WO2016076307A1 - 鉄道車両用車輪のフランジ摩耗測定方法 - Google Patents

鉄道車両用車輪のフランジ摩耗測定方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2016076307A1
WO2016076307A1 PCT/JP2015/081584 JP2015081584W WO2016076307A1 WO 2016076307 A1 WO2016076307 A1 WO 2016076307A1 JP 2015081584 W JP2015081584 W JP 2015081584W WO 2016076307 A1 WO2016076307 A1 WO 2016076307A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wheel
vehicle
distance
flange
rail
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/081584
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
近藤　修
嘉之 下川
Original Assignee
新日鐵住金株式会社
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 新日鐵住金株式会社 filed Critical 新日鐵住金株式会社
Priority to CN201580059954.2A priority Critical patent/CN107076645B/zh
Priority to US15/525,080 priority patent/US10352831B2/en
Priority to EP15858514.1A priority patent/EP3220123B1/en
Priority to AU2015347772A priority patent/AU2015347772A1/en
Priority to BR112017007740A priority patent/BR112017007740A2/pt
Priority to JP2016559058A priority patent/JP6610557B2/ja
Priority to RU2017116493A priority patent/RU2666043C1/ru
Priority to CA2966726A priority patent/CA2966726C/en
Priority to ES15858514T priority patent/ES2804504T3/es
Publication of WO2016076307A1 publication Critical patent/WO2016076307A1/ja
Priority to AU2018286590A priority patent/AU2018286590A1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00—Railway 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
    • B61K9/12—Measuring or surveying wheel-rims
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/50—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades
    • B61L27/57—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades for vehicles or vehicle trains, e.g. trackside supervision of train conditions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/08—Railway vehicles
    • G01M17/10—Suspensions, axles or wheels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness

Definitions

  • the present invention relates to a method for directly measuring the amount of flange wear of a wheel of a railway vehicle online during traveling.
  • the wheel of the railway vehicle will come into contact with the rail when traveling.
  • the wheel worn by contact with the rail has a great influence on the motion performance of the railway vehicle. Therefore, in order to travel the railway vehicle safely, it is very important to manage the amount of wear of the wheels.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing the force that the wheel 1 receives from the rail 2 during traveling in a curve section composed of a relaxation curve and a circular curve.
  • the rail 2 on the left side of FIG. 10 indicates the rail 2 on the outer peripheral side of the curved section
  • the rail 2 on the right side of the paper indicates the rail 2 on the inner peripheral side of the curved section.
  • the outer circumference side of the curved section is referred to as the outer gauge side
  • the inner circumference side of the curved section is referred to as the inner gauge side.
  • the wheel load P that the wheel 1 exerts perpendicularly to the rail surface and the lateral pressure Q that the wheel 1 exerts on the side surface of the rail 2 are important management indexes.
  • N represents a normal force
  • fy represents a lateral creep force.
  • the upright wear generated in the flange 1f of the wheel 1 is quickly found and the shape of the wheel 1 is optimized by cutting with a rotating tool (hereinafter referred to as rolling). This is one of the solutions.
  • the upright wear refers to wear in which the throat 1th of the wheel 1 wears and the flange 1f becomes almost upright (the hatched portion in FIG. 11).
  • Patent Document 1 the shape of the tread of the left and right wheels and the cross-sectional shape of the rail are measured by a shape measuring device, and these shape data are converted into discrete data at predetermined intervals in the wheel thickness direction.
  • An apparatus for evaluating the contact characteristics of a rail is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses an apparatus and method for continuously measuring a change in the shape of a tread surface of a wheel over a circumferential direction.
  • Patent Document 3 discloses a device that quantitatively estimates a change in flange angle due to wear in relation to a travel distance, based on the flange angle at the time of design.
  • Patent Document 4 discloses a method and apparatus for measuring the shape of a wheel using a plurality of laser distance meters, and Patent Document 5 using a plurality of cameras and a plurality of laser distance meters. Yes.
  • the distance to the wheel is measured using distance sensors installed on the outside and inside of the rail, and the wheel diameter and flange are determined from these measurement results and the distance data related to the installation of the both distance sensors.
  • An apparatus for calculating the shape of a wheel such as thickness and flange height and a method for installing the apparatus are disclosed.
  • Patent Documents 1 to 3 are not technologies that measure while the vehicle is running, but technologies that are premised on offline measurement. Therefore, it is difficult to ensure safety during vehicle travel in a timely manner.
  • Patent Documents 4 to 7 use a plurality of cameras and a plurality of laser distance meters. Accordingly, the specification becomes complicated and man-hours are required for maintenance. In addition, since measurement values need to be processed separately, it is difficult to ensure safety during vehicle travel in a timely manner.
  • Patent Documents 1 to 3 are techniques based on the premise that measurement is performed off-line. Is difficult.
  • the techniques disclosed in Patent Documents 4 to 7 use a plurality of cameras and a plurality of laser distance meters, the specifications become complicated and a man-hour is required for maintenance.
  • it is necessary to process measured values separately it is difficult to ensure safety during vehicle travel in a timely manner.
  • the method of measuring the flange wear of the railway vehicle wheel of the present invention Install a laser distance meter on the outer track side of the circular curve section on the railway track, When the vehicle travels in the circular curve section, the laser distance meter measures the distance to the front rim surface of the wheel on the outer gauge side of the front shaft of the carriage that constitutes the vehicle, The most important feature is to obtain the flange wear amount by comparing the measured distance with the previously measured distance.
  • the distance to the front rim surface of the wheel on the outer gauge side of the front shaft of the carriage measured with a laser rangefinder installed on the outer gauge side of the circular curved section is conventionally measured.
  • the flange wear amount can be obtained only by comparing with the above distance.
  • laser distance meters are installed at four locations where the curvature of the curved section is reversed, and the front rim surface of the wheel on the outer gauge side of the front shaft of the two-axis carriage that is traveling along the curved section with these laser distance meters.
  • the distance up to this point is measured by the method of the present invention, it is possible to measure the flange wear amount of all the wheels of the two-shaft carriage.
  • the flange wear amount of the wheel of the railway vehicle can be directly measured online while traveling in the curved section, and the flange wear amount of the wheel can be managed.
  • FIG. 6 is a view similar to FIG.
  • FIG. 5A when the wheel shaft (hereinafter referred to as the rear shaft) in the rearward direction of the carriage comes to a position facing the laser distance meter.
  • FIG. 5 is a view similar to FIG. 4 when a wheel mounted on a railway vehicle is worn. It is a figure explaining an example of the installation position of the laser range finder used when implementing this invention method, (a) shows the case of an up line, (b) shows the case of a down line. It is a figure explaining the wheel which measures flange abrasion with the laser distance meter installed in the position shown in Drawing 6 (a). It is a figure explaining the wheel which measures flange abrasion with the laser distance meter installed in the position shown in Drawing 6 (b).
  • (A) is the figure which showed the result of having measured the distance to the front rim surface of a wheel with the laser rangefinder about the vehicle equipped with the wheel immediately after rolling, (b) about the vehicle equipped with the wheel which 1 mm of flanges were worn It is the figure which showed the result of having measured the distance to the front rim surface of a wheel with a laser distance meter. It is a figure explaining the force which a wheel receives from a rail when a railroad vehicle passes through a curve section, and a paper surface left side shows an outer track side and a paper surface right side shows an inner track side. It is a figure explaining the upright wear which generate
  • the present invention is installed on the outer track side of a circular curve section for the purpose of directly measuring on-line the flange wear amount of the wheel of a railway vehicle while traveling in a curved section to ensure safety during traveling. This was achieved by comparing the distance to the front rim surface of the wheel measured with a laser rangefinder.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the names of main parts of a railway vehicle wheel.
  • the wheel 1 includes a boss portion 1h into which an axle is inserted, a rim portion 1r in contact with the rail 2, a boss portion 1h and a rim portion 1r. It is comprised from three parts of the board part 1w to connect.
  • a tread surface 1t in contact with the rail 2 and a flange 1f continuous with the tread surface 1t via a throat 1th are formed.
  • the side surface of the rim portion 1r on the side where the flange 1f is formed is referred to as a back rim surface 1rb, and the side surface opposite to the back rim surface 1rb is referred to as a front rim surface 1rf.
  • the throat 1th of the wheel 1 on the outer gauge side of the front shaft Sf of the carriage B is pressed against the rail 2 as described above. Therefore, as the running time of the vehicle becomes longer, the amount of upright wear of the flange 1f of the wheel 1 increases, and the distance between the flange outer surfaces of both wheels 1 constituting the wheel shaft (see FIG. 2) becomes shorter.
  • the distance between the flange outer surfaces of both wheels 1 constituting the wheel shaft is referred to as “flange outer surface distance”.
  • the laser rangefinder 3 is installed outside the rail 2o on the outer track side in the circular curve section, and the front rim of the wheel 1sfo on the outer track side of the front shaft Sf running from the installation position.
  • the wear amount of the flange 1f of the wheel 1 can be known.
  • the front rim of the wheel 1sfo on the outer gauge side of the front axis Sf is measured by the laser distance meter 3.
  • the distance L1 to the surface 1rf is measured (see FIG. 4A).
  • the displacement in the vehicle width direction of the front shaft Sf is reset to the zero point, and the measurement by the laser rangefinder 3 when the vehicle equipped with the wheel 1sfo with the worn flange 1f travels in a curved section. Guarantees accuracy.
  • the distance L2 to the front rim surface 1rf of the wheel 1sfo of the vehicle is measured by the laser distance meter 3 (FIG. 5 (a)). )reference).
  • the rail on the inner track side is denoted as 2i.
  • a wheel on the inner rail side of the front shaft Sf is denoted by 1 sfi
  • a wheel on the outer rail side of the rear shaft Sr is denoted by 1 sro
  • a wheel on the inner rail side of the rear shaft Sr is denoted by 1 sri.
  • the wear amount of the flange 1f of the wheel 1sfo can be obtained by subtracting the measured distance L2 from the distance L1.
  • the wear amount of the flange of the wheel is a change amount of (flange outer surface distance ⁇ wheel inner surface distance) / 2 with respect to a new wheel or a wheel immediately after rolling (see FIG. 2). As wear progresses, the amount of change in (flange outer surface distance ⁇ wheel inner surface distance) / 2 decreases.
  • wheel inner surface distance means the distance between the wheel inner surfaces of both the wheels 1 which comprise a wheel shaft.
  • the amount of wear time Evaluation can be performed.
  • the respective circular curve sections of the up line and the down line may be installed at two locations where the curvature of the rail 2 is reversed (see FIG. 6).
  • the wheels 12 and 16 on the outer gauge side of the front shaft Sf of the biaxial carriage B1 located on the front side and the biaxial carriage B2 located on the rear side are measured by the laser distance meter 3a.
  • the amount of wear of the flange 1f can be measured.
  • the laser distance meter 3b measures the wear amount of the flanges 1f of the wheels 11 and 15 on the outer track side of the front shaft Sf of the biaxial cart B1 located on the front side and the biaxial cart B2 located on the rear side. Can do.
  • the wheels 18 and 14 on the outer gauge side of the front shaft Sf of the biaxial cart B2 located on the front side and the biaxial cart B1 located on the rear side are measured by the laser distance meter 3c.
  • the amount of wear of the flange 1f can be measured.
  • the wear amount of the flanges 1f of the wheels 17 and 13 on the outer track side of the front shaft Sf of the biaxial cart B2 located on the front side and the biaxial cart B1 located on the rear side is measured. Can do.
  • the inventors have determined the distance to the front rim surface of the wheel mounted on the vehicle on which the test track having a circular curve radius of 120 m is run at a speed of 10 km / h as the outer track of the test track in the circular curve section.
  • the results of measurement with a laser distance meter installed on the side will be described below.
  • FIG. 9A is a diagram showing the result of measuring the distance to the front rim surface of each wheel on the outer gauge side when the vehicle is equipped with wheels immediately after rolling
  • FIG. 9B is the amount of flange wear on the vehicle. It is the same figure as Fig.9 (a) at the time of equip
  • the measured distance to the front rim surface is the case of a wheel with a flange wear amount of 1 mm compared to the case of the wheel immediately after rolling (see FIG. 9A) ( 9 (b)) was measured 1 mm smaller, and the effect of the present invention could be confirmed.
  • the distance to the front rim surface 1rf of the wheel 1sfo on the outer rail side of the front shaft Sf is measured by the laser distance meter 3 installed outside the rail 2o on the outer rail side in the circular curve section.
  • a laser distance meter 3 may be installed inside the outer rail side rail 2o to measure the distance to the back rim surface 1rb.
  • the laser distance meter 3 does not need to be provided at four places as shown in FIG. 6, and may be provided at one place.

Abstract

　曲線区間を走行中に、鉄道車両の車輪のフランジ摩耗量をオンラインで直接的に測定する。　鉄道軌道における円曲線区間の外軌側にレーザー距離計３を設置する。車両が前記円曲線区間を走行した時に、レーザー距離計３で当該車両を構成する台車Ｂの進行方向前方の輪軸Ｓfにおける外軌側の車輪１sfoの表リム面１rfまでの距離を測定する。この測定した前記距離を従前に測定した前記距離と比較してフランジ摩耗量を得る。　走行中に、曲線区間走行時における車輪のフランジ摩耗量を管理でき、フランジ摩耗量が管理範囲を超えた車輪を早急に見つけ出して鉄道車両が曲線区間を走行する際の安全性を確保できる。

Description

鉄道車両用車輪のフランジ摩耗測定方法
　本発明は、鉄道車両の車輪のフランジ摩耗量を、走行中にオンラインで直接的に測定する方法に関するものである。
　鉄道車両の車輪は、走行時にレールと接触する。レールとの接触によって摩耗した車輪は、鉄道車両の運動性能に大きな影響を及ぼすことになる。従って、鉄道車両を安全に走行するためには、車輪の摩耗量を管理することがきわめて重要である。
　図１０は、緩和曲線と円曲線からなる曲線区間の走行中に車輪１がレール２から受ける力を模式的に示した図である。図１０の紙面左側のレール２は曲線区間の外周側のレール２を、紙面右側のレール２は曲線区間の内周側のレール２を示す。以下、曲線区間の外周側を外軌側と、曲線区間の内周側を内軌側という。
　曲線区間を安全に走行するためには、車輪１がレール面に対して垂直に及ぼす輪重Ｐと、車輪１がレール２の側面に及ぼす横圧Ｑが重要な管理指標である。これら輪重Ｐと横圧Ｑを適正な範囲に保つためには、台車の、特に進行方向前方の輪軸（以下、前軸という）における外軌側の車輪１のフランジ１fとレール２との接触点における接線と水平線とのなす角度（フランジ角）αを適正に管理する必要がある。なお、図１０中のＮは法線力、ｆyは横クリープ力を示す。
　鉄道車両用車輪のフランジ角αを適正に保つためには、車輪１のフランジ１fに発生する直立摩耗を早急に見つけ出し、回転工具による切削（以下、転削という）により車輪１の形状を適正化することが解決手段の一つである。なお、直立摩耗とは、車輪１のスロート１thが摩耗してフランジ１fがほぼ直立になる摩耗を言う（図１１のハッチングを付した部分）。
　そこで、鉄道車両の車輪の形状を測定する方法が種々開示されている。
　例えば特許文献１では、形状測定装置によって左右それぞれの車輪の踏面形状とレールの断面形状を計測し、これらの形状データを車輪の厚さ方向に所定間隔毎の離散データに変換して、車輪とレールの接触特性の評価を行う装置が開示されている。
　また、特許文献２では、車輪の踏面の形状変化を周方向に亘って連続的に測定する装置及び方法が開示されている。
　また、特許文献３では、設計時のフランジ角度を基準として、摩耗によるフランジ角度の変化を、走行距離との関係で定量的に推定する装置が開示されている。
　また、特許文献４では、複数のレーザー距離計を使用して、また、特許文献５では複数のカメラ及び複数のレーザー距離計を使用して、車輪の形状を測定する方法や装置が開示されている。
　また、特許文献６，７では、レールの外側と内側に設置した距離センサーを用いて車輪までの距離を測定し、これら測定結果と前記両距離センサーの設置に係る距離データから、車輪径、フランジ厚さ、フランジ高さ等の車輪の形状を演算する装置や当該装置の設置方法が開示されている。
　しかしながら、特許文献１～３で開示された技術は、いずれも車両の走行中に測定する技術ではなく、オフラインで測定することを前提とした技術である。従って、車両走行時の安全性確保をタイムリーに行うことが難しい。
　また、特許文献４～７で開示された技術は、いずれも複数のカメラや複数のレーザー距離計を使用している。従って、仕様が煩雑になってメンテナンスに工数がかかる。また、別途、測定値の処理が必要になるため、車両走行時の安全性確保をタイムリーに行うことが難しい。
特許第４６５７７６７号公報 特開２０１１－６８２４２号公報 特開２０１０－１５１８２７号公報 特開２０１０－１８１２１６号公報 特開２０１１－２４２２３９号公報 特開２００７－２９２４７３号公報 特開２００７－１９２６８７号公報
　本発明が解決しようとする問題点は、特許文献１～３で開示された技術は、オフラインで測定することを前提とした技術であるため、車両走行時の安全性確保をタイムリーに行うことが難しいという点である。また、特許文献４～７で開示された技術は、複数のカメラや複数のレーザー距離計を使用しているため、仕様が煩雑になってメンテナンスに工数がかかる。また、別途、測定値の処理が必要になるため、車両走行時の安全性確保をタイムリーに行うことが難しいという点である。
　本発明の目的は、曲線区間の走行中に、鉄道車両の車輪のフランジ摩耗量をオンラインで直接的に測定して、走行中の安全性確保をタイムリーに行うことを可能にすることである。
　すなわち、本発明の鉄道車両用車輪のフランジ摩耗測定方法は、
　鉄道軌道における円曲線区間の外軌側にレーザー距離計を設置し、
　車両が前記円曲線区間を走行した時に、前記レーザー距離計で当該車両を構成する台車の前軸における外軌側の車輪の表リム面までの距離を測定し、
　この測定した前記距離を従前に測定した前記距離と比較することでフランジ摩耗量を得ることを最も主要な特徴としている。
　本発明では、車両が曲線区間を走行した時に、円曲線区間の外軌側に設置したレーザー距離計で測定した台車の前軸の外軌側の車輪の表リム面までの距離を従前に測定した前記距離と比較するだけで、フランジ摩耗量を得ることができる。
　その際、未使用の車輪又は踏面やフランジ等を正規の形状となるように転削した直後の車輪を搭載した車両が曲線区間を走行した時の前記車輪の表リム面までの距離と比較することで、未使用の車輪又は前記転削した直後の車輪からのフランジ摩耗量を得ることができる。
　以下、未使用の車輪のことを「新製車輪」という。また、前記転削した直後の車輪のことを「転削直後車輪」という。
　また、レーザー距離計を曲線区間の曲率が反転している４カ所に設置し、これらのレーザー距離計で前記曲線区間を走行中の２軸台車の前軸における外軌側の車輪の表リム面までの距離を本発明方法により測定した場合は、２軸台車の全ての車輪のフランジ摩耗量を測定することができる。
　本発明では、曲線区間を走行中に、鉄道車両の車輪のフランジ摩耗量をオンラインで直接的に測定して、車輪のフランジ摩耗量を管理することができる。
　また、本発明では、フランジ摩耗量が管理範囲を超えた車輪を早急に見つけ出すことが可能であるため、鉄道車両が曲線区間を走行する際の安全性確保に著しい効果を発揮することができる。
鉄道車両用車輪の主要な部位の名称を説明する図である。 鉄道車両用車輪の管理基準となる寸法の一例を示した図である。 鉄道車両の２軸台車が曲線区間を通過する際の車輪とレールとレーザー距離計の相対位置関係を示した平面図である。 新製車輪又は転削直後車輪の場合について示した図で、（ａ）は前軸がレーザー距離計と相対する位置にきたときの車輪とレールとレーザー距離計を示した概略図、（ｂ）は台車の進行方向後方の輪軸（以下、後軸という。）がレーザー距離計と相対する位置にきたときの（ａ）図と同様の図である。 鉄道車両に搭載された車輪が摩耗している場合の図４と同様の図である。 本発明方法を実施する際に使用するレーザー距離計の設置位置の一例を説明する図であり、（ａ）は上り線の場合、（ｂ）は下り線の場合を示す。 図６（ａ）で示した位置に設置したレーザー距離計でフランジ摩耗を測定する車輪を説明する図である。 図６（ｂ）で示した位置に設置したレーザー距離計でフランジ摩耗を測定する車輪を説明する図である。 （ａ）は転削直後車輪を装備した車両についてレーザー距離計で車輪の表リム面までの距離を測定した結果を示した図、（ｂ）はフランジを１mm摩耗させた車輪を装備した車両についてレーザー距離計で車輪の表リム面までの距離を測定した結果を示した図である。 鉄道車両が曲線区間を通過する際に車輪がレールから受ける力を説明する図で、紙面左側は外軌側を、紙面右側は内軌側を示す。 鉄道車両用車輪のフランジ部に発生する直立摩耗を説明する図である。
　本発明は、曲線区間を走行中に、鉄道車両の車輪のフランジ摩耗量をオンラインで直接的に測定して、走行中の安全性を確保するという目的を、円曲線区間の外軌側に設置したレーザー距離計で測定した車輪の表リム面までの距離を比較することにより実現した。
　以下、本発明の鉄道車両用車輪のフランジ摩耗測定方法の一例を図１～図８を用いて説明する。
　図１は鉄道車両用車輪の主要な部位の名称を説明する図であり、車輪１は車軸を挿入するボス部１hと、レール２と接触するリム部１rと、ボス部１hとリム部１rをつなぐ板部１wの３つの部分から構成されている。
　そして、リム部１rの外周部には、レール２と接触する踏面１tと、この踏面１tにスロート１thを介して連続するフランジ１fが形成されている。このフランジ１fを形成した側のリム部１rの側面を裏リム面１rb、裏リム面１rbと反対側の側面を表リム面１rfと称している。
　一般的には、円曲線の半径が８００m以下の曲線区間の走行時には、先に説明したように、特に台車Ｂの前軸Ｓfにおける外軌側の車輪１のスロート１thがレール２に押し付けられる。従って、車両の走行時間が長くなるのに従って、前記車輪１のフランジ１fの直立摩耗量が増加し、輪軸を構成する両車輪１のフランジ外側面間の距離（図２参照）が短くなる。輪軸を構成する両車輪１のフランジ外側面間の距離を、以下、「フランジ外側面距離」という。
　そして、曲線区間の走行時には、前軸Ｓfにおける外軌側の車輪１のスロート１thがレール２に押し付けられるので、当該車輪１のフランジ外側面距離が短くなった分だけ前軸Ｓfが外軌側に移動することになる。
　従って、図３に示すように、円曲線区間の外軌側のレール２oの外側にレーザー距離計３を設置し、その設置位置から走行中の前軸Ｓfの外軌側の車輪１sfoの表リム面１rfまでの距離を測定することで、当該車輪１のフランジ１fの摩耗量が分かることになる。
　例えば、まず新製車輪又は転削直後車輪１を装備した車両を走行させ、当該車両が曲線区間を走行した時に、前記レーザー距離計３で前軸Ｓfの外軌側の前記車輪１sfoの表リム面１rfまでの距離Ｌ1を測定する（図４（ａ）参照）。
　前記距離Ｌ1の測定により、前軸Ｓfの車両幅方向の変位をゼロ点にリセットし、フランジ１fが摩耗した前記車輪１sfoを装備した車両が曲線区間を走行した時の、レーザー距離計３による測定精度を保証する。
　その後は、車輪１sfoのフランジ１fの摩耗量を測定したい車両が曲線区間を走行した時に、レーザー距離計３で当該車両の車輪１sfoの表リム面１rfまでの距離Ｌ2を測定する（図５（ａ）参照）。
　なお、図３～５において、内軌側のレールを２iと記す。また、前軸Ｓfの内軌側の車輪を１sfiと、後軸Ｓrの外軌側の車輪を１sroと、後軸Ｓrの内軌側の車輪を１sriと記す。
　そして、前記測定した距離Ｌ2を前記距離Ｌ1から減算することで、当該車輪１sfoのフランジ１fの摩耗量を得ることができる。
　なお、車輪のフランジの摩耗量とは、新製車輪又は転削直後車輪に対して、（フランジ外側面距離－車輪内面距離）／２の変化量である（図２参照）。摩耗が進展すると、（フランジ外側面距離－車輪内面距離）／２の変化量が小さくなる。なお、車輪内面距離とは、輪軸を構成する両車輪１の車輪内面間の距離をいう。
　その際、新製車輪又は転削直後車輪を装備した車両をトラッキングし、レーザー距離計を通過するたびに前軸の外軌側の車輪のフランジの摩耗量を順次測定すれば、摩耗量の時間的な評価を行うことができる。
　本発明において、台車Ｂの全車輪、即ち前軸Ｓfの車輪１sfo，１sfiと、後軸Ｓrの車輪１sro、１sriのフランジ摩耗量を測定するには、上り線と下り線のそれぞれの円曲線区間の、レール２の曲率が反転している各２カ所にレーザー距離計３ａ～３ｄを設置すればよい（図６参照）。
　このような位置にレーザー距離計３ａ～３ｄを設置すると、車両の進行方向に対して前側に位置する２軸台車Ｂ1及び後側に位置する２軸台車Ｂ2それぞれの、前軸Ｓfの外軌側の車輪１sfoの表リム面１rfまでの距離Ｌ1，Ｌ2を測定すれば、当該車輪１sfoのフランジ１fの摩耗量を測定することができる。つまり、１つの車両に装備されている全車輪のフランジ摩耗量を測定することが可能である。
　すなわち、図７に示す上り線の場合は、レーザー距離計３ａで、前側に位置する２軸台車Ｂ1と後側に位置する２軸台車Ｂ2の前軸Ｓfの外軌側となる車輪１2と１6のフランジ１fの摩耗量を測定することができる。また、レーザー距離計３ｂで、前側に位置する２軸台車Ｂ1と後側に位置する２軸台車Ｂ2の前軸Ｓfの外軌側となる車輪１1と１5のフランジ１fの摩耗量を測定することができる。
　一方、図８に示す下り線の場合は、レーザー距離計３ｃで、前側に位置する２軸台車Ｂ2と後側に位置する２軸台車Ｂ1の前軸Ｓfの外軌側となる車輪１8と１4のフランジ１fの摩耗量を測定することができる。また、レーザー距離計３ｄで、前側に位置する２軸台車Ｂ2と後側に位置する２軸台車Ｂ1の前軸Ｓfの外軌側となる車輪１7と１3のフランジ１fの摩耗量を測定することができる。
　因みに、発明者らが、円曲線の曲線半径が１２０mの試験軌道を１０km／hの速度で走行させた車両に装備した車輪の表リム面までの距離を、試験軌道の円曲線区間の外軌側に設置したレーザー距離計で測定した結果を以下に説明する。
　図９（ａ）は車両に転削直後車輪を装備して、外軌側の各車輪の表リム面までの距離を測定した結果を示した図、図９（ｂ）は車両にフランジ摩耗量を１mmとした車輪を装備した場合の図９（ａ）と同様の図である。
　前台車の前軸における外軌側の車輪では、表リム面までの測定距離は、転削直後車輪の場合（図９（ａ）参照）に比べ、フランジ摩耗量を１mmとした車輪の場合（図９（ｂ）参照）は1mm小さく測定され、本発明の効果が確認できた。
　本発明は上記した例に限らないことは勿論であり、各請求項に記載の技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
　例えば、上記の実施例では、円曲線区間の外軌側のレール２oの外側に設置したレーザー距離計３で、前軸Ｓfの外軌側の車輪１sfoの表リム面１rfまでの距離を測定するものについて説明している。しかしながら、外軌側のレール２oの内側にレーザー距離計３を設置し、裏リム面１rbまでの距離を測定してもよい。
　また、特定の車輪のフランジ摩耗量のみを対象とする場合は、レーザー距離計３は、図６に示したように４カ所に設ける必要はなく、１カ所に設ければよい。
　１　　車輪
　１sfo　　前軸の外軌側の車輪
　１f　　フランジ
　１rf　　表リム面
　２　　レール
　３　　レーザー距離計
　Ｂ　　台車
　Ｓf　　前軸

Claims (3)

  1. 　鉄道軌道における円曲線区間の外軌側にレーザー距離計を設置し、
    　車両が前記円曲線区間を走行した時に、前記レーザー距離計で当該車両を構成する台車の進行方向前方の輪軸における外軌側の車輪の表リム面までの距離を測定し、
    　この測定した前記距離を従前に測定した前記距離と比較することでフランジ摩耗量を得ることを特徴とする鉄道車両用車輪のフランジ摩耗測定方法。
  2. 　鉄道軌道における円曲線区間の外軌側にレーザー距離計を設置し、
    　未使用の車輪又は正規の形状となるように転削した直後の車輪を装備した車両が前記円曲線区間を走行した時に、前記レーザー距離計で当該車両を構成する台車の進行方向前方の輪軸における外軌側の車輪の表リム面までの距離を予め測定しておき、
    　車両が前記円曲線区間を走行した時に、前記レーザー距離計で当該車両を構成する台車の進行方向前方の輪軸における外軌側の車輪の表リム面までの距離を測定して、前記未使用の車輪又は前記転削した直後の車輪の表リム面までの測定距離から減算することで、未使用の車輪又は転削した直後の車輪からのフランジ摩耗量を得ることを特徴とする鉄道車両用車輪のフランジ摩耗測定方法。
  3. 　前記レーザー距離計を、前記円曲線区間の曲率が反転している４カ所に設置して、これらレーザー距離計で前記円曲線区間を走行中の２軸台車の進行方向前方の輪軸における外軌側の車輪の表リム面までの距離を測定することを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の鉄道車両用車輪のフランジ摩耗測定方法。
PCT/JP2015/081584 2014-11-11 2015-11-10 鉄道車両用車輪のフランジ摩耗測定方法 WO2016076307A1 (ja)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201580059954.2A CN107076645B (zh) 2014-11-11 2015-11-10 铁道车辆用车轮的轮缘磨损测定方法
US15/525,080 US10352831B2 (en) 2014-11-11 2015-11-10 Method for measuring wear of railroad vehicle wheel flange
EP15858514.1A EP3220123B1 (en) 2014-11-11 2015-11-10 Method for measuring wear of rail-vehicle-wheel flange
AU2015347772A AU2015347772A1 (en) 2014-11-11 2015-11-10 Method for measuring wear of rail-vehicle-wheel flange
BR112017007740A BR112017007740A2 (pt) 2014-11-11 2015-11-10 método para medição de desgaste de flange de roda de veículo ferroviário
JP2016559058A JP6610557B2 (ja) 2014-11-11 2015-11-10 鉄道車両用車輪のフランジ摩耗測定方法
RU2017116493A RU2666043C1 (ru) 2014-11-11 2015-11-10 Способ измерения износа реборды железнодорожных колес
CA2966726A CA2966726C (en) 2014-11-11 2015-11-10 Method for measuring wear of railroad vehicle wheel flange
ES15858514T ES2804504T3 (es) 2014-11-11 2015-11-10 Método para medir el desgaste de las pestañas de rueda de vehículos ferroviarios
AU2018286590A AU2018286590A1 (en) 2014-11-11 2018-12-27 Method for measuring wear of railroad vehicle wheel flange

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014228863 2014-11-11
JP2014-228863 2014-11-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016076307A1 true WO2016076307A1 (ja) 2016-05-19

Family

ID=55954390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/081584 WO2016076307A1 (ja) 2014-11-11 2015-11-10 鉄道車両用車輪のフランジ摩耗測定方法

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10352831B2 (ja)
EP (1) EP3220123B1 (ja)
JP (1) JP6610557B2 (ja)
CN (1) CN107076645B (ja)
AU (2) AU2015347772A1 (ja)
BR (1) BR112017007740A2 (ja)
CA (1) CA2966726C (ja)
ES (1) ES2804504T3 (ja)
RU (1) RU2666043C1 (ja)
WO (1) WO2016076307A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7328528B2 (ja) 2019-09-13 2023-08-17 富士通株式会社 車輪径予測プログラム、車輪径予測方法及び車輪径予測システム
JP7430622B2 (ja) 2020-11-04 2024-02-13 川崎車両株式会社 鉄道車両の車輪フランジの摩耗診断システムおよび摩耗診断方法

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2893007C (en) 2015-01-19 2020-04-28 Tetra Tech, Inc. Sensor synchronization apparatus and method
US9849894B2 (en) 2015-01-19 2017-12-26 Tetra Tech, Inc. Protective shroud for enveloping light from a light emitter for mapping of a railway track
US10349491B2 (en) 2015-01-19 2019-07-09 Tetra Tech, Inc. Light emission power control apparatus and method
US10362293B2 (en) 2015-02-20 2019-07-23 Tetra Tech, Inc. 3D track assessment system and method
CN105118044B (zh) * 2015-06-16 2017-11-07 华南理工大学 一种轮形铸造产品缺陷自动检测方法
WO2018156703A1 (en) 2017-02-22 2018-08-30 Tetra Tech, Inc. Broken wheel detection system
CN106959216B (zh) * 2017-05-24 2023-07-25 襄阳国铁机电股份有限公司 一种有轨电车转向架静载试验装置
US11485394B2 (en) * 2017-12-21 2022-11-01 Transportation Ip Holdings, Llc Vehicle flashover detection system
US10807623B2 (en) 2018-06-01 2020-10-20 Tetra Tech, Inc. Apparatus and method for gathering data from sensors oriented at an oblique angle relative to a railway track
US11377130B2 (en) 2018-06-01 2022-07-05 Tetra Tech, Inc. Autonomous track assessment system
US10625760B2 (en) 2018-06-01 2020-04-21 Tetra Tech, Inc. Apparatus and method for calculating wooden crosstie plate cut measurements and rail seat abrasion measurements based on rail head height
US10730538B2 (en) 2018-06-01 2020-08-04 Tetra Tech, Inc. Apparatus and method for calculating plate cut and rail seat abrasion based on measurements only of rail head elevation and crosstie surface elevation
JP7173290B2 (ja) * 2019-03-22 2022-11-16 村田機械株式会社 搬送車システム
US11755965B2 (en) 2019-04-30 2023-09-12 Transportation Ip Holdings, Llc Asset identification and tracking system
WO2020232443A1 (en) 2019-05-16 2020-11-19 Tetra Tech, Inc. Autonomous track assessment system
US11673561B2 (en) 2019-11-05 2023-06-13 Transportation Ip Holdings, Llc Vehicle control system
CN110979390B (zh) * 2019-12-05 2021-10-26 中车株洲电力机车有限公司 一种轨道交通车辆车轮多边形修复方法及系统
CN111257019A (zh) * 2020-01-17 2020-06-09 杭州中车数字科技有限公司 一种跨座式单轨列车部件磨耗检测设备及其检测方法
US11926351B2 (en) 2020-09-01 2024-03-12 Bnsf Railway Company Apparatus and method for wear detection of railroad vehicle wheels

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5368260A (en) * 1993-11-01 1994-11-29 Canadian Pacific Limited Wayside monitoring of the angle-of-attack of railway vehicle wheelsets
JPH07243845A (ja) * 1994-03-02 1995-09-19 Hitachi Techno Eng Co Ltd 鉄道車両走行車輪検査装置
US5636026A (en) * 1995-03-16 1997-06-03 International Electronic Machines Corporation Method and system for contactless measurement of railroad wheel characteristics
JP2006118901A (ja) * 2004-10-20 2006-05-11 Hitachi Industries Co Ltd 車輪形状測定装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3978712A (en) * 1971-11-17 1976-09-07 Scanning Systems, Inc. Method and apparatus for testing wear, size and residual stress conditions
DK158079C (da) 1986-10-13 1990-09-24 Caltronic As Anlaeg til sporbaseret aftastning af hjulprofilen paa forbikoerende jernbanehjul
AU5779890A (en) * 1990-06-25 1992-01-02 Railbase Technologies, Incorporated Device for detecting defective wheels on rail cars
US6675077B2 (en) * 2000-10-11 2004-01-06 Transportation Technology Center Inc. Wheel-railhead force measurement system and method having cross-talk removed
RU2266226C2 (ru) * 2003-04-09 2005-12-20 Конструкторско-технологический институт научного приборостроения (статус государственного учреждения) Способ мониторинга параметров колесной пары и ее положения относительно рельсового пути
EP1600351B1 (en) * 2004-04-01 2007-01-10 Heuristics GmbH Method and system for detecting defects and hazardous conditions in passing rail vehicles
US7525667B2 (en) * 2004-05-24 2009-04-28 International Electronic Machines Corp. Portable electronic measurement
DE102004033432B4 (de) * 2004-07-10 2012-07-12 Schenck Process Gmbh Vorrichtung zur Messung von Zustandsdaten an einem rollenden Radsatz eines schienengebundenen Fahrzeugs
JP4657767B2 (ja) 2005-03-14 2011-03-23 財団法人鉄道総合技術研究所 プログラム、情報記憶媒体及び接触特性評価装置
JP4537240B2 (ja) * 2005-03-28 2010-09-01 財団法人鉄道総合技術研究所 プログラム、情報記憶媒体及び車輪摩耗推定装置
US20070043486A1 (en) * 2005-08-18 2007-02-22 Moffett Jeffrey P Rail wheel measurement
JP2007192687A (ja) 2006-01-20 2007-08-02 Hitachi Plant Technologies Ltd 鉄道車両走行車輪検査装置の設置方法
JP4949725B2 (ja) 2006-04-21 2012-06-13 日立交通テクノロジー株式会社 鉄道車両走行車輪測定装置
CN100449259C (zh) * 2006-12-18 2009-01-07 杭州电子科技大学 车辆轮对直径在线检测方法及装置
JP2010181216A (ja) 2009-02-04 2010-08-19 Hankyu Corp 車輪形状測定装置
JP2011068242A (ja) 2009-09-25 2011-04-07 Railway Technical Res Inst 鉄道車両の車輪の形状測定装置及び形状測定方法
JP5021048B2 (ja) 2010-02-08 2012-09-05 公益財団法人鉄道総合技術研究所 プログラム、情報記憶媒体及びフランジ角度推定装置
WO2011099337A1 (ja) * 2010-02-10 2011-08-18 株式会社小松製作所 摩耗量測定装置、摩耗量測定方法、摩耗量測定プログラムおよび記録媒体
JP5612905B2 (ja) 2010-05-18 2014-10-22 東芝トランスポートエンジニアリング株式会社 車輪形状計測装置、車輪形状計測方法、および車輪形状計測プログラム
JP5749496B2 (ja) * 2011-01-07 2015-07-15 公益財団法人鉄道総合技術研究所 鉄道車両アタック角測定装置および方法
KR20130070130A (ko) * 2011-12-19 2013-06-27 엘에스산전 주식회사 차륜 마모도 측정장치 및 차륜 마모도 측정방법
DE102013001973B3 (de) * 2013-02-05 2014-01-16 Josef Staltmeir Spurführung eines Schienenfahrzeugs
CN103884773B (zh) * 2014-02-20 2016-04-20 马钢(集团)控股有限公司 一种车轮轮辋自动超声波探伤方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5368260A (en) * 1993-11-01 1994-11-29 Canadian Pacific Limited Wayside monitoring of the angle-of-attack of railway vehicle wheelsets
JPH07243845A (ja) * 1994-03-02 1995-09-19 Hitachi Techno Eng Co Ltd 鉄道車両走行車輪検査装置
US5636026A (en) * 1995-03-16 1997-06-03 International Electronic Machines Corporation Method and system for contactless measurement of railroad wheel characteristics
JP2006118901A (ja) * 2004-10-20 2006-05-11 Hitachi Industries Co Ltd 車輪形状測定装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3220123A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7328528B2 (ja) 2019-09-13 2023-08-17 富士通株式会社 車輪径予測プログラム、車輪径予測方法及び車輪径予測システム
JP7430622B2 (ja) 2020-11-04 2024-02-13 川崎車両株式会社 鉄道車両の車輪フランジの摩耗診断システムおよび摩耗診断方法

Also Published As

Publication number Publication date
BR112017007740A2 (pt) 2017-12-26
CA2966726A1 (en) 2016-05-19
EP3220123A4 (en) 2018-07-11
AU2015347772A1 (en) 2017-06-22
CN107076645B (zh) 2019-11-12
US20170336293A1 (en) 2017-11-23
EP3220123A1 (en) 2017-09-20
EP3220123B1 (en) 2020-05-06
AU2018286590A1 (en) 2019-01-24
CA2966726C (en) 2020-06-16
RU2666043C1 (ru) 2018-09-05
US10352831B2 (en) 2019-07-16
ES2804504T3 (es) 2021-02-08
JPWO2016076307A1 (ja) 2017-06-15
CN107076645A (zh) 2017-08-18
JP6610557B2 (ja) 2019-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6610557B2 (ja) 鉄道車両用車輪のフランジ摩耗測定方法
KR101084157B1 (ko) 철도차량용 능동 조향 제어 장치 및 방법
JP6512588B2 (ja) 軌道状態測定方法及び軌道状態測定可能な営業車両
JP2018127882A (ja) 軌道を最適化するための方法
JP2017156295A (ja) タイヤの摩耗寿命推定システム
CN109443264A (zh) 一种轨道车辆轮饼参数在线测量装置及方法
ES2883154T3 (es) Diagnóstico del estado de ruedas de un vehículo ferroviario
US20110101717A1 (en) Railroad wheel with wear resistant flange
JP6159667B2 (ja) 鉄道車両用車輪の真円度測定方法および装置
KR20160126137A (ko) 철도차량용 능동 조향 제어를 위한 곡률반경 센싱을 위한 센서 시스템
CN109974605A (zh) 一种轨道车辆轮饼参数在线测量装置及方法
Zhussupov et al. Investigation of the stress-strain state of a wheel flange of the locomotive by the method of finite element modeling
JP2010111189A (ja) 鉄道車両の走行安定性判定方法
Staśkiewicz et al. Out-of-round tram wheels–current state and measurements
RU2513338C1 (ru) Способ оценки состояния рельсового пути
JP6644598B2 (ja) 鉄道車両の車輪とレールとのアタック角測定方法及び装置
JP7430622B2 (ja) 鉄道車両の車輪フランジの摩耗診断システムおよび摩耗診断方法
Boronahin et al. Application of regression analysis for data processing of inertial track monitoring system
JP7207148B2 (ja) 鉄道車両用軌道の状態評価方法及び鉄道車両用台車
JP2015209037A (ja) 車輪内面距離測定軌道
KR20110061056A (ko) 철도차량의 곡선구간 곡률반경 추정방법
Dos Santos et al. The influence of wheel profile on the safety index
Ćirić et al. TOWARDS MACHINE VISION BASED RAILWAY ASSETS PREDICTIVE MAINTENANCE
JP2022189440A (ja) 車輪の転削計画支援装置、車輪の転削計画支援システム及び車輪の転削計画支援方法
Bowling Geometry Detector Teardown Results at CSX

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15858514

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016559058

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112017007740

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2966726

Country of ref document: CA

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015858514

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017116493

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015347772

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20151110

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112017007740

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20170413