铁道车辆用车轮的轮缘磨损测定方法技术

在曲线区段行驶过程中，以在线方式直接测定铁道车辆的车轮的轮缘磨损量。将激光测距仪(3)设置在铁道轨道中的圆曲线区段的外轨侧。当车辆在所述圆曲线区段行驶时，使用激光测距仪(3)测定离构成该车辆的转向架(B)中的靠行进方向前方的轮轴(Sf)上的靠外轨侧的车轮(1sfo)的轮辋外侧面(1rf)的距离。对进行该测定所得到的所述距离与之前测定出的所述距离进行比较来得到轮缘磨损量。在行驶过程中，能够对在曲线区段行驶时的车轮的轮缘磨损量进行管理，从而能够尽早发现轮缘磨损量超出管理范围的车轮，来确保铁道车辆在曲线区段行驶时的安全性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铁道车辆用车轮的轮缘磨损测定方法
本专利技术涉及一种在行驶过程中以在线方式直接测定铁道车辆的车轮的轮缘磨损量的方法。
技术介绍
在行驶时，铁道车辆的车轮与轨道接触。因与轨道接触而发生了磨损的车轮对铁道车辆的运动性能造成大的影响。因而，为了使铁道车辆安全地行驶，对车轮的磨损量进行管理是极为重要的。图10是示意性地示出在由平缓曲线和圆曲线构成的曲线区段行驶的过程中车轮1从轨道2承受的力的图。图10的图纸左侧的轨道2表示曲线区段的外周侧的轨道2，图纸右侧的轨道2表示曲线区段的内周侧的轨道2。以下，将曲线区段的外周侧称为外轨侧，将曲线区段的内周侧称为内轨侧。为了在曲线区段安全地行驶，车轮1对轨面垂直地施加的轮重P以及车轮1对轨道2的侧面施加的横压Q是重要的管理指标。为了将这些轮重P和横压Q保持在适当的范围内，需要适当地对转向架中的特别是靠行进方向前方的轮轴(以下称为前轴)上的靠外轨侧的车轮1的轮缘1f与轨道2接触的接触点处的切线与水平线之间所成的角度(轮缘角)α进行管理。此外，图10中的N表示法线力，fy表示横向蠕滑力。为了适当地保持铁道车辆用车轮的轮缘角α，其中一个解决方法是，尽早发现车轮1的轮缘1f产生的垂直磨损，通过使用旋转工具进行的切削(以下称为旋切)来使车轮1的形状适当化。此外，垂直磨损是指车轮1的颈部1th发生磨损而使轮缘1f变为大致垂直的磨损(图11中的标注了阴影的部分)。因此，公开了各种测定铁道车辆的车轮的形状的方法。例如在专利文献1中，公开了如下一种装置：利用形状测定装置测定左右各车轮的着地面形状和轨道的截面形状，将这些形状数据转换为在车轮的厚度方向上每隔规定间隔的离散数据，来进行车轮与轨道的接触特性的评价。另外，在专利文献2中，公开了一种在整个周向上连续地测定车轮的着地面的形状变化的装置和方法。另外，在专利文献3中，公开了如下一种装置：以设计时的轮缘角度为基准，根据因磨损而产生的轮缘角度的变化与行驶距离之间的关系来定量地估计该轮缘角度的变化。另外，在专利文献4中，公开了一种使用多个激光测距仪来测定车轮的形状的方法、装置，另外，在专利文献5中，公开了一种使用多个照相机和多个激光测距仪来测定车轮的形状的方法、装置。另外，在专利文献6、7中，公开了如下一种装置及该装置的设置方法：使用设置于轨道的外侧的距离传感器和设置于轨道的内侧的距离传感器来测定离车轮的距离，根据这些测定结果和与上述两个距离传感器的设置有关的距离数据来运算车轮直径、轮缘厚度、轮缘高度等车轮的形状。然而，专利文献1～3中公开的技术均不是在车辆行驶过程中进行测定的技术，而是将以离线方式进行测定作为前提的技术。因而，难以适时地确保车辆行驶时的安全性。另外，专利文献4～7中公开的技术均使用了多个照相机、多个激光测距仪。因而，规格变得繁杂且维护要花费工时。另外，需要额外进行测定值的处理，因此难以适时地确保车辆行驶时的安全性。专利文献1：日本特许第4657767号公报专利文献2：日本特开2011-68242号公报专利文献3：日本特开2010-151827号公报专利文献4：日本特开2010-181216号公报专利文献5：日本特开2011-242239号公报专利文献6：日本特开2007-292473号公报专利文献7：日本特开2007-192687号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术要解决的问题点在于，由于专利文献1～3中公开的技术是将以离线方式进行测定作为前提的技术，因此难以适时地确保车辆行驶时的安全性。另外，由于专利文献4～7中公开的技术使用了多个照相机、多个激光测距仪，因此规格变得繁杂且维护要花费工时。另外，本专利技术要解决的问题点还在于，由于需要额外进行测定值的处理，因此难以适时地确保车辆行驶时的安全性。用于解决问题的方案本专利技术的目的在于，在曲线区段行驶过程中，以在线方式直接测定铁道车辆的车轮的轮缘磨损量，从而能够适时地确保行驶过程中的安全性。即，本专利技术的铁道车辆用车轮的轮缘磨损测定方法的最主要的特征在于，将激光测距仪设置在铁道轨道中的圆曲线区段的外轨侧，当车辆在所述圆曲线区段行驶时，使用所述激光测距仪测定离构成该车辆的转向架的前轴上的靠外轨侧的车轮的轮辋外侧面的距离，通过对进行该测定所得到的所述距离与之前测定出的所述距离进行比较，来得到轮缘磨损量。在本专利技术中，当车辆在曲线区段行驶时，只是对使用设置于圆曲线区段的外轨侧的激光测距仪测定出的离转向架的前轴的靠外轨侧的车轮的轮辋外侧面的距离与之前测定出的所述距离进行比较，就能够得到轮缘磨损量。此时，通过与搭载有未使用过的车轮或刚刚将着地面、轮缘等旋切成标准形状后的车轮的车辆在曲线区段行驶时的离所述车轮的轮辋外侧面的距离进行比较，能够得到相比于未使用过的车轮或刚刚进行了所述旋切后的车轮而言的轮缘磨损量。以下，将未使用过的车轮称为“新制车轮”。另外，将刚刚进行了所述旋切后的车轮称为“刚旋切车轮”。另外，在将激光测距仪设置在曲线区段的曲率发生了反转的四个位置、并使用这些激光测距仪通过本专利技术方法测定出离在所述曲线区段正在行驶的双轴转向架的前轴上的靠外轨侧的车轮的轮辋外侧面的距离的情况下，能够测定出双轴转向架的所有车轮的轮缘磨损量。专利技术的效果在本专利技术中，在曲线区段行驶过程中，能够以在线方式直接测定铁道车辆的车轮的轮缘磨损量，并且能够对车轮的轮缘磨损量进行管理。另外，在本专利技术中，能够尽早发现轮缘磨损量超出管理范围的车轮，因此能够在确保铁道车辆在曲线区段行驶时的安全性方面发挥显著的效果。附图说明图1是说明铁道车辆用车轮的主要部位的名称的图。图2是示出铁道车辆用车轮的成为管理基准的尺寸的一例的图。图3是示出铁道车辆的双轴转向架通过曲线区段时的车轮、轨道以及激光测距仪的相对位置关系的平面图。图4是示出新制车轮或刚旋切车轮的情况的图，(a)是前轴来到与激光测距仪相向的位置时的车轮、轨道以及激光测距仪的概要图，(b)是转向架的靠行进方向后方的轮轴(以下称为后轴。)来到与激光测距仪相向的位置时的与(a)图同样的图。图5是搭载于铁道车辆的车轮发生了磨损的情况下的与图4同样的图。图6是说明实施本专利技术方法时所使用的激光测距仪的设置位置的一例的图，(a)示出上行线的情况，(b)示出下行线的情况。图7是说明使用设置于图6的(a)所示的位置的激光测距仪测定轮缘磨损的车轮的图。图8是说明使用设置于图6的(b)所示的位置的激光测距仪测定轮缘磨损的车轮的图。图9的(a)是示出针对装备有刚旋切车轮的车辆使用激光测距仪测定离车轮的轮辋外侧面的距离所得到的结果的图，图9的(b)是示出针对装备有使轮缘磨损1mm后的车轮的车辆使用激光测距仪测定离车轮的轮辋外侧面的距离所得到的结果的图。图10是说明铁道车辆通过曲线区段时车轮从轨道承受的力的图，图纸左侧表示外轨侧，图纸右侧表示内轨侧。图11是说明铁道车辆用车轮的轮缘部产生的垂直磨损的图。具体实施方式本专利技术通过对使用设置于圆曲线区段的外轨侧的激光测距仪测定出的离车轮的轮辋外侧面的距离进行比较，实现了在曲线区段行驶过程中以在线方式直接测定铁道车辆的车轮的轮缘磨损量以确保行驶过程中的安全性这样的目的。实施例以下，使用图1～图8来说明本专利技术的铁道车辆用车轮的轮缘磨损测定方法的一例。图1是说明铁道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁道车辆用车轮的轮缘磨损测定方法，其特征在于，将激光测距仪设置在铁道轨道中的圆曲线区段的外轨侧，当车辆在所述圆曲线区段行驶时，使用所述激光测距仪测定离构成该车辆的转向架中的靠行进方向前方的轮轴上的靠外轨侧的车轮的轮辋外侧面的距离，通过对进行该测定所得到的所述距离与之前测定出的所述距离进行比较，来得到轮缘磨损量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.11 JP 2014-2288631.一种铁道车辆用车轮的轮缘磨损测定方法，其特征在于，将激光测距仪设置在铁道轨道中的圆曲线区段的外轨侧，当车辆在所述圆曲线区段行驶时，使用所述激光测距仪测定离构成该车辆的转向架中的靠行进方向前方的轮轴上的靠外轨侧的车轮的轮辋外侧面的距离，通过对进行该测定所得到的所述距离与之前测定出的所述距离进行比较，来得到轮缘磨损量。2.一种铁道车辆用车轮的轮缘磨损测定方法，其特征在于，将激光测距仪设置在铁道轨道中的圆曲线区段的外轨侧，当装备有未使用过的车轮或刚刚旋切成标准形状后的车轮的车辆在所述圆曲线区段行驶时，使用所述激光测距仪预先测定...

【专利技术属性】
技术研发人员：近藤修，下川嘉之，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP