KR102579220B1 - 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치 및 시험방법 - Google Patents

철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치 및 시험방법 Download PDF

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KR102579220B1
KR102579220B1 KR1020220047353A KR20220047353A KR102579220B1 KR 102579220 B1 KR102579220 B1 KR 102579220B1 KR 1020220047353 A KR1020220047353 A KR 1020220047353A KR 20220047353 A KR20220047353 A KR 20220047353A KR 102579220 B1 KR102579220 B1 KR 102579220B1
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Abstract

본 발명은 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치 및 시험방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단순한 구성으로 이루어져 철도차량의 차륜과 레일간 접촉 시 윤축의 횡변위와 그에 따른 좌우 윤축 단부 중심 상하방향 거리의 차를 측정할 수 있고, 이로부터 구름반경차 및 등가답면구배를 산출할 수 있는 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치 및 시험방법에 관한 것이다.
본 발명은 철도차량의 차륜과 레일의 접촉을 모사하는 차륜/레일 접촉 시험장치; 상기 차륜/레일 접촉 시험장치로부터 측정된 정보를 이용하여 차륜과 레일간의 기하학적 접촉 해석을 수행하는 차륜/레일 기하학적 접촉 해석부; 상기 차륜/레일 기하학적 접촉 해석부로부터 해석한 값으로 구름반경차를 산출하는 구름반경차 산출부; 상기 구름반경차 산출부로부터 산출된 값으로 등가답면구배를 산출하는 등가답면구배 산출부;를 포함할 수 있다.

Description

철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치 및 시험방법 {Measuring method and structure for equivalent conicity of wheel of railroad vehicle}
본 발명은 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치 및 시험방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단순한 구성으로 이루어져 철도차량의 차륜과 레일간 접촉 시 윤축의 횡변위와 그에 따른 좌우 윤축 단부 중심 상하방향 거리의 차를 측정할 수 있고, 이로부터 구름반경차 및 등가답면구배를 산출할 수 있는 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치 및 시험방법에 관한 것이다.
철도차량이 레일 위를 주행할 때, 차륜과 레일은 구름접촉을 하면서 이동하게 되고, 이 차륜과 레일간에는 접촉점이 발생하게 되며, 이 접촉점의 위치는 철도차량의 안전성을 분석하는 데에 매우 중요한 요소이고, 급곡선 주행시의 탈선위험도 등의 동적 거동을 분석함에 있어서도 매우 중요한 요소이다.
또한, 차륜과 레일의 형상은 다양하고 복잡한 기하학적 형상으로 구성되어 있고, 특히 차륜과 레일의 마모 시에는 더욱 형상이 복잡하다.
등가답면구배(
Figure 112023096904401-pat00001
)는 윤축이 레일과 접촉 시, 횡방향으로 운동할 때 윤축 횡운동 변위(
Figure 112023096904401-pat00003
)에 따른 구름반경차(
Figure 112023096904401-pat00004
)의 반으로 정의되는 것으로, 철도차량 동역학관점에서는 선형화시킬 필요가 있어 정의한 기하학적 인자로, 등가답면구배는 차량의 주행안정성 및 동적 주행성능과 관련된 인자로 차량 주행 안전측면에서 매우 중요하게 관리되어야 한다.
등가답면구배를 구하기 위해서는 윤축 횡변위(
Figure 112022041025910-pat00005
)와 구름반경차(
Figure 112022041025910-pat00006
) 정보가 필요하다.
여기서, 윤축 횡변위에 따른 차륜/레일간 기하학적 접촉 해석을 통하여 접촉점 위치를 구하고 접촉점에서의 구름반경차를 구해야 하는데, 접촉점 위치를 실험적으로 구하는 것은 현실상 매우 어렵고 따라서 구름반경차를 구하는 것도 어렵다.
따라서 해석적인 방법에 의존할 수 밖에 없는 상황인데 이에 대한 검증이 미흡하여 실험적으로 구할 수 있는 시험방법 및 장치의 개발이 필요하다.
특허문헌 1 : 등록특허 제10-0733996호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 단순한 구성으로 이루어져 철도차량의 차륜과 레일간 접촉 시 윤축의 횡변위와 그에 따른 좌우 윤축 단부 중심 상하방향 거리의 차를 측정할 수 있고, 이로부터 구름반경차 및 등가답면구배를 산출할 수 있는 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치 및 시험방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 차륜프로파일 형상, 좌우 차륜프로파일 간 거리, 레일프로파일의 형상, 좌우 레일프로파일간 간격 등을 시험하고자하는 조건에 맞춰 용이하게 교환 및 조정이 가능한 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치 및 시험방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 철도차량 주행안전 및 차륜답면형상 관리에 중요한 차륜/레일 기하학적 접촉 인자인 등가답면구배를 실험적으로 산출할 수 있어 철도차량 차륜 관리에 효율적으로 활용할 수 있는 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치 및 시험방법을 제공하는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은; 철도차량의 차륜과 레일의 접촉을 모사하는 차륜/레일 접촉 시험장치; 상기 차륜/레일 접촉 시험장치로부터 측정된 정보를 이용하여 차륜과 레일간의 기하학적 접촉 해석을 수행하는 차륜/레일 기하학적 접촉 해석부; 상기 차륜/레일 기하학적 접촉 해석부로부터 해석한 값으로 구름반경차를 산출하는 구름반경차 산출부; 상기 구름반경차 산출부로부터 산출된 값으로 등가답면구배를 산출하는 등가답면구배 산출부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 차륜/레일 접촉 시험장치는 레일프로파일이 설치되는 프레임부와, 상기 레일프로파일에 안착되는 차륜프로파일이 구비되며, 상기 프레임부에 대하여 프레임부의 길이 방향으로 이동가능하게 설치되는 윤축부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 윤축부 및 프레임부에는 각각 윤축부의 횡방향 변위를 감지하기 위한 횡방향 변위센서와 제1반사판이 설치되고, 상기 윤축부 및 프레임부에는 각각 윤축부 양단부의 상하방향 변위를 감지하기 위한 상하방향 변위센서와 제2반사판이 설치될 수 있다.
또한, 상기 프레임부는 상부면에 레일프로파일이 설치되는 베이스와, 상기 베이스의 양단에 기립되어 설치되며, 상단에 상기 제1 및 제2반사판이 설치되는 수직대와, 상기 수직대에 설치되어 상기 윤축부를 프레임부의 길이 방향으로 이동시키는 이동스크류를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수직대의 전면 및 후면에 수평대가 설치될 수 있다.
또한, 상기 윤축부는 양단 상부면에 상기 횡방향 변위센서 및 상하방향 변위센서가 설치되는 윤축과, 상기 윤축의 하방으로 돌출되게 설치되며, 하단에 상기 차륜프로파일이 설치되는 설치부재로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 차륜프로파일은 브라켓에 의해 설치부재에 설치될 수 있다.
한편, 철도차량 차륜 등가답면구배 시험방법은 차륜/레일 접촉 시험장치를 이용하여 윤축의 횡방향 변위(
Figure 112022041025910-pat00007
) 및 그에 따른 윤축 양단의 상하방향 거리(
Figure 112022041025910-pat00008
,
Figure 112022041025910-pat00009
)를 측정하는 제1단계; 상기 제1단계에서 측정된 값으로부터 윤축의 횡방향 변위(
Figure 112022041025910-pat00010
)에 따른 좌우 윤축 단부 상하방향 거리의 차(
Figure 112022041025910-pat00011
)를 산출하는 제2단계; 상기 제2단계에서 산출한 좌우 윤축 단부 상하방향 거리의 차(
Figure 112022041025910-pat00012
)로부터 구름반경차(
Figure 112022041025910-pat00013
)를 산출하는 제3단계; 및 상기 제1단계에서 측정한 윤축의 횡방향 변위(
Figure 112022041025910-pat00014
) 및 제3단계에서 산출한 구름반경차(
Figure 112022041025910-pat00015
)로부터 등가답면구배(
Figure 112022041025910-pat00016
)를 산출하는 제4단계;를 포함할 수 있다.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 단순한 구성으로 이루어져 철도차량의 차륜과 레일간 접촉 시 윤축의 횡변위와 그에 따른 좌우 윤축 단부 중심 상하방향 거리의 차를 측정할 수 있고, 이로부터 구름반경차 및 등가답면구배를 산출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 차륜프로파일 형상, 좌우 차륜프로파일 간 거리, 레일프로파일의 형상, 좌우 레일프로파일간 간격 등을 시험하고자하는 조건에 맞춰 용이하게 교환 및 조정이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 철도차량 주행안전 및 차륜답면형상 관리에 중요한 차륜/레일 기하학적 접촉 인자인 등가답면구배를 실험적으로 산출할 수 있어 철도차량 차륜 관리에 효율적으로 활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 공지의 철도차량의 차륜과 레일의 접촉상태를 도시한 도면.
도 2는 공지의 차륜/레일 기하학적 접촉 시 차륜접촉점 분포를 나타낸 그래프.
도 3은 공지의 차륜/레일 기하학적 접촉 시 차륜접촉점에서의 구름반경 해석 사례를 도시한 도면.
도 4는 공지의 차륜/레일 기하학적 접촉 시 구름반경차 해석 사례를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치를 도시한 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치의 차륜/레일 접촉 시험장치를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치의 차륜/레일 접촉 시험장치를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치의 차륜/레일 접촉 시험장치의 프레임부를 도시한 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치의 차륜/레일 접촉 시험장치의 윤축부를 도시한 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치의 차륜/레일 접촉 시험장치의 차륜프로파일 설치구조를 도시한 도면.
도 11은 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치의 차륜/레일 접촉 시험장치의 초기 설치 상태를 도시한 사시도.
도 12는 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치를 이용한 차륜/레일 기하학적 접촉 인자 해석 사례를 도시한 도면.
도 13은 좌우 윤축 단부 중심 상하방향 거리의 차와 구름반경차와의 관계를 도시한 도면.
도 14는 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치를 이용한 등가답면구배 산출 사례를 도시한 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야한다.
도 5는 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치를 도시한 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치의 차륜/레일 접촉 시험장치를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치의 차륜/레일 접촉 시험장치를 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치의 차륜/레일 접촉 시험장치의 프레임부를 도시한 사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치의 차륜/레일 접촉 시험장치의 윤축부를 도시한 사시도이고, 도 10은 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치의 차륜/레일 접촉 시험장치의 차륜프로파일 설치구조를 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치의 차륜/레일 접촉 시험장치의 초기 설치 상태를 도시한 사시도이고, 도 12는 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치를 이용한 차륜/레일 기하학적 접촉 인자 해석 사례를 도시한 도면이고, 도 13은 좌우 윤축 단부 중심 상하방향 거리의 차와 구름반경차와의 관계를 도시한 도면이고, 도 14는 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치를 이용한 등가답면구배 산출 사례를 도시한 도면이다.
본 발명은 도 5 내지 도 11에 나타낸 바와 같이, 단순한 구성으로 이루어져 철도차량의 차륜과 레일간 접촉 시 윤축의 횡변위와 그에 따른 좌우 윤축 단부 중심 상하방향 거리의 차를 측정할 수 있고, 이로부터 구름반경차 및 등가답면구배를 산출할 수 있는 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치(50) 및 시험방법에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 철도차량의 차륜과 레일의 접촉을 모사하는 차륜/레일 접촉 시험장치(100)와, 상기 차륜/레일 접촉 시험장치(100)로부터 측정된 정보를 이용하여 차륜과 레일간의 기하학적 접촉 해석을 수행하는 차륜/레일 기하학적 접촉 해석부(200)와, 상기 차륜/레일 기하학적 접촉 해석부(200)로부터 해석한 값으로 구름반경차를 산출하는 구름반경차 산출부(300)와, 상기 구름반경차 산출부(300)로부터 산출된 값으로 등가답면구배를 산출하는 등가답면구배 산출부(400)를 포함한다.
이때, 상기 차륜/레일 접촉 시험장치(100)는 등가답면구배를 산출하기 위해 윤축의 횡방향 변위에 따른 윤축 양 단부의 상하방향 변위차를 실험적으로 구하고자하는 구성으로, 레일프로파일(10)이 설치되는 프레임부(110)와, 상기 레일프로파일(10)에 안착되는 차륜프로파일(20)이 구비되며, 상기 프레임부(100)에 대하여 프레임부(110)의 길이 방향(횡방향)으로 이동가능하게 설치되는 윤축부(120)를 포함한다.
또한, 상기 윤축부(120) 및 프레임부(110)에는 각각 윤축부(120)의 횡방향 변위를 감지하기 위한 횡방향 변위센서(130)와 제1반사판(140)이 설치된다.
그리고, 상기 윤축부(120) 및 프레임부(110)에는 각각 윤축부(120) 양단부의 상하방향 변위를 감지하기 위한 상하방향 변위센서(150)와 제2반사판(160)이 설치된다.
이때, 상기 레일프로파일(10), 제1 및 제2반사판(140,160)은 상기 프레임부(110)에 서로 대칭되는 구조로 각각 한 쌍이 설치되며, 상기 차륜프로파일(20), 횡방향 변위센서(130), 상하방향 변위센서(150)는 상기 윤축부(120)에 서로 대칭되는 구조로 각각 한 쌍이 설치된다.
또한, 상기 프레임부(110)는 상부면에 레일프로파일(10)이 설치되는 베이스(112)와, 상기 베이스(112)의 양단에 기립되어 설치되며, 상단에 상기 제1 및 제2반사판(140,160)이 설치되는 수직대(114)와, 상기 수직대(114)에 설치되어 후술할 윤축부(120)의 윤축(122)을 가압하여 프레임부(110)의 길이방향으로 이동시켜 횡방향 변위가 이루어지도록 하는 이동스크류(116)를 포함한다.
이때, 상기 제1 및 제2반사판(140,160)은 윤축부(120)의 횡방향 변위센서(130), 상하방향 변위센서(150)에 각각 대응되도록 제1반사판(140)은 수직대(114)의 내측면에 설치되며, 제2반사판(160)은 수직대(114)의 상단에 수직하게 설치된다.
그리고, 상기 수직대(114)의 전면 및 후면에는 수평대(118)가 설치되어 후술할 윤축부(120)가 전후방향으로는 구속이 이루어지고, 이동스크류(116)에 의해 횡방향으로만 이동 가능하도록 하는 것이다.
아울러, 상기 베이스(112)에 설치되는 레일프로파일(10)의 고정위치를 변경하여 시험하고자 하는 궤간으로 조정하여 설치할 수 있고, 시험하고자하는 형상의 레일프로파일(10)로 용이하게 교체하여 시험할 수 있다.
한편, 상기 윤축부(120)는 양단 상부면에 상기 횡방향 변위센서(130) 및 상하방향 변위센서(150)가 설치되는 윤축(122)과, 상기 윤축(122)의 하방으로 돌출되게 설치되며, 하단에 상기 차륜프로파일(20)이 설치되는 설치부재(124)로 이루어진다.
여기서, 상기 차륜프로파일(20)은 브라켓(126)에 의해 상기 설치부재(124)에 설치될 수 있다.
그래서, 상기 브라켓(126)에 설치되는 차륜프로파일(20)의 고정위치를 변경하여 시험하고자 하는 차륜내면간 거리를 설정할 수 있고, 시험하고자하는 형상의 차륜프로파일(20)로 용이하게 교체하여 시험할 수 있다.
이때, 상기 윤축(122)의 상단의 높이(
Figure 112022041025910-pat00017
,
Figure 112022041025910-pat00018
)는 실제 철도차량에서의 좌우 윤축의 단부 중심에서 지면까지의 거리에 해당하며, 상기 윤축(122)의 상부면으로부터 차륜프로파일(20)이 레일프로파일(10)에 접촉하는 지점까지의 거리(
Figure 112022041025910-pat00019
,
Figure 112022041025910-pat00020
)가 실제 철도차량에서의 구름반경에 해당한다.
이하, 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치(50)를 이용한 등가답면구배 시험방법을 설명한다.
먼저, 차륜/레일 접촉 시험장치(100)의 프레임부(110)에 윤축부(120)를 설치하되, 상기 윤축부(120)가 프레임부(110)의 수직대(114)의 전후면에 설치된 수평대(118) 사이의 틈에 설치되도록 하여 윤축부(120)가 전후방으로는 구속이 된 상태가 되도록 한다.
이때, 도 11에 도시한 바와 같이, 초기에는 초기간격유지부재(30)를 윤축(122)의 좌우 수직대(114)와의 사이에 위치시켜 윤축(122)의 좌우가 대칭되게 설치되도록 한다.
다음, 상기 윤축부(120)의 윤축(122)에 대응되도록 설치된 상기 프레임부(110)의 이동스크류(116)를 조절하여 윤축부(120)를 프레임부(110)의 길이방향, 즉 횡방향으로 이동시키면, 윤축(122)은 횡으로 이동하게 되고, 차륜프로파일(20)은 레일프로파일(10) 위에 접촉하면서 이동한다.
다음, 차륜프로파일(20)과 레일프로파일(10) 간 접촉점 위치를 육안으로 식별할 수 있고, 좌우 윤축(122) 단부 중심의 위치(P,Q)를 횡방향 변위센서(130)와 상하방향 변위센서(150)를 이용하여 윤축의 횡방향 변위(
Figure 112022041025910-pat00021
) 및 윤축 양단의 상하방향 거리(
Figure 112022041025910-pat00022
,
Figure 112022041025910-pat00023
)를 측정한다.(제1단계)
다음, 차륜/레일 기하학적 접촉 해석부(200)에서 상기 차륜/레일 접촉 시험장치(100)로부터 측정된 정보로부터 차륜과 레일간의 기하학적 접촉 해석을 수행하여 윤축(122)의 횡변위(
Figure 112022041025910-pat00024
)에 따른 차륜프로파일(20)과 레일프로파일(10) 간 접촉 위치, 좌우 차륜프로파일(20)의 레일프로파일(10)의 접촉점에서의 구름반경(
Figure 112022041025910-pat00025
,
Figure 112022041025910-pat00026
), 구름반경차(
Figure 112022041025910-pat00027
), 윤축 양단의 상하방향 거리(
Figure 112022041025910-pat00028
,
Figure 112022041025910-pat00029
) 변화 등을 해석하는 기능을 수행한다.(제2단계)
이때, 구름반경차(
Figure 112022041025910-pat00030
, Rolling radius difference)는 다음의 수학식 1로부터 구할 수 있다.
Figure 112022041025910-pat00031
또한, 좌우 윤축(122) 단부 중심의 상하방향 거리의 차(
Figure 112022041025910-pat00032
, Wheelset end difference)는 다음의 수학식 2로부터 구할 수 있다.
Figure 112022041025910-pat00033
이 해석을 통하여 좌우 윤축(122) 단부 중심의 상하방향 거리의 차(
Figure 112022041025910-pat00034
)와 구름반경차(
Figure 112022041025910-pat00035
)와의 관계를 해석적으로 구할 수 있다.(도면 12,13)
다음, 구름반경차 산출부(300)에서 상기 차륜/레일 기하학적 접촉 해석부(200)로부터 해석한 좌우 윤축(122) 단부 중심의 상하방향 거리의 차(
Figure 112022041025910-pat00036
)와 구름반경차(
Figure 112022041025910-pat00037
)와의 관계(도 13)로부터 구름반경차(
Figure 112022041025910-pat00038
)를 산출한다.(제3단계)
다음, 상기 구름반경차 산출부(300)로부터 산출된 윤축(122)의 횡변위(
Figure 112022041025910-pat00039
)에 따른 구름반경차(
Figure 112022041025910-pat00040
) 결과를 이용하여 다음의 수학식 3으로부터 등가답면구배(
Figure 112022041025910-pat00041
)를 산출한다.(도 14)(제4단계)
Figure 112022041025910-pat00042
이때, 상기 등가답면구배(
Figure 112022041025910-pat00043
)는 수학식 3으로부터 구할 수도 있고, 관련된 규격(EN 15302 Railway applications - Method for determining the equivalent conicity)에 의거하여 산출할 수도 있다.
따라서, 본 발명에 따른 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치(50) 및 하중시험방법에 의하면, 단순한 구성으로 이루어져 철도차량의 차륜과 레일간 접촉 시 윤축의 횡변위와 그에 따른 좌우 윤축 단부 중심 상하방향 거리의 차를 측정할 수 있고, 이로부터 구름반경차 및 등가답면구배를 산출할 수 있으며, 차륜프로파일 형상, 좌우 차륜프로파일 간 거리, 레일프로파일의 형상, 좌우 레일프로파일간 간격 등을 시험하고자하는 조건에 맞춰 용이하게 교환 및 조정이 가능하고, 철도차량 주행안전 및 차륜답면형상 관리에 중요한 차륜/레일 기하학적 접촉 인자인 등가답면구배를 실험적으로 산출할 수 있어 철도차량 차륜 관리에 효율적으로 활용할 수 있는 장점을 갖는다.
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 다양하게 변형 실시가 가능한 것이다.
본 발명은 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치 및 시험방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단순한 구성으로 이루어져 철도차량의 차륜과 레일간 접촉 시 윤축의 횡변위와 그에 따른 좌우 윤축 단부 중심 상하방향 거리의 차를 측정할 수 있고, 이로부터 구름반경차 및 등가답면구배를 산출할 수 있는 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치 및 시험방법에 관한 것이다.
10: 레일프로파일 20: 차륜프로파일
30: 초기간격유지부재 50: 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치
100: 차륜/레일 접촉 시험장치 110: 프레임부
112: 베이스 114: 수직대
116: 이동스크류 118: 수평대
120: 윤축부 122: 윤축
124: 설치부재 126: 브라켓
130: 횡방향 변위센서 140: 제1반사판
150: 상하방향 변위센서 160: 제2반사판
200: 차륜/레일 기하학적 접촉 해석부
300: 구름반경차 산출부
400: 등가답면구배 산출부

Claims (8)

  1. 철도차량의 차륜과 레일의 접촉을 모사하는 차륜/레일 접촉 시험장치;
    상기 차륜/레일 접촉 시험장치로부터 측정된 정보를 이용하여 차륜과 레일간의 기하학적 접촉 해석을 수행하는 차륜/레일 기하학적 접촉 해석부;
    상기 차륜/레일 기하학적 접촉 해석부로부터 해석한 값으로 구름반경차를 산출하는 구름반경차 산출부;
    상기 구름반경차 산출부로부터 산출된 값으로 등가답면구배를 산출하는 등가답면구배 산출부;를 포함하되,
    상기 차륜/레일 접촉 시험장치는 레일프로파일이 설치되는 프레임부와,
    상기 레일프로파일에 안착되는 차륜프로파일이 구비되며, 상기 프레임부에 대하여 프레임부의 길이 방향으로 이동가능하게 설치되는 윤축부를 포함하고,
    상기 윤축부 및 프레임부에는 각각 윤축부의 횡방향 변위를 감지하기 위한 횡방향 변위센서와 제1반사판이 설치되고,
    상기 윤축부 및 프레임부에는 각각 윤축부 양단부의 상하방향 변위를 감지하기 위한 상하방향 변위센서와 제2반사판이 설치되는, 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임부는 상부면에 레일프로파일이 설치되는 베이스와,
    상기 베이스의 양단에 기립되어 설치되며, 상단에 상기 제1 및 제2반사판이 설치되는 수직대와,
    상기 수직대에 설치되어 상기 윤축부를 프레임부의 길이 방향으로 이동시키는 이동스크류를 포함하는, 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 수직대의 전면 및 후면에 수평대가 설치되는, 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 윤축부는 양단 상부면에 상기 횡방향 변위센서 및 상하방향 변위센서가 설치되는 윤축과,
    상기 윤축의 하방으로 돌출되게 설치되며, 하단에 상기 차륜프로파일이 설치되는 설치부재로 이루어지는, 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 차륜프로파일은 브라켓에 의해 설치부재에 설치되는, 철도차량 차륜 등가답면구배 시험장치.
  8. 차륜/레일 접촉 시험장치를 이용하여 윤축의 횡방향 변위() 및 그에 따른 윤축 양단의 상하방향 거리(,)를 측정하는 제1단계;
    상기 제1단계에서 측정된 값으로부터 윤축의 횡방향 변위()에 따른 좌우 윤축 단부 상하방향 거리의 차()를 산출하는 제2단계;
    상기 제2단계에서 산출한 좌우 윤축 단부 상하방향 거리의 차()로부터 구름반경차()를 산출하는 제3단계; 및
    상기 제1단계에서 측정한 윤축의 횡방향 변위() 및 제3단계에서 산출한 구름반경차()로부터 등가답면구배()를 산출하는 제4단계;를 포함하는, 철도차량 차륜 등가답면구배 시험방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20060015811A (ko) * 2004-08-16 2006-02-21 한국철도기술연구원 철도차륜 답면형상 측정시스템
KR100733996B1 (ko) 2005-11-14 2007-06-29 한국철도기술연구원 철도차량용 차륜/레일 접촉위치 측정방법 및 그 장치

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