JP2003535755A - Method and apparatus for detecting defects in circular shape of railway train wheels - Google Patents

Method and apparatus for detecting defects in circular shape of railway train wheels

Info

Publication number
JP2003535755A
JP2003535755A JP2002501708A JP2002501708A JP2003535755A JP 2003535755 A JP2003535755 A JP 2003535755A JP 2002501708 A JP2002501708 A JP 2002501708A JP 2002501708 A JP2002501708 A JP 2002501708A JP 2003535755 A JP2003535755 A JP 2003535755A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
wheel
movement
speed
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2002501708A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
モレッテイ,ロベルト
セマ,シルバノ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SKF Industrie SpA
Original Assignee
SKF Industrie SpA
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 SKF Industrie SpA filed Critical SKF Industrie SpA
Publication of JP2003535755A publication Critical patent/JP2003535755A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G01B21/10Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring diameters
    • G01B21/12Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring diameters of objects while moving
    • 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
    • G01B7/28Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B7/282Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring contours or curvatures for measuring roundness
    • 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 With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 移動センサ(3)が鉄道列車の車輪(1)へ連結されていて、本センサは垂直軸(x)に沿った車輪の移動を表示する信号(M)を発生する。回転センサ(6)は車輪(1)の回転速度を表示する信号(S)を与える。移動信号(M)及び回転速度信号(S)は、前記速度信号(S)を用いてこれら双方の信号を相関させ後続するそれぞれが車輪の完全な1回転に対応する時間部分あるいは時間フレームにおいて垂直移動信号(M)を分割する電子処理装置(E)によって受け取られる。一定期間にわたって記憶された移動信号の後続する時間部分の平均を計算して車輪の実際のあるいは初期の円形状における欠陥を識別する。 (57) [Summary] A movement sensor (3) is coupled to a wheel (1) of a railway train, the sensor generating a signal (M) indicative of the movement of the wheel along a vertical axis (x). The rotation sensor (6) provides a signal (S) indicating the rotation speed of the wheel (1). The movement signal (M) and the rotational speed signal (S) are correlated using the speed signal (S) to correlate both signals, and each subsequent signal corresponds to a vertical portion or time frame corresponding to one complete rotation of the wheel. It is received by an electronic processing unit (E) that divides the movement signal (M). An average of subsequent time portions of the stored motion signal over a period of time is calculated to identify defects in the actual or initial circular shape of the wheel.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 本発明は鉄道列車車輪の円形状における欠陥を検出する方法及び装置に関する
The present invention relates to a method and a device for detecting defects in the circular shape of railway train wheels.

【0002】 車輪の回転面における主たる円形状の欠陥は以下のように要約できる。 −列車の移動中に車輪がロックされることによって、あるいはより一般的にはブ
レーキの誤作動によってレール上の車輪回転面に平坦部分が生ずること、 −車輪を形成している材料の不均質性に起因する車輪の不均衡な装着によって車
輪の側面形状が円形ではなく例えば卵形あるいはローブ形状を呈すること。
The main circular defects on the rolling surface of a wheel can be summarized as follows. -The flatness of the wheel rolling surface on the rails caused by wheel locking during train movement or, more commonly, brake malfunction; -heterogeneity of the material forming the wheels. The side profile of the wheel is not circular but is, for example, egg-shaped or lobe-shaped due to the imbalanced mounting of the wheel due to.

【0003】 非円形な車輪は振動をひき起こし、車軸の性能へ有害な影響を与える他に車輪
の他の部分へも損傷を生じ、時間経過とともに車輪の安全性を減じる。
Non-circular wheels cause vibrations, which adversely affect the performance of the axle and also damage other parts of the wheel, reducing the safety of the wheel over time.

【0004】 従来、車輪状態の検査方法は定期的な管理に制限があり、その際専門家が列車
に乗り込んで乗り心地の程度を評定していた。専門化は状況によって列車の8個
の車輪のうちの少なくとも1個を取り換える必要があること、あるいは車輪の側
面を円形状となるように整備させる指示を与えていた。
Conventionally, the method of inspecting the wheel condition has a limitation in regular management, and at that time, an expert boarded a train to evaluate the degree of comfort. Specialization gave instructions that at least one of the eight wheels of the train had to be replaced depending on the situation, or that the sides of the wheels had to be rounded.

【0005】 しかし、かかる検査方法では適時に車輪の円形状における欠陥の発生を予測あ
るいは検出して損傷がさらに悪化する前に欠陥を防止することができない。
However, such an inspection method cannot prevent or detect the occurrence of a defect in the circular shape of the wheel in a timely manner to prevent the defect from becoming worse.

【0006】 米国特許5,433,111号は一連の鉄道列車車輪及び鉄道列車が通過する
線路の欠陥状態を検出する装置について開示している。本装置は、車輪の回転速
度を表示するデータを生成する測定手段、3個の車軸のうちの1個が線路に対し
てほぼ垂直である3個の直交する車軸に沿った移動を表示するデータを生成する
一連の加速度計、及び受け取った回転速度及び移動データに基づいて列車の少な
くとも1個の車輪の欠陥状態を検出するデータプロセッサから構成されている。
US Pat. No. 5,433,111 discloses a series of train train wheels and a device for detecting a defective condition of a track through which a train runs. The device comprises a measuring means for generating data representing the rotational speed of the wheels, data representing the movement along three orthogonal axles, one of the three axles being substantially perpendicular to the track. And a data processor that detects a defective condition of at least one wheel of the train based on the received rotational speed and movement data.

【0007】 しかしながら、これら既知のシステムでは異常な振動が車輪によるのか、車軸
ベアリンクグによるのか、あるいは線路やさらに他の原因によるのかを識別する
ことができない限界がある。さらに、上記先行技術では列車のどの車輪に欠陥に
よる影響が及んでいるかが識別できない。
However, these known systems have the limitation that it is not possible to distinguish whether the abnormal vibration is due to the wheels, the axle bare linking, or the track or even other causes. Furthermore, the above-mentioned prior art cannot identify which wheel of the train is affected by the defect.

【0008】 本発明は、円形状の欠陥の発生、欠陥の形態及びその正確な場所を適時に予測
及び/または識別しリアルタイムに警報を発すること、とりわけ欠陥による影響
が列車のどの車輪に及んでいるかを識別することを目的としている。
The present invention provides for the timely prediction and / or identification of the occurrence of a circular defect, the form of the defect and its exact location and alerting in real time, in particular which wheels of the train are affected by the defect. The purpose is to identify what is.

【0009】 本発明の他の目的は、車輪の作動状態を継続的に監視して適時に欠陥の変動に
関するリアルタイムな情報を取得して、重大な破損について緊急に介入し、ある
いは検出された破損の重大性次第では介入を遅延し、あるいは例えば作動上の欠
陥が治まりあるいは治まっている場合のように介入を要しない場合か否かを判断
することである。
Another object of the present invention is to continuously monitor the operating state of the wheels to obtain real-time information on the fluctuation of the defect in a timely manner, to urgently intervene for serious damage or to detect detected damage. Depending on the criticality of the intervention, the intervention may be delayed, or it may be determined if intervention is not required, such as when an operational defect has subsided or subsided.

【0010】 本発明のさらに他の目的は、適切な場合あるいは必要な場合のみに介入できる
ように整備を最適化することにより整備全体の終了時間を短縮することである。
Yet another object of the present invention is to shorten the overall maintenance end time by optimizing maintenance so that intervention can be made only when appropriate or necessary.

【0011】 以下の説明によりさらに理解される上記の及び他の目的は本発明の第一の態様
である請求項1項において限定された方法によって達成される。
The above and other objects further understood by the following description are achieved by the method defined in claim 1 which is the first aspect of the present invention.

【0012】 本発明の他の態様として、請求項9項に限定された装置が提供されている。[0012]   As another aspect of the invention, an apparatus as defined in claim 9 is provided.

【0013】 さらに本発明の他の重要な特徴が従属請求項において限定されている。[0013]   Further important features of the invention are defined in the dependent claims.

【0014】 まず図1を参照するが、符号1は線路2上を移動する鉄道列車の車輪を模式的
に表している。垂直方向xの加速を検出する移動センサ3が車輪の車軸を支持す
る素子に固定あるいは一体に形成された固定支持素子4上へ取り付けられている
First, referring to FIG. 1, reference numeral 1 schematically represents the wheels of a railway train moving on a track 2. A movement sensor 3 for detecting the acceleration in the vertical direction x is mounted on a fixed support element 4 which is fixed to or integrally formed with an element supporting the axle of the wheel.

【0015】 図1に示した素子は当業者にはそれ自体既知であるので本明細書においては詳
しい説明は行わない。例えば、前記固定支持素子4はベアリングの車軸箱であっ
てもよく、あるいは車軸箱の外側カバー、あるいは車軸ベアリングの外側固定レ
ース、あるいは前記レース上へ取り付けられたシーリングインサートであっても
よい。
The device shown in FIG. 1 is known per se to a person skilled in the art and will not be described in detail here. For example, the fixed support element 4 may be a bearing axle box, or an outer cover of an axle box, or an outer fixed race of an axle bearing, or a sealing insert mounted on the race.

【0016】 前記移動センサ3には圧電性加速器が包含され、該加速器はそれを包含してい
る同一ボディー中に組み込まれた増幅器と連結された既知形式の圧電性加速器で
あることが好ましい。
The movement sensor 3 comprises a piezo-accelerator, which is preferably a piezo-accelerator of a known type coupled to an amplifier incorporated in the same body containing it.

【0017】 図1には、車輪の回転する周辺部に平坦部分5があり、車輪が回転して該平坦
部分を通過する時に車輪は前記移動センサ3によって検出される垂直方向の加速
をひき起こす。その結果として前記移動センサは垂直車軸xに沿った車輪1の移
動を表示する信号を発生する。
In FIG. 1 there is a flat portion 5 on the rotating periphery of the wheel, which causes vertical acceleration as detected by the movement sensor 3 when the wheel rotates and passes through the flat portion. . As a result, the movement sensor produces a signal indicating the movement of the wheel 1 along the vertical axle x.

【0018】 前記垂直方向移動の信号は、該信号からすべての無関係な振動成分を取り除き
、及び該信号の調和振動内容を管理下で維持される現象、すなわち側面が非円形
な車輪の回転によって発生される振動、まで減じるハードウェア及び/またはソ
フトウェアろ過手段を介してろ過されることが好ましい。
The signal of the vertical movement is generated by removing all extraneous vibration components from the signal and maintaining the harmonic vibration content of the signal under control, ie the rotation of the wheels with non-circular sides. Preferably, the vibrations are filtered through hardware and / or software filtering means that reduce the vibration.

【0019】 前記車輪には車軸とともに高速回転するエンコーダ7へ結合したスピードセン
サ6、例えば回転速度の検出に通常使用されるタイプの衝撃車輪が備えられてい
る。前記スピードセンサ6は固定支持素子上へ取り付けられ車輪軸の支持素子へ
固定されるかあるいは該支持素子と一体に形成されることが好ましい。
The wheel is equipped with a speed sensor 6 coupled to an encoder 7 that rotates at high speed with the axle, for example an impact wheel of the type normally used for detecting rotational speed. The speed sensor 6 is preferably mounted on a fixed support element and fixed to the support element of the wheel axle or is formed integrally with said support element.

【0020】 スピードセンサの及び、関連エンコーダあるいは衝撃車輪(いずれか既知のも
のでよい)の構造的及び操作上の特徴は本発明を理解する上では関連性がないの
でここでは詳細な説明は行わない。ここでは、車輪1が回転する際に車輪はエン
コーダ7とともに高速回転するので、エンコーダ7の影響下でスピードセンサ6
は車輪の回転速度を表示し一般的には車輪の角速度に比例する周波数をもつ信号
を与えることだけ述べれば十分である。
The structural and operational features of the speed sensor and of the associated encoder or impact wheel (which may be any known) are not relevant to an understanding of the present invention and therefore a detailed description is provided herein. Absent. Here, since the wheel rotates at high speed together with the encoder 7 when the wheel 1 rotates, the speed sensor 6 is affected by the encoder 7.
It suffices to mention that indicates the rotational speed of the wheel and generally gives a signal with a frequency proportional to the angular speed of the wheel.

【0021】 図1では、簡略のため、スピードセンサ3が移動センサ3を支持する同一素子
4上に取り付けられている例が示されている。共通の支持素子上へセンサ3及び
6を取り付けることを選択することによって一定の使用状況において好ましい解
決を与えることにはなるが、本発明の実施目的にとっては明らかに必要不可欠な
特徴ではない。
For the sake of simplicity, FIG. 1 shows an example in which the speed sensor 3 is mounted on the same element 4 that supports the movement sensor 3. Choosing to mount the sensors 3 and 6 on a common support element will give a favorable solution in certain use situations, but is clearly not an essential feature for the purpose of implementing the invention.

【0022】 好ましい実施態様においては、前記スピードセンサ6はベアリングの固定外側
レースへ固定されている。
In a preferred embodiment, the speed sensor 6 is fixed to a fixed outer race of the bearing.

【0023】 第一の実施態様では、エンコーダ7には不規則な構造、例えば車輪の一定の角
度位置の基準点として機能し車輪の円周上の点に対応する長めの歯状構造あるい
は見えない窪みが設けられている。この場合、前記スピードセンサ6は車輪が完
全に回転する毎に信号パルスあるいは信号を与える。
In a first embodiment, the encoder 7 has an irregular structure, eg a longer toothed structure or invisible, which serves as a reference point for a constant angular position of the wheel and corresponds to a point on the circumference of the wheel. A depression is provided. In this case, the speed sensor 6 gives a signal pulse or signal every time the wheel completely rotates.

【0024】 別態様として及び好ましい実施態様によれば、一定数n(例えばn=80)の
セクターをもつ衝撃車輪をエンコーダとして使用することによって該衝撃車輪へ
連結されたスピードセンサは車輪が完全に回転する毎に衝撃を発するように構成
される。前記スピードセンサによって発せられたパルスはn除算器へと与えられ
、該除算器からの出力はスピードセンサによって受け取られた各nパルス毎にパ
ルスを与える。
Alternatively and according to a preferred embodiment, a speed sensor connected to the impact wheel by using as an encoder an impact wheel with a fixed number n (eg n = 80) of sectors is such that the wheel is completely It is configured to give an impact each time it rotates. The pulse emitted by the speed sensor is provided to an n-divider, and the output from the divider provides a pulse for every n-pulse received by the speed sensor.

【0025】 いずれの場合においても、出力された速度パルスSあるいは車輪の完全な回転
ごとに与えられた信号は垂直移動センサ3からの信号Mをも受け取る電子処理装
置E(図2)へと供給される。
In any case, the output speed pulse S or the signal given for every complete rotation of the wheel is supplied to an electronic processing unit E (FIG. 2) which also receives the signal M from the vertical movement sensor 3. To be done.

【0026】 前記電子処理装置Eは前記回転速度信号あるいは車輪のパルスSを用いて二つ
の信号M、Sを相関させて後続する車輪の完全な回転に対応する時間部分あるい
はフレームにおいて前記垂直移動信号Mを分割する。
The electronic processing unit E uses the rotational speed signal or wheel pulses S to correlate the two signals M, S to correlate the vertical movement signal in a time section or frame corresponding to a complete rotation of the following wheel. Divide M.

【0027】 前記フレームは電子処理装置E中あるいはそれに接続された別の電子装置中に
記憶され、車輪が完全に1回転される間に受ける垂直方向の加速が縦軸に再現さ
れる図3に重ね合わせて示された複数のフレームを形成する。このデータ収集は
一定期間にわたって継続的に実施される。
The frame is stored in the electronic processing unit E or in another electronic unit connected to it, the vertical acceleration being received during one complete rotation of the wheel being reproduced on the vertical axis in FIG. Form a plurality of frames shown superimposed. This data collection will be carried out continuously over a period of time.

【0028】 車輪が線路の局部的な平坦でない部分、例えばレールの接合部分の不連続部あ
るいはレール上の点または異物上を通過する際に垂直方向の移動を示す異常信号
が発生されることは特に重要である。その結果、互いに類似していても実際に互
いに同一でないならば、他のフレームとは明らかに異なる対応異常フレームが取
得される。
It is possible that an anomalous signal may be generated indicating vertical movement as the wheel passes over a locally uneven portion of the track, for example a discontinuity at the joint of the rail or a point on the rail or over a foreign object. Especially important. As a result, if they are similar to each other but not actually identical to each other, a corresponding abnormal frame that is clearly different from other frames is acquired.

【0029】 それゆえ、例えば50フレーム毎あるいは選ばれた間隔とし、その間隔で得ら
れたすべてのフレーム間の相関関数あるいは指数を周期的に計算し、所定の数値
、すなわち他の数値とはかなり異なる数値より低い相関値をもつフレームを無視
することが可能である。
Therefore, for example, every 50 frames or at selected intervals, the correlation function or exponent between all the frames obtained at the intervals is calculated periodically, and a predetermined numerical value, that is, other numerical values, is considerably calculated. It is possible to ignore frames with lower correlation values than different numbers.

【0030】 残っているフレーム、すなわち類似するフレームの平均を計算することによっ
て、車輪の円形状欠陥に関する情報だけを含み及び例えば線路の変則性等の他の
原因によるあらゆる非反復的故障を含まない平均波長(図4)が得られる。
By calculating the average of the remaining frames, ie similar frames, it contains only information about the circular defects of the wheels and not any non-repetitive faults due to other causes such as track anomalies. The average wavelength (FIG. 4) is obtained.

【0031】 唯一の同期された周波数は車輪の完全な回転のそれであるので、最終平均は車
輪とは無関係の原因による応力を考慮していないだけでなく車輪の回転速度とは
異なる速度をもつ他の回転部分(例えば車軸ベアリングのローラー)の潜在的変
則性による他の応力をも考慮していない。実際、他の回転部分による応力は車輪
の回転とは同期していないので車輪の周波数とは異なる周波数をもち、それら応
力は前記最終平均には影響をもたない。
Since the only synchronized frequency is that of a complete rotation of the wheel, the final mean does not take into account stresses due to causes unrelated to the wheel, but also has a speed different from the rotation speed of the wheel. It does not take into account other stresses due to potential anomalies in the rotating parts of the shaft (eg rollers of the axle bearing). In fact, the stresses due to the other rotating parts have a frequency different from the frequency of the wheels, since they are not synchronized with the rotation of the wheels and they do not influence the final mean.

【0032】 別言すれば、回転中の車輪と同期した車輪の垂直移動の検出は、最終平均にお
いては、車輪が非反復性応力を受けている回転中に検出されたデータ、より一般
的には車輪の回転周波数と異なる周波数をもつ応力から得られるデータとは無関
係である。データ収集は異常フレームを統計的に無関係とするために十分延期さ
れた期間にわたって行われなければならないことは明らかである。
In other words, the detection of the vertical movement of the wheel in synchronism with the rotating wheel is, in the final mean, the data detected during rotation when the wheel is under non-repetitive stress, more generally Is independent of the data obtained from stresses with frequencies that differ from the wheel rotation frequency. It is clear that the data collection must be done for a sufficiently postponed period to make the abnormal frame statistically irrelevant.

【0033】 以下において明らかになるように、本発明方法は理論的には列車が移動する速
度とは無関係である。しかしながら、出願人が行った試験では列車が100km
/h以上のほぼ一定速度で移動する場合によい結果が得られている。記憶された
フレーム(図3)から始まる最終平均波形(図4)を得るため、例えば指数関数
的移動平均、平均値、平均二乗偏差等を計算する多数の統計的アルゴリズムを用
いることができる。
As will become apparent below, the method of the invention is theoretically independent of the speed at which the train moves. However, in the test conducted by the applicant, the train is 100 km.
Good results are obtained when moving at a substantially constant speed of / h or more. To obtain the final mean waveform (FIG. 4) starting from the stored frame (FIG. 3), a number of statistical algorithms can be used, for example to calculate the exponential moving average, mean value, mean square deviation, etc.

【0034】 上記データ収集は鉄道列車のすべての車輪について実施され、これにより欠陥
発生の検出、初期欠陥状態の予測及びその時間経過に伴う進行の追跡が可能とな
り、またどの車輪が欠陥に関わっているかを識別することが可能となる。
The above data collection is carried out for all wheels of the railroad train, which makes it possible to detect the occurrence of defects, predict the initial defect state and track its progress over time, and which wheels are involved in the defect. It becomes possible to identify whether or not.

【0035】 また実際のあるいは初期の欠陥状態を識別する所定の閾値へ達しあるいはそれ
を超えた時に警報信号Aを自動的に発するように前記電子処理装置Eを設定する
ことも可能である。
It is also possible to set the electronic processing unit E to automatically issue an alarm signal A when a predetermined threshold value for identifying an actual or initial defect state is reached or exceeded.

【0036】 さらに本発明によれば、車輪の円周部上の正確な点に対応する一定の角度位置
に速度信号あるいはパルスが発生した場合、上記により得られたフレームはその
位置に対応した開始点をもつ。その結果、車輪の平均波形は実用的には円周部に
沿った欠陥の位置を正確に示す車輪側面についての極性図を表示する。
Further in accordance with the invention, if a velocity signal or pulse is generated at a certain angular position corresponding to an exact point on the circumference of the wheel, the frame obtained above will start corresponding to that position. Have a point. As a result, the average waveform of the wheel practically displays a polar diagram for the side of the wheel that accurately indicates the location of the defect along the circumference.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

本発明の特徴及び利点は単に非限定的例示として示した添付図面を参照した以
下の実施態様の詳細な説明から明らかになる。
The features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments, which is given by way of non-limiting example only, with reference to the accompanying drawings.

【図1】本発明に係る装置との関連における鉄道列車の車輪を模式的に示した
図である。
1 is a diagram schematically showing the wheels of a railway train in the context of the device according to the invention.

【図2】本発明に係る装置における信号の発生及び処理を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing signal generation and processing in a device according to the present invention.

【図3】時間領域で図1の車輪の垂直運動を表示する信号の一連の後続フレー
ムを示す図である。
3 shows a series of subsequent frames of signals representative of the vertical movement of the wheel of FIG. 1 in the time domain.

【図4】図3の後続フレームの手段として得られた信号を示す図である。4 shows a signal obtained as a means of the subsequent frame of FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セマ,シルバノ イタリア国 アイ−10060 セルセナスコ ビア ダンテ アリギエリ 2 Fターム(参考) 2F069 AA24 AA68 AA99 BB27 GG04 GG06 GG20 JJ17 NN17 NN26─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Sema, Silvano             Italy Ai-10060 Celsenasco               Via Dante Alighieri 2 F term (reference) 2F069 AA24 AA68 AA99 BB27 GG04                       GG06 GG20 JJ17 NN17 NN26

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(a)鉄道列車の車輪(1)に連結され本来的に垂直な軸(x)に
沿った車輪の移動を表示する信号(M)を発生する移動センサ手段(3)を設け
る工程、 (b)車輪(1)の回転速度を表示する信号(S)を供給する回転センサ手段を
設ける工程、 (c)電子処理装置(E)を用いて前記移動信号(M)及び回転速度信号(S)
を受け取り、前記速度信号(S)を用いて前記双方の信号を相関させて後続する
それぞれが車輪の完全な1回転に対応する時間部分あるいは時間フレームにおい
て前記垂直移動信号(M)を分割する工程、 (d)前記移動信号(M)の前記後続する時間部分を記憶する工程、及び (e)一定期間中に記憶された前記移動信号の前記後続する時間部分の平均を計
算し、該平均に基づいて車輪の実際のあるいは初期の円形状における欠陥を識別
する工程から構成される鉄道列車車輪の円形状における欠陥の検出方法。
1. A movement sensor means (3) connected to a train train wheel (1) for generating a signal (M) indicative of the movement of the wheel along an essentially vertical axis (x). Providing step, (b) providing a rotation sensor means for supplying a signal (S) indicating the rotation speed of the wheel (1), (c) using the electronic processing device (E), the movement signal (M) and rotation Speed signal (S)
And correlating the two signals with the speed signal (S) to divide the vertical movement signal (M) in a time portion or time frame, each subsequent time corresponding to one complete wheel revolution. (D) storing the subsequent time portion of the travel signal (M), and (e) calculating an average of the subsequent time portions of the travel signal stored during a period of time, and calculating the average. A method of detecting defects in a circular shape of a railway train wheel, which comprises the steps of identifying defects in an actual or initial circular shape of a wheel based on the method.
【請求項2】車輪(1)の回転数に合わせて反復されない応力を表示するデータ
を含む移動信号(M)の時間部分が統計的に無関係となるように前記工程(e)
で計算された平均が多数の後続する時間部分に基づいて計算されることを特徴と
する請求項1項記載の方法。
2. The step (e) so that the time portion of the movement signal (M) containing data representing the stresses that are not repeated with respect to the rotational speed of the wheel (1) is statistically irrelevant.
2. The method of claim 1, wherein the average calculated in <tb> is calculated based on a number of subsequent time portions.
【請求項3】前記工程(c)が線路上の車輪の回転によって発生されないすべて
の振動成分を前記移動信号(M)から取り除くため該移動信号(M)をろ過する
工程を含むことを特徴とする請求項1項記載の方法。
3. The step (c) comprises the step of filtering the movement signal (M) in order to remove from the movement signal (M) all vibrational components not generated by the rotation of wheels on the track. The method of claim 1, wherein
【請求項4】前記速度信号を発生する工程(b)が、 車輪の完全な1回転ごとに単一の速度信号を発生する工程を含むことを特徴と
する請求項1項記載の方法。
4. The method of claim 1, wherein the step (b) of generating the speed signal comprises the step of generating a single speed signal for every complete revolution of the wheel.
【請求項5】前記速度信号を発生する工程(b)が、 車輪の完全な1回転ごとに多数(n個)のパルスを発生する工程、及び 受け取ったn個のパルスごとに単一の出力速度信号を発するn除算器へ前記パ
ルスを伝達する工程から構成されることを特徴とする請求項1項記載の方法。
5. The step (b) of generating the velocity signal comprises the step of generating a number (n) of pulses per complete revolution of the wheel, and a single output for every n pulses received. The method of claim 1 comprising transmitting the pulse to an n-divider that produces a velocity signal.
【請求項6】前記信号(M、S)を受け取る工程(c)が、ほぼ一定速度で移動
する列車において行われることを特徴とする請求項1項記載の方法。
6. Method according to claim 1, characterized in that the step (c) of receiving the signals (M, S) takes place in a train moving at a substantially constant speed.
【請求項7】前記信号(M、S)を受け取る工程(c)が、100km/hを超
える速度で移動する列車において行われることを特徴とする請求項1項記載の方
法。
7. A method as claimed in claim 1, characterized in that the step (c) of receiving the signals (M, S) is carried out in a train moving at a speed exceeding 100 km / h.
【請求項8】前記工程(e)の後に、前記後続する時間部分の平均が所定の閾値
へ達しあるいはそれを越える時に警報信号(A)が自動的に発せられる工程が続
くことを特徴とする請求項1項記載の方法。
8. The step (e) is followed by the step of automatically issuing an alarm signal (A) when the average of the subsequent time portions reaches or exceeds a predetermined threshold value. The method of claim 1.
【請求項9】鉄道列車の車輪(1)に連結され、本来的に垂直な軸(x)に沿っ
た車輪の移動を表示する信号(M)を与えるための移動センサ手段(3)、 車輪(1)の回転速度を表示する信号(S)を与える回転センサ手段(6)、 −前記移動信号(M)及び前記速度信号(S)を受け取り、 −前記速度信号(S)を用いて前記双方の信号を相関させて後続するそれぞれ
が車輪の完全な1回転に対応する時間部分あるいは時間フレームにおいて前記垂
直移動信号(M)を分割し、 −前記移動信号(M)の複数の後続する時間部分を記憶し、 −一定期間内に記憶された前記移動信号(M)の前記後続する時間部分の平均
を計算し、及び −前記平均に基づいて車輪の実際のあるいは初期の円形状における欠陥を識別
する電子処理装置(E)から構成される鉄道列車車輪の円形状における欠陥の検
出装置。
9. A movement sensor means (3), connected to the wheels (1) of a railway train, for providing a signal (M) indicative of the movement of the wheels along an axis (x) which is essentially vertical, wheels. Rotation sensor means (6) for giving a signal (S) indicating the rotation speed of (1),-Receiving the movement signal (M) and the speed signal (S),-Using the speed signal (S), Correlating both signals and dividing said vertical movement signal (M) in a time portion or time frame each of which corresponds to one complete rotation of the wheel, a plurality of subsequent times of said movement signal (M) Storing a portion, -calculating an average of the subsequent time portions of the movement signal (M) stored within a certain period of time, and-based on the average the defects in the actual or initial circular shape of the wheel. Electronic processing device (E) for identification Defect detection apparatus in circular et constituted railroad train wheel.
【請求項10】線路上の車輪の回転によって発生しないすべての振動成分を移動
信号(M)から取り除くために該移動信号(M)をろ過する回路ろ過手段をさら
に含むことを特徴とする請求項9項記載の装置。
10. The circuit further comprises circuit filtering means for filtering the movement signal (M) in order to remove from the movement signal (M) all vibration components that are not generated by the rotation of the wheels on the track. The apparatus according to item 9.
【請求項11】前記後続する時間部分の平均が所定の閾値へ達しあるいはそれを
超える時に自動的に警報信号(A)を発する警報手段をさらに備えることを特徴
とする請求項9項記載の装置。
11. Device according to claim 9, further comprising alarm means for automatically issuing an alarm signal (A) when the average of said subsequent time portions reaches or exceeds a predetermined threshold value. .
【請求項12】前記移動センサ手段(3)が車輪の完全な1回転ごとに単一の速
度信号を発生するエンコーダ(7)へ連結されていることを特徴とする請求項9
項記載の装置。
12. The movement sensor means (3) is connected to an encoder (7) which produces a single speed signal for each complete revolution of the wheel.
The device according to the item.
【請求項13】前記移動センサ手段(3)は車輪の完全な回転ごとに多数(n個
)のパルスを発生するエンコーダ(7)へ連結されており、及び操作上前記セン
サ手段(3)と連結されn個のパルスを受け取る毎に単一の出力速度信号を発す
るn除算器をさらに備えることを特徴とする請求項9項記載の装置。
13. The movement sensor means (3) is connected to an encoder (7) which produces a large number (n) of pulses for every complete rotation of the wheel, and operationally with the sensor means (3). 10. The apparatus of claim 9, further comprising an n-divider that is concatenated to generate a single output rate signal each time it receives n pulses.
【請求項14】鉄道列車車輪のそれぞれへ連結された移動センサ手段(3)及び
速度センサ手段(6)を備えることを特徴とする請求項9項記載の装置。
14. Device according to claim 9, characterized in that it comprises movement sensor means (3) and speed sensor means (6) connected to each of the railroad train wheels.
【請求項15】前記移動センサ手段(3)が車輪の車軸を支持する素子(4)へ
取り付けられていることを特徴とする請求項9項記載の装置。
15. Device according to claim 9, characterized in that said movement sensor means (3) are mounted on an element (4) supporting the axle of the wheel.
JP2002501708A 2000-06-06 2001-06-05 Method and apparatus for detecting defects in circular shape of railway train wheels Pending JP2003535755A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT2000TO000535A IT1320400B1 (en) 2000-06-06 2000-06-06 METHOD AND EQUIPMENT FOR DETECTING DEFECTS OF ROUNDNESS IN A WHEEL OF A RAILWAY VEHICLE.
IT2000A000535 2000-06-06
PCT/EP2001/006351 WO2001094175A1 (en) 2000-06-06 2001-06-05 Method and apparatus for detecting roundness defects in a railway vehicle wheel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003535755A true JP2003535755A (en) 2003-12-02

Family

ID=11457789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002501708A Pending JP2003535755A (en) 2000-06-06 2001-06-05 Method and apparatus for detecting defects in circular shape of railway train wheels

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20030160133A1 (en)
EP (1) EP1292479A1 (en)
JP (1) JP2003535755A (en)
CN (1) CN1446160A (en)
IT (1) IT1320400B1 (en)
WO (1) WO2001094175A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7640139B2 (en) 2004-10-18 2009-12-29 Nsk Ltd. Abnormality diagnosing system for mechanical equipment
US7860663B2 (en) 2004-09-13 2010-12-28 Nsk Ltd. Abnormality diagnosing apparatus and abnormality diagnosing method

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004054802A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Voith Paper Patent Gmbh Method for measuring properties of a rotating body
DE102009020428A1 (en) * 2008-11-19 2010-05-20 Eureka Navigation Solutions Ag Device and method for a rail vehicle
RU2596048C2 (en) * 2012-04-25 2016-08-27 Сименс Акциенгезелльшафт Method of monitoring rail contact with wheel
CN102874278B (en) * 2012-10-19 2015-01-14 西南交通大学 Vehicle-mounted detection method fusing vehicle speed information and axle box vertical acceleration information for wheel flats
DE102013006694A1 (en) * 2013-04-18 2014-10-23 Boris Ginzburg Method and device for determining the quality of the running surface of the wheel of a rail vehicle
US9728016B2 (en) 2014-01-06 2017-08-08 General Electric Company Wheel monitoring system and method
TWI624651B (en) * 2016-05-24 2018-05-21 王智中 Train wheel anomaly detection system and method thereof
CN106931929B (en) * 2017-04-28 2019-06-18 北京锦鸿希电信息技术股份有限公司 Wheel diameters detection method and system based on more lobe models
CN110220726A (en) * 2019-06-12 2019-09-10 中国神华能源股份有限公司 Detection system, the detection method of wheel out of round
CN110450817B (en) * 2019-09-11 2024-05-17 上海应用技术大学 Axle box vibration wheel diameter difference detection system and method
FR3104527B1 (en) * 2019-12-13 2021-12-24 Alstom Transp Tech Wheel deformation control method, associated device and system comprising such a device
CN111693304B (en) * 2020-06-19 2021-06-25 西南交通大学 Vehicle fault detection method and device, computer equipment and readable storage medium
WO2022183392A1 (en) * 2021-03-03 2022-09-09 舍弗勒技术股份两合公司 Wheel tread roundness monitoring method, device, and system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3844513A (en) * 1970-04-22 1974-10-29 Ericsson Telefon Ab L M Method and system for detecting wheel flats on rail vehicles
JPS59187241A (en) * 1983-04-07 1984-10-24 Shinko Electric Co Ltd Detecting device of flat of wheel
US5433111A (en) * 1994-05-05 1995-07-18 General Electric Company Apparatus and method for detecting defective conditions in railway vehicle wheels and railtracks

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7860663B2 (en) 2004-09-13 2010-12-28 Nsk Ltd. Abnormality diagnosing apparatus and abnormality diagnosing method
US7640139B2 (en) 2004-10-18 2009-12-29 Nsk Ltd. Abnormality diagnosing system for mechanical equipment

Also Published As

Publication number Publication date
EP1292479A1 (en) 2003-03-19
CN1446160A (en) 2003-10-01
US20030160133A1 (en) 2003-08-28
ITTO20000535A0 (en) 2000-06-06
IT1320400B1 (en) 2003-11-26
WO2001094175A1 (en) 2001-12-13
ITTO20000535A1 (en) 2001-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003535755A (en) Method and apparatus for detecting defects in circular shape of railway train wheels
US9714043B2 (en) Abnormal vehicle dynamics detection
US9728016B2 (en) Wheel monitoring system and method
US6860453B2 (en) Method and apparatus for detecting and signalling derailment conditions in a railway vehicle
JP4388532B2 (en) Railway vehicle abnormality detection device
JP4298433B2 (en) Railway vehicle abnormality detection device
JP4935157B2 (en) Abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method
CN102549406B (en) For monitoring the method and apparatus of the transport condition of rail vehicle
US20030080857A1 (en) Process and system for determining the onset of tread rubber separations of a pneumatic tire on a vehicle
CN109278796B (en) Vehicle-mounted wheel out-of-roundness detection system
JP2010165242A (en) Method and system for detecting abnormality of mobile body
JP2006341659A (en) Abnormality detecting method of railroad vehicle
CA2350523C (en) Method for detecting damage in railway traffic
CN108229254B (en) Impact diagnosis method for polygonal out-of-round fault of tread of rail transit wheel
CN209055845U (en) A kind of high-speed EMUs driving faults monitoring and fault diagnosis system
JP4388594B2 (en) Railway vehicle abnormality detection device
Corni et al. Real-time on-board condition monitoring of train axle bearings
JP2020008364A (en) Wheel eccentric wear determination method and determination program
RU2596048C2 (en) Method of monitoring rail contact with wheel
JP2004090848A (en) Abnormality detection device and method of rolling stock
CN108827665A (en) Wheel flat fault detection method based on empirical mode decomposition and multi-scale entropy
Wei et al. Study on wheel-flat detection method based on vehicle system acceleration measurement
WO2001094174A1 (en) Methods and apparatuses for detecting and signalling derailment conditions in a railway vehicle
JP2991781B2 (en) Diagnosis device for railway vehicle wheel damage
JP2022047094A (en) Method and program for determining loosening of rail joint plate bolt and information processing system