by methods other than heat treatment or deformation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
철도차륜 표면 개질장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 철도차륜 표면 개질장치는: 제1가이드레일을 구비하는 제1설치부와; 제1설치부에 설치되고, 철도차륜이 장착되며 회전가능한 회전축을 구비하는 제2설치부와; 제1가이드레일과 교차되게 배치되고, 제1가이드레일을 따라 이동되며, 철도차륜을 향하는 제2가이드레일을 구비하는 제1이동부와; 제2가이드레일을 따라 이동되는 제2이동부와; 제2이동부에 장착되어 회동되는 회전부와; 회전부에 장착되고, 회전부와 함께 회전되면서 철도차륜의 표면을 개질하는 표면개질유닛부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. Disclosed is an invention for a railway wheel surface modification device. The disclosed railway wheel surface modification apparatus includes: a first installation unit having a first guide rail; A second installation part which is installed on the first installation part, is equipped with a railroad wheel, and has a rotatable shaft; A first moving part disposed to intersect with the first guide rail, moved along the first guide rail, and having a second guide rail facing the railroad wheel; A second moving part moved along the second guide rail; A rotating part mounted and rotated on the second moving part; It is characterized in that it comprises a; mounted on the rotating unit, the surface modifying unit unit to modify the surface of the railway wheel while rotating with the rotating unit.
Description
본 발명은 철도차륜 표면 개질장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 철도차륜의 표면을 초음파 진동으로 개질하여 철도차륜의 마찰 및 마모 특성을 향상시키는 철도차륜 표면 개질장치에 관한 것이다.The present invention relates to a surface modification apparatus for a railway wheel, and more particularly, to a surface modification apparatus for a railway wheel that improves friction and abrasion characteristics of the railway wheel by modifying the surface of the railway wheel by ultrasonic vibration.
일반적으로, 철도교통은 화물 및 여객 분야에 있어서 육상 교통의 주요한 역할을 담당해 왔으며, 최근에는 고속철도의 대중화에 따라 그 운행횟수의 증가와 함께 더욱 고속화가 진행되고 있고, 이에 따라 철도 차량이 운행하기 위한 레일의 안전점검 및 유지보수에 대한 필요성이 점차 커지고 있다.In general, railway transportation has played a major role in land transportation in the field of cargo and passengers. Recently, the speed of transportation has increased along with the increase in the number of operations according to the popularization of high-speed railways, and accordingly, railroad vehicles are required to operate. The need for safety inspection and maintenance of rails is gradually increasing.
철도 차량의 바퀴는 레일의 헤드 부분과 지속적으로 접촉하므로, 바퀴와 레일의 접촉 부분에 마찰 및 마모가 발생하게 되며, 이러한 레일의 마모는 소재, 레일의 형상, 곡선부 반경, 선로구배, 열차속도, 선로의 보수상태 및 레일 도유 상태 등에 의해 영향을 받는다.Since the wheels of a railroad vehicle constantly contact the head portion of the rail, friction and wear occur at the contact portion of the wheel and rail, and the wear of these rails is the material, the shape of the rail, the radius of the curve, the slope of the track, the train speed , It is influenced by the repair condition of the track and the rail stolen condition.
이러한 레일 마모 및 피로손상이 누적되는 것을 해소하기 위해 레일 연결부, 용접부위 및 교차부 등 피로누적 및 손상부위에 초음파 나노표면개질(UNSM) 기술을 이용하여 표면을 개질하는 것에 의해 피로누적을 회복하고 표면을 강화시키지만, 레일과 접촉되는 차륜의 표면을 개질하여 마찰 및 마모특성을 향상시키는 장치 및 방법이 없는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.In order to eliminate the accumulation of rail wear and fatigue damage, fatigue accumulation is restored by modifying the surface by using ultrasonic nano surface modification (UNSM) technology on the fatigue accumulation and damage areas, such as rail joints, welds, and intersections. Although it strengthens the surface, there is a problem that there is no device and method to improve the friction and wear characteristics by modifying the surface of the wheel contacting the rail. Therefore, there is a need to improve this.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1346968호(2013.12.24. 등록, 발명의 명칭: 초음파 충격 처리에 의한 용접된 레일 조인트 특성의 품질 및 신뢰성 향상 방법)에 게시되어 있다.Background art of the present invention is published in Korea Patent Registration No. 10-1346968 (December 24, 2013, registered, title of invention: method for improving quality and reliability of welded rail joint characteristics by ultrasonic shock treatment).
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 철도차륜의 표면을 초음파 진동으로 개질하여 철도차륜의 마찰 및 마모 특성을 향상시키는 철도차륜 표면 개질장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been created by the necessity as described above, and an object thereof is to provide a surface modification device for a railroad wheel that improves friction and abrasion characteristics of the railroad wheel by modifying the surface of the railroad wheel with ultrasonic vibration.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 철도차륜 표면 개질장치는: 제1가이드레일을 구비하는 제1설치부; 상기 제1설치부에 설치되고, 철도차륜이 장착되며 회전가능한 회전축을 구비하는 제2설치부; 상기 제1가이드레일과 교차되게 배치되고, 상기 제1가이드레일을 따라 이동되며, 상기 철도차륜을 향하는 제2가이드레일을 구비하는 제1이동부; 상기 제2가이드레일을 따라 이동되는 제2이동부; 상기 제2이동부에 장착되어 회동되는 회전부; 및 상기 회전부에 장착되고, 상기 회전부와 함께 회전되면서 상기 철도차륜의 표면을 개질하는 표면개질유닛부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the railway wheel surface modification apparatus of the present invention includes: a first installation unit having a first guide rail; A second installation part which is installed on the first installation part, is equipped with a railroad wheel, and has a rotatable shaft; A first moving part disposed to intersect with the first guide rail, moved along the first guide rail, and having a second guide rail facing the railway wheel; A second moving part moved along the second guide rail; A rotating part mounted and rotated on the second moving part; And a surface modification unit unit mounted on the rotating unit and modifying the surface of the railway wheel while rotating together with the rotating unit.
또한, 상기 회전부는 제3가이드레일을 구비하고, 상기 표면개질유닛부는 상기 제3가이드레일을 따라 이동되는 것을 특징으로 한다. In addition, the rotating portion is provided with a third guide rail, the surface modification unit is characterized in that it is moved along the third guide rail.
또한, 상기 제2설치부, 상기 제1이동부, 상기 제2이동부, 상기 회전부 및 상기 표면개질유닛부의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, it characterized in that it further comprises a control unit for controlling the operation of the second mounting portion, the first moving portion, the second moving portion, the rotating portion and the surface modification unit.
또한, 상기 제2설치부에서 상기 철도차륜 측으로 돌출되며, 상기 철도차륜의 표면중 곡면부를 감싸는 센서지지부; 및 상기 센서지지부에 장착되며, 상기 표면개질유닛부를 감지하는 감지센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, a sensor support portion protruding from the second installation portion toward the railway wheel and surrounding a curved portion of the surface of the railway wheel; And a sensing sensor mounted on the sensor support unit and sensing the surface modification unit unit.
또한, 상기 감지센서는 복수개로 상기 곡면부에서 곡률변경지점과 대응되는 위치에 위치되도록 상기 센서지지부에 장착되는 것을 특징으로 한다. In addition, it is characterized in that the plurality of detection sensors are mounted on the sensor support so as to be positioned at a position corresponding to a curvature change point in the curved portion.
또한, 상기 감지센서는 상기 표면개질유닛부를 감지하면 감지신호를 상기 제어부에 전달하고, 상기 제어부는 감지신호를 토대로 상기 회전부를 설정각도로 회전시키면서 상기 제2이동부 및 상기 표면개질유닛부를 이동시켜 상기 표면개질유닛부의 위치를 조정하는 것을 특징으로 한다. In addition, when the sensing sensor detects the surface modification unit unit, the sensing signal is transmitted to the control unit, and the control unit rotates the rotating unit at a set angle based on the detection signal to move the second moving unit and the surface modification unit unit. It is characterized by adjusting the position of the surface modification unit.
또한, 상기 표면개질유닛부는, 상기 철도차륜의 표면을 타격하여 개질하는 표면개질부; 상기 표면개질부가 장착되는 표면개질케이스부; 상기 표면개질케이스부에서 상기 철도차륜 측으로 돌출되며, 상기 감지센서에 감지되는 감지봉; 및 상기 표면개질케이스부의 상기 제3가이드레일와 마주보는 면에 장착되며, 상기 제3가이드레일와 결합되어 상기 제3가이드레일을 따라 이동되는 제3가이드블록;을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the surface modification unit unit, a surface modification unit for hitting the surface of the railway wheel to modify; A surface modification case part to which the surface modification part is mounted; A sensing rod protruding from the surface modification case part toward the railroad wheel and being sensed by the sensing sensor; And a third guide block mounted on the surface of the surface modification case facing the third guide rail and coupled to the third guide rail and moved along the third guide rail.
또한, 상기 회전부는, 상기 제2이동부에 장착되는 회전구동부; 상기 회전구동부의 회동으로 회전되는 회전블록; 및 상기 회전블록의 상기 제3가이드블록와 마주보는 면에 장착되는 상기 제3가이드레일;을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the rotating unit, a rotating driving unit mounted to the second moving unit; A rotating block rotated by rotation of the rotating driving unit; And the third guide rail mounted on a surface facing the third guide block of the rotating block.
본 발명에 따른 철도차륜 표면 개질장치는 표면개질유닛부를 통해 철도차륜의 표면 개질작업을 수행할 수 있는 효과가 있다. The railway wheel surface modification apparatus according to the present invention has an effect of performing a surface modification operation of the railway wheel through the surface modification unit.
또한, 본 발명은 제1이동부, 제2이동부를 통해 표면개질유닛부가 제2설치부의 회전축에 설치되는 철도차륜에 근접하게 이동시킬 수 있음은 물론, 철도차륜의 표면 개질작업시 표면개질유닛부의 위치가 용이하게 조정될 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention can move the surface modification unit portion close to the railway wheel installed on the rotating shaft of the second installation portion through the first moving portion and the second moving portion, as well as the surface modification unit portion during the surface modification operation of the railway wheel. There is an effect that the position can be easily adjusted.
또한, 본 발명은 회전부를 통해 표면개질유닛부가 회전되면서 철도차륜의 표면 중 곡면부를 용이하게 개질할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention has an effect that can easily modify the curved portion of the surface of the rail wheel while the surface modification unit is rotated through the rotating portion.
또한, 본 발명은 표면개질유닛부가 회전부에 구비되는 제3가이드레일을 따라 이동되므로, 표면개질유닛부를 철도차륜의 표면에 용이하게 접촉시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, since the present invention is moved along the third guide rail provided on the rotating unit, the surface modification unit has an effect of easily contacting the surface modification unit with the surface of the railway wheel.
또한, 본 발명은 철도차륜의 표면 중 곡면부를 감싸는 센서지지부와, 철도차륜의 표면 중 곡면부의 곡률변경지점과 대응되는 위치에 위치되도록 센서지지부에 장착되는 감지센서를 통해 표면개질유닛부가 철도차륜의 표면 중 곡면부의 개질작업을 시작할 때 표면개질유닛부의 위치를 신속하게 감지할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention is a surface modification unit through a sensor support mounted on the sensor support so as to be positioned at a position corresponding to the curvature change point of the curved portion of the surface of the railway wheel, and the sensor support portion surrounding the curved portion of the railway wheel surface of the railway wheel. It is possible to quickly detect the position of the surface modification unit when starting the modification of the curved portion of the surface.
또한, 본 발명은 제어부를 통해 회전부를 회동시키면서 제2이동부 및 표면개질유닛부를 이동시켜 표면개질유닛부의 위치를 조정할 수 있어, 표면개질유닛부가 철도차륜의 표면 중 곡면부에 대응하여 효율적으로 곡면부를 개질할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention can adjust the position of the surface modification unit part by moving the second moving part and the surface modification unit part while rotating the rotating part through the control unit, so that the surface modification unit part is effectively curved corresponding to the curved part of the surface of the railway wheel. It has the effect of modifying wealth.
도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차륜 표면 개질장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 4는 도 2의 A 부분을 다른 측면에서 바라본 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차륜 표면 개질장치의 평면도이다.
도 6은 도 5의 B 부분을 확대한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차륜 표면 개질장치의 표면개질유닛부가 철도차륜의 표면을 개질하는 것을 나타내 도면이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차륜 표면 개질장치의 표면개질유닛부가 철도차륜의 표면 중 곡면부를 개질하는 것을 나타낸 도면이다. 1 and 2 are views schematically showing a surface modification apparatus for a railway wheel according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view of part A of FIG. 2.
FIG. 4 is a view of part A of FIG. 2 viewed from another side.
5 is a plan view of a surface modification device for a railway wheel according to an embodiment of the present invention.
6 is an enlarged view of part B of FIG. 5.
7 is a view showing that the surface modification unit portion of the railway wheel surface modification apparatus according to an embodiment of the present invention modifies the surface of the railway wheel.
8 to 11 are views showing that the surface modification unit of the surface modification device of the railway wheel according to an embodiment of the present invention modifies the curved portion of the surface of the railway wheel.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차륜 표면 개질장치를 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings to describe the railroad wheel surface modification apparatus according to an embodiment of the present invention.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or practice. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차륜 표면 개질장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 A 부분을 확대한 도면이고, 도 4는 도 2의 A 부분을 다른 측면에서 바라본 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차륜 표면 개질장치의 평면도이고, 도 6은 도 5의 B 부분을 확대한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차륜 표면 개질장치의 표면개질유닛부가 철도차륜의 표면을 개질하는 것을 나타내 도면이고, 도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차륜 표면 개질장치의 표면개질유닛부가 철도차륜의 표면 중 곡면부를 개질하는 것을 나타낸 도면이다. 1 and 2 are views schematically showing a surface modification apparatus for a railway wheel according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an enlarged view of part A of FIG. 2, and FIG. 4 is a view of another part A of FIG. Figure 5 is a plan view of a railroad wheel surface modification apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is an enlarged view of part B of Figure 5, Figure 7 is an embodiment of the present invention It is a view showing that the surface modification unit part of the surface modification device of the railroad wheel modifies the surface of the railroad wheel, and FIGS. 8 to 11 are surface modification unit parts of the railroad wheel surface modification device according to an embodiment of the present invention. It is a figure showing modification of a curved portion of the surface.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차륜 표면 개질장치(1)는 제1설치부(100), 제2설치부(200), 제1이동부(300), 제2이동부(400), 회전부(500) 및 표면개질유닛부(600)를 포함한다. 1 to 4, the rail wheel
제1설치부(100)는 제1가이드레일(130)을 구비한다. 제1설치부(100)는 제1설치대(110), 제1가이드레일설치블록(120) 및 제1가이드레일(130)을 포함한다. 제1설치대(110)는 바닥에 배치되며, 제2설치부(200)가 수직방향으로 설치된다. The
제1가이드레일설치블록(120)은 한 쌍으로 제1설치대(110)의 상부에 서로 이격되게 구비된다. 이때, 제1가이드레일설치블록(120)는 제1설치대(110)의 상부에 X축방향으로(도 1, 도 2 기준) 나란하게 구비될 수 있다. The first guide
제1가이드레일(130)은 한 쌍으로 제1가이드레일설치블록(120)의 상부에 설치된다. 제1가이드레일설치블록(120)의 상부에 설치되므로, 제1가이드레일설치블록(120)과 동일하게 X축방향으로(도 2 기준) 배치될 수 있다. The
제2설치부(200)는 제1설치부(100)에 설치되고, 철도차륜(10)이 장착되며 회전가능한 회전축(210)을 구비한다. 제2설치부(200)의 내부에는 회전축(210)을 회동시키는 모터 등의 구동부(미도시)가 설치되며, 제어부(900)에 의해 구동부의 구동은 제어된다. 철도차륜(10)의 표면(11)을 개질할 때 구동부가 회동되면 회전축(210)과 연동되어 회전되고, 철도차륜(10)가 회동된다. The
제1이동부(300)는 제1가이드레일(130)과 교차되게 배치되고, 제1가이드레일(130)을 따라 이동되며, 철도차륜(10)을 향하는 제2가이드레일(330)을 구비한다. 제1이동부(300)는 제1이동부본체(310), 제1가이드블록(320) 및 제2가이드레일(330)를 포함한다. 제1이동부본체(310)은 프레임 형상으로 제1가이드레일(130)과 교차되도록 배치될 수 있다. The first moving
제1가이드블록(320)은 제1이동부본체(310)의 제1가이드레일(130)과 마주보는 면에 설치되며, 제1가이드레일(130)과 결합되어 제1가이드레일(130)을 따라 이동된다. 이로 인해, 제1이동부본체(310)가 X축방향으로(도 2 기준) 이동될 수 있다. 제2가이드레일(330)은 제1이동부본체(310)의 상부에 Y축방향으로(도 2 기준) 배치될 수 있다. The
제2이동부(400)는 제2가이드레일(330)을 따라 이동된다. 제2이동부(400)는 제2이동부본체(410)와 제2가이드블록(420)을 포함한다. 제2이동부본체(410)는 뒤에 후술된 회전부(500)를 받치는 역할을 한다. 제2가이드블록(420)은 제2이동부본체(410)의 제2가이드레일(330)와 마주보는 면에 설치되며, 제2가이드레일(330)과 결합되어 제2가이드레일(330)을 따라 이동된다. 그 결과, 뒤에 후술된 표면개질유닛부(600)가 X축, Y축 방향으로(도 1, 도 2 기준) 되면서 철도차륜(10) 측으로 근접하게 이동될 수 있다. The second moving
회전부(500)는 제2이동부(400)에 장착되어 회동된다. 이로 인해, 표면개질유닛부(600)를 회전되면서 철도차륜(10)의 표면(11)을 용이하게 개질할 수 있다. The
표면개질유닛부(600)는 회전부(500)에 장착되고, 회전부(500)와 함께 회전되면서 철도차륜(10)의 표면(11)을 개질한다. 표면개질유닛부(600)는 철도차륜(10)의 표면(11) 중 레일과 접촉되는 면을 개질하여 마찰 및 마모 특성이 향상되도록 할 수 있다. 이때, 표면개질유닛부(600)는 회전부(500)에 의해 회전되면서 철도차륜(10)의 표면(11)을 개질하므로, 철도차륜(10)의 표면(11) 중 곡면부(12)를 용이하게 개질할 수 있다. The surface
회전부(500)는 제3가이드레일(530)을 구비하고, 표면개질유닛부(600)는 제3가이드레일(530)을 따라 이동된다. 표면개질유닛부(600)가 제1이동부(300)와 제2이동부(400)를 통해 X축, Y축 방향으로(도 2 기준) 되면서 철도차륜(10) 측으로 근접되면, 제3가이드레일(530)을 따라 이동되면서 표면개질유닛부(600)는 철도차륜(10)의 표면(11)에 접촉될 수 있다(도 4 참조). 그 결과, 표면개질유닛부(600)의 표면개질부(610)가 철도차륜(10)의 표면(11)에 접촉되어 타격을 가하여 철도차륜(10)의 표면(11)을 개질할 수 있다. The
철도차륜 표면 개질장치(1)는 제어부(900)를 더 포함한다. 제어부(900)는 제2설치부(200), 제1이동부(300), 제2이동부(400), 회전부(500) 및 표면개질유닛부(600)의 작동을 제어한다. 구체적으로, 제어부(900)는 제2설치부(200)의 구동부의 작동을 제어하여 회전축(210)의 회전을 제어할 수 있음은 물론, 제1이동부(300), 제2이동부(400)의 작동을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(900)는 회전부(500)의 회전구동부(510)의 회동 및 표면개질유닛부(600)의 작동을 제어할 수 있다. 이때, 제어부(900)는 PLC(Programmable Logic Controller)를 기반으로 제2설치부(200), 제1이동부(300), 제2이동부(400), 회전부(500) 및 표면개질유닛부(600)의 작동을 제어할 수 있다. 이에 따라, 작업의 효율성이 향상될 수 있다. The railroad wheel
철도차륜 표면 개질장치(1)는 센서지지부(700)와 감지센서(800)를 더 포함한다. 센서지지부(700)는 제2설치부(200)에서 철도차륜(10) 측으로 돌출되며, 철도차륜(10)의 표면(11) 중 곡면부(12)를 감쌀 수 있다. 센서지지부(700)는 제1센서지지부(710)와 제2센서지지부(720)를 포함한다. 제1센서지지부(710)는 막대형상으로 제2설치부(200)에서 철도차륜(10) 측으로 돌출된다. 제2센서지지부(720)는 제1센서지지부(710)에서 연장형성되며, 곡면부(12)를 감싼다. 감지센서(800)는 제2센서지지부(720)에 장착된다. The railroad wheel
감지센서(800)는 센서지지부(700)에 장착되며, 표면개질유닛부(600)를 감지한다. 감지센서(800)는 레이저센서로 표면개질유닛부(600)를 감지할 수 있다. 이때, 감지센서(800)는 레이저센서로 한정된 것이 아니라, 상황에 따라 접촉센서 등 표면개질유닛부(600)를 감지할 수 있는 범위 내에서 다양한 센서로 변경가능하다. The
감지센서(800)는 복수개로 곡면부(12)에서 곡률변경지점(13)과 대응되는 위치에 위치되도록 센서지지부(700)에 장착된다. 구체적으로, 곡면부(12)는 제1곡면부(12a)와 제2곡면부(12b)로 이루어질 수 있으며, 제1곡면부(12a)와 제2곡면부(12b)의 곡면형상이 서로 다르다. The
도 7 내지 도 11과 같이, 제1곡면부(12a)의 제1곡률변경지점(13a)과, 제2곡면부(12b)의 제2곡률변경지점(13b)과 대응되는 위치에 위치되도록 감지센서(800)가 센서지지부(700)의 제2센서지지부(720)에 장착되므로, 감지센서(800)에 표면개질유닛부(600)가 감지되면, 뒤에 후술된 제어부(900)에 의해 표면개질유닛부(600)는 제1곡면부(12a)와 제2곡면부(12b)에 대응하여 제1곡면부(12a)와 제2곡면부(12b)를 개질할 수 있도록 위치가 조정될 수 있다. 7 to 11, the first
이와 같이, 감지센서(800)는 표면개질유닛부(600)를 감지할 경우 감지신호를 제어부(900)에 전달하여 표면개질유닛부(600)가 곡면부(12)에 대응하여 위치가 조정될 수 있도록 할 수 있다. 그 결과, 표면개질유닛부(600)는 위치가 조정되면서 철도차륜(10)의 곡면부(12)에 대응하여 곡면부(12)를 용이하게 개질할 수 있다. In this way, when the
감지센서(800)는 표면개질유닛부(600)를 감지하면 감지신호를 제어부(900)에 전달하고, 제어부(900)는 감지신호를 토대로 회전부(500)를 설정각도로 회전시키면서 제2이동부(400) 및 표면개질유닛부(600)를 이동시켜 표면개질유닛부(600)의 위치를 조정할 수 있다. 이때, 설정각도는 표면개질유닛부(600)가 철도차륜(10)의 곡면부(12)에 대응하여 곡면부(12)를 개질할 수 있도록 설정된 표면개질유닛부(600)의 회전각도이다. When the
구체적으로, 제어부(900)가 제1곡률변경지점(13a)에 대응되는 위치에 위치된 감지센서(800)로부터 감지신호를 전달받으면, 제어부(900)는 제1곡면부(12a)에 대응하여 표면개질유닛부(600)의 위치를 조정할 수 있다. 도 8, 도 9와 같이, 제어부(900)는 회전부(500)를 설정각도로 회전시키는 동시에 제2이동부(400) 및 표면개질유닛부(600)를 이동시킬 수 있다. 즉, 표면개질유닛부(600)는 회전부(500)와 함께 회전되면서 제2이동부(400)와 함께 좌우측으로(도 8, 도 9 기준) 이동되고, 제3가이드레일(530)를 따라 이동되어 제1곡면부(12a)를 개질할 수 있도록 위치가 조정될 수 있다. 이와 같이, 표면개질유닛부(600)의 위치가 조정되면, 회전부(500)에 의해 회전되면서 제1곡면부(12a)를 용이하게 개질할 수 있다.Specifically, when the
그 후, 제어부(900)가 제2곡률변경지점(13b)에 대응되는 위치에 위치된 감지센서(800)로부터 감지신호를 전달받으면, 제어부(900)는 제2곡면부(12b)에 대응하여 표면개질유닛부(600)의 위치를 조정할 수 있다. 도 10, 도 11과 같이, 제어부(900)는 회전부(500)를 설정각도로 회전시키는 동시에 제2이동부(400) 및 표면개질유닛부(600)를 이동시킬 수 있다. 즉, 표면개질유닛부(600)는 회전부(500)와 함께 회전되면서 제2이동부(400)와 함께 좌우측으로(도 10, 도 11 기준) 이동되고, 제3가이드레일(530)를 따라 이동되어 제2곡면부(12b)를 개질할 수 있도록 위치가 조정될 수 있다. 이와 같이, 표면개질유닛부(600)의 위치가 조정되면, 회전부(500)에 의해 회전되면서 제2곡면부(12b)를 용이하게 개질할 수 있다. 따라서, 철도차륜(10)의 곡면부(12)를 용이하게 개질할 수 있다. Thereafter, when the
표면개질유닛부(600)는 표면개질부(610), 표면개질케이스부(620), 감지봉(630) 및 제3가이드블록(640)을 포함한다. 표면개질부(610)는 초음파 개질장치로, 철도차륜(10)의 표면(11)을 타격하여 개질한다. The surface
표면개질부(610)는 철도차륜(10)의 표면(11) 중 강도가 저하된 부분에 초음파 나노표면개질(UNSM: Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification)을 수행함으로써, 누적피로를 회복하고 강도를 모재와 동등한 수준까지 증가시켜 내구성 및 수명을 증가시키도록 구성된다. 이러한 표면개질부(610)는 종래의 초음파 나노표면개질장치 또는 앞으로 개발되는 새로운 초음파 나노표면개질장치를 이용할 수 있으며, 설명의 간략화를 위해, 초음파 나노표면개질장치에 대한 구체적인 구성이나 작동 방법에 대해서는 그 상세한 설명을 생략한다.The
표면개질부(610)는 초음파 진동에너지를 응용하여 아주 큰 정적 및 동적 하중이 부가된 볼(ball)로써 접촉 응력 3~30 GPa로 1초에 20,000번 이상의 탁격(1,000~100,000회/㎟ 정도)을 금속 표면에 주어, 많은 소성변형 및 탄성변형을 발생시키고, 이로 인해 표층부의 조직을 나노결정 조직으로 개질함과 동시에 아주 크고 깊은 압축잔류응력을 부가한다. 표면개질부(610)에는 진동자(20kHz 내지 40kHz), 부스터(booster), 혼(horn)을 포함하며, 추가로 혼의 선단에는 볼(ball)과 볼을 고정시켜주는 볼팁(tip)이 위치해 있다. The
표면개질부(610)는 면층에 압축잔류응력을 형성시켜서 구름접촉피로(rolling contact Fatigue) 및 응력부식균열에 대한 내구성을 향상시키며, 표면에 직경 1~2 마이크론 크기의 미세한 딤플을 형성시키는 기능을 갖는다. 아울러 마찰계수를 감소시키고 마모율을 낮추는 기능을 한다. 또한, 표면개질부(610)는 표면 경도를 증가시켜서 마모율을 낮추고 피로한도를 높이는 기능을 하며, 50~200 나노미터 크기의 입도를 갖는 나노결정 구조를 표면층에 형성시키며, 인장강도, 경도, 피로수명 등 마모율 등을 향상시키는 기능을 한다.The
표면개질케이스부(620)에는 표면개질부(610)가 장착된다. 표면개질케이스부(620)는 제1표면개질케이스(621)와 제2표면개질케이스(622)를 포함한다. 제1표면개질케이스(621)는 제1장착홈부(621a)가 형성된다. 제2표면개질케이스(622)는 제1장착홈부(621a)와 마주보는 면에 제2장착홈부(622a)가 형성된다. 표면개질부(610)는 제1장착홈부(621a)와 제2장착홈부(622a) 사이에 배치되며, 제1표면개질케이스(621)와 제2표면개질케이스(622)가 볼트 등의 결합부(미도시)를 통해 결합되면서표면개질케이스부(620)에 장착될 수 있다. A
감지봉(630)는 표면개질케이스부(620)에서 철도차륜(10) 측으로 돌출되며, 감지센서(800)에 감지된다. 즉, 감지봉(630)을 통해 감지센서(800)는 표면개질부(610)의 위치를 감지할 수 있다. The
제3가이드블록(640)는 표면개질케이스부(620)의 제3가이드레일(530)와 마주보는 면에 장착되며, 제3가이드레일(530)와 결합되어 제3가이드레일(530)을 따라 이동된다. 이로 인해, 표면개질부(610)는 철도차륜(10)의 표면(11)에 용이하게 접촉되어 철도차륜(10)의 표면(11)을 개질할 수 있다. The
회전부(500)는 회전구동부(510), 회전블록(520) 및 제3가이드레일(530)을 포함한다. 회전구동부(510)는 제2이동부(400)에 장착되며, 회전블록(520)을 반시계 또는 시계방향으로 회전시킨다. 회전블록(520)는 회전구동부(510)의 회동으로 회전된다. 이와 같이, 회전블록(520)이 회전됨에 따라 회전블록(520)의 상측에 장착된 표면개질부(610)는 회전블록(520)을 따라 회전되면서 철도차륜(10)의 곡면부(12)를 개질할 수 있다. 제3가이드레일(530)은 회전블록(520)의 제3가이드블록(640)와 마주보는 면에 장착된다. The
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art to which the art belongs, various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. Will understand.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the claims below.
1 : 철도차륜 표면 개질장치 10 : 철도차륜
11 : 표면 12 : 곡면부
13 : 곡률변경지점 100 : 제1설치부
110 : 제1설치대 120 : 제1가이드레일설치블록
130 : 제1가이드레일 200 : 제2설치부
210 : 회전축 300 : 제1이동부
310 : 제1이동부본체 320 : 제1가이드블록
330 : 제2가이드레일 400 : 제2이동부
410 : 제2이동부본체 420 : 제2가이드블록
500 : 회전부 510 : 회전구동부
520 : 회전부블록 530 : 제3가이드레일
600 : 표면개질유닛부 610 : 표면개질부
620 : 표면개질케이스부 621 : 제1표면개질케이스
621a: 제1장착홈부 622 : 제2표면개질케이스
622a : 제2장착홈부 630 : 감지봉
640 : 제3가이드블록 700 : 센서지지부
710 : 제1센서지지부 720 : 제2센서지지부
800 : 감지센서 900 : 제어부1: Railroad wheel surface modification device 10: Railroad wheel
11: surface 12: curved portion
13: curvature change point 100: first installation
110: first mounting base 120: first guide rail mounting block
130: 1st guide rail 200: 2nd installation part
210: rotating shaft 300: first moving part
310: first mobile unit main body 320: first guide block
330: 2nd guide rail 400: 2nd moving part
410: second mobile unit main body 420: second guide block
500: rotating part 510: rotating driving part
520: rotating part block 530: third guide rail
600: surface modification unit 610: surface modification unit
620: surface modification case unit 621: first surface modification case
621a: First mounting groove 622: Second surface modification case
622a: second mounting groove 630: sensing rod
640: third guide block 700: sensor support
710: first sensor support 720: second sensor support
800: detection sensor 900: control unit
Claims (8)
상기 제1설치부에 설치되고, 철도차륜이 장착되며 회전가능한 회전축을 구비하는 제2설치부;
상기 제1가이드레일과 교차되게 배치되고, 상기 제1가이드레일을 따라 이동되며, 상기 철도차륜을 향하는 제2가이드레일을 구비하는 제1이동부;
상기 제2가이드레일을 따라 이동되는 제2이동부;
상기 제2이동부에 장착되어 회동되는 회전부; 및
상기 회전부에 장착되고, 상기 회전부와 함께 회전되면서 상기 철도차륜의 표면을 개질하는 표면개질유닛부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차륜 표면 개질장치.
A first installation part having a first guide rail;
A second installation part which is installed on the first installation part, is equipped with a railroad wheel, and has a rotatable shaft;
A first moving part disposed to intersect with the first guide rail, moved along the first guide rail, and having a second guide rail facing the railway wheel;
A second moving part moved along the second guide rail;
A rotating part mounted and rotated on the second moving part; And
And a surface modification unit unit mounted on the rotating unit and modifying the surface of the railway wheel while rotating together with the rotating unit.
상기 회전부는 제3가이드레일을 구비하고,
상기 표면개질유닛부는 상기 제3가이드레일을 따라 이동되는 것을 특징으로 하는 철도차륜 표면 개질장치.
According to claim 1,
The rotating portion is provided with a third guide rail,
The surface modification unit is a rail wheel surface modification device characterized in that it is moved along the third guide rail.
상기 제2설치부, 상기 제1이동부, 상기 제2이동부, 상기 회전부 및 상기 표면개질유닛부의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차륜 표면 개질장치.
According to claim 2,
The second installation unit, the first moving unit, the second moving unit, the rotating unit and the surface modification unit further comprising a control unit for controlling the operation of the surface modification unit.
상기 제2설치부에서 상기 철도차륜 측으로 돌출되며, 상기 철도차륜의 표면중 곡면부를 감싸는 센서지지부; 및
상기 센서지지부에 장착되며, 상기 표면개질유닛부를 감지하는 감지센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차륜 표면 개질장치.
According to claim 3,
A sensor support portion protruding from the second installation portion toward the railway wheel and surrounding a curved portion of the surface of the railway wheel; And
It is mounted on the sensor support, a sensor for detecting the surface modification unit; Rail wheel surface modification apparatus further comprising.
상기 감지센서는 복수개로 상기 곡면부에서 곡률변경지점과 대응되는 위치에 위치되도록 상기 센서지지부에 장착되는 것을 특징으로 하는 철도차륜 표면 개질장치.
The method of claim 4,
Railroad wheel surface modification device, characterized in that the plurality of detection sensors are mounted on the sensor support so as to be positioned at a position corresponding to a curvature change point in the curved portion.
상기 감지센서는 상기 표면개질유닛부를 감지하면 감지신호를 상기 제어부에 전달하고, 상기 제어부는 감지신호를 토대로 상기 회전부를 설정각도로 회전시키면서 상기 제2이동부 및 상기 표면개질유닛부를 이동시켜 상기 표면개질유닛부의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 철도차륜 표면 개질장치.
The method of claim 5,
When the sensing sensor detects the surface modification unit, the sensing signal is transmitted to the control unit, and the control unit rotates the rotating unit at a set angle based on the detection signal to move the second moving unit and the surface modification unit to move the surface. A surface modification apparatus for a railway wheel, characterized in that the position of the reforming unit is adjusted.
상기 표면개질유닛부는,
상기 철도차륜의 표면을 타격하여 개질하는 표면개질부;
상기 표면개질부가 장착되는 표면개질케이스부;
상기 표면개질케이스부에서 상기 철도차륜 측으로 돌출되며, 상기 감지센서에 감지되는 감지봉; 및
상기 표면개질케이스부의 상기 제3가이드레일와 마주보는 면에 장착되며, 상기 제3가이드레일와 결합되어 상기 제3가이드레일을 따라 이동되는 제3가이드블록;을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차륜 표면 개질장치.
The method of claim 4,
The surface modification unit portion,
A surface reforming part that strikes the surface of the railroad wheel and modifies it;
A surface modification case part to which the surface modification part is mounted;
A sensing rod protruding from the surface modification case part toward the railroad wheel and being sensed by the sensing sensor; And
And a third guide block mounted on the surface of the surface modification case facing the third guide rail, and coupled to the third guide rail and moved along the third guide rail. .
상기 회전부는,
상기 제2이동부에 장착되는 회전구동부;
상기 회전구동부의 회동으로 회전되는 회전블록; 및
상기 회전블록의 상기 제3가이드블록와 마주보는 면에 장착되는 상기 제3가이드레일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차륜 표면 개질장치.The method of claim 7,
The rotating part,
A rotation driving part mounted on the second moving part;
A rotating block rotated by rotation of the rotating driving unit; And
And a third guide rail mounted on a surface facing the third guide block of the rotating block.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180122829A KR102138203B1 (en) | 2018-10-15 | 2018-10-15 | Surface modification device for railroad wheel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180122829A KR102138203B1 (en) | 2018-10-15 | 2018-10-15 | Surface modification device for railroad wheel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200042585A KR20200042585A (en) | 2020-04-24 |
KR102138203B1 true KR102138203B1 (en) | 2020-07-28 |
Family
ID=70466351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180122829A KR102138203B1 (en) | 2018-10-15 | 2018-10-15 | Surface modification device for railroad wheel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102138203B1 (en) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100596187B1 (en) * | 2004-07-09 | 2006-07-03 | 한국철도기술연구원 | Wheel heat treatment method of railway vehicle by a laser |
KR20090067435A (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Surface reforming apparatus of continuous casting and surface reforming method thereof |
KR101912854B1 (en) * | 2016-11-28 | 2018-12-28 | 한국철도기술연구원 | Movable rail surface modification apparatus |
-
2018
- 2018-10-15 KR KR1020180122829A patent/KR102138203B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20200042585A (en) | 2020-04-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101666660B1 (en) | Rail surface modification apparatus for improving surface hardness and residual compressive stress, and reducing noise and vibrations and method for improving fatigue wear characteristics, and reducing noise and vibrations of rails using thereof | |
JP4698468B2 (en) | Railway vehicle brake performance testing machine and railway vehicle brake performance testing method | |
JP4209406B2 (en) | Track system | |
WO2008056685A1 (en) | Tracked traffic system | |
JP2008238959A (en) | Unmanned conveying vehicle body | |
KR101013126B1 (en) | Railway self-steering system | |
JP3916564B2 (en) | Moving device for cutting and repairing rails | |
JP5010629B2 (en) | Low floor vehicle | |
JP6673074B2 (en) | Yaw damper device for railway vehicles | |
KR102138203B1 (en) | Surface modification device for railroad wheel | |
JP2010188962A (en) | Low-floor type vehicle | |
KR101912854B1 (en) | Movable rail surface modification apparatus | |
JP4820661B2 (en) | Turning resistance adjusting device and railway vehicle | |
JP2008024126A (en) | Derailment prevention device | |
JP4410720B2 (en) | Articulated vehicle, articulated device and control method thereof | |
JP7340006B2 (en) | METHOD FOR MACHINING RUNNING SURFACE OF RAIL | |
CN205347904U (en) | Wide accurate polisher of adjustable rail | |
US1923020A (en) | Method of grinding track rails | |
CN104203709B (en) | The pendulous device of horizontal and vertical active force and the rolling stock with this pendulous device can be born | |
WO2009030960A1 (en) | Friction stir surfacing process and device for treating rails | |
KR102013199B1 (en) | Rail surface treatment device | |
Klauder Jr et al. | Improved spiral geometry for high-speed rail and predicted vehicle response | |
CN113174790B (en) | Composite grinding method for steel rail | |
JP2010285117A (en) | Vehicular vibration control system | |
RU2774790C1 (en) | Method for processing the running surface of a rail |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |