JP6159667B2 - Method and apparatus for measuring roundness of wheels for railway vehicles - Google Patents
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Description
この発明は、鉄道車両用車輪の真円度測定方法および装置、特に、鉄道車両用車輪の真円度を容易に短時間にかつ確実に測定することができる、鉄道車両用車輪の真円度測定方法および装置に関するものである。 The present invention relates to a method and apparatus for measuring the roundness of a railway vehicle wheel, and in particular, the roundness of a railway vehicle wheel that can easily and reliably measure the roundness of a railway vehicle wheel. The present invention relates to a measurement method and apparatus.
鉄道車両の車輪は、力行時の空転やブレーキ時の滑走等、輪軸に大きなトルクを加えた際にレールに対して大きく滑り、車輪とレールが摺動して車輪が摩耗する場合がある。このとき、正規には、ほぼ真円である車輪の形状が不整となり、そのままの状態で走行すると、車両や軌道に大きな衝撃を与え、様々な損傷の原因となる。 A wheel of a railway vehicle may slide greatly with respect to the rail when a large torque is applied to the wheel shaft, such as idling during power running or sliding during braking, and the wheel and the rail may slide to wear the wheel. At this time, the shape of the wheel, which is normally a perfect circle, becomes irregular, and if the vehicle is run as it is, a large impact is given to the vehicle and the track, causing various damages.
上記問題の解決のために、従来から行われている、車輪の真円度を測定する方法について説明する。以下、この真円度測定方法を従来測定法という。 In order to solve the above problem, a conventional method for measuring the roundness of a wheel will be described. Hereinafter, this roundness measurement method is referred to as a conventional measurement method.
従来測定法は、先ず、輪軸を台車から取り外すか、車輪をその場で回転できるように、台車の軸箱をジャッキ等で押し上げて、車輪とレールとの間に1mm程度の隙間をあける。次いで、レールに固定した変位センサーを左右の車輪の踏面に接触させると共に、ロータリーエンコーダーを片側の車輪の踏面に接触させ、この状態で車輪を一周分ゆっくりと手で回しながらデーターを収録して左右の車輪の真円度を測定する。 In the conventional measurement method, first, the wheel shaft is removed from the carriage, or the axle box of the carriage is pushed up with a jack or the like so that the wheel can be rotated on the spot, and a gap of about 1 mm is formed between the wheel and the rail. Next, the displacement sensor fixed to the rail is brought into contact with the treads of the left and right wheels, and the rotary encoder is brought into contact with the treads of the wheels on one side. Measure the roundness of the wheels.
上述した従来測定法によれば、車輪の真円度を確実に測定することはできるが、以下のような問題があった。 According to the conventional measurement method described above, the roundness of the wheel can be reliably measured, but there are the following problems.
輪軸を台車から取り外すか、あるいは、車輪をその場で回すことができるように、台車の軸箱をジャッキ等で押し上げる必要があると共に、変位センサーやロータリーエンコーダーを設置する必要があり、車輪の真円度測定のために多くの前準備や労力が必要であった。 It is necessary to push up the axle box of the carriage with a jack etc. so that the wheel axle can be removed from the carriage or the wheel can be rotated on the spot, and a displacement sensor and a rotary encoder must be installed. Much preparation and effort were required to measure the circularity.
従って、この発明の目的は、鉄道車両用車輪の真円度測定のために多くの前準備や労力を必要とすることなく、容易に短時間にかつ確実に鉄道車両用車輪の真円度を測定することができる、鉄道車両用車輪の真円度測定方法および装置を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to easily and quickly reduce the roundness of a railway vehicle wheel without requiring much preparation and labor for measuring the roundness of the railway vehicle wheel. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for measuring the roundness of railway vehicle wheels that can be measured.
この発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、下記を特徴とする。 The present invention has been made to achieve the above object, and is characterized by the following.
請求項1に記載の発明は、レール内に前記レールの長手方向に間隔をあけて少なくとも4個以上の、前記レール上を転動する車輪の踏面までの距離を計測する非接触式距離計を埋め込み、前記レール上を前記車輪を転動させ、このときの前記非接触式距離計の計測結果を読み取り、前記計測結果を、前記非接触式距離計間の距離を、前記車輪の進行方向であるx方向とし、前記非接触式距離計により計測した距離を、前記車輪の進行方向と鉛直に直交する方向であるy方向として、x−y座標系で表し、測定結果の4点以上の点のうち任意の2点を結ぶ線分の垂直二等分線を求め、さらに、前記測定結果の4点以上のうち任意の2点を結ぶ線分であって、前記線分とは異なる線分の垂直二等分線を求め、前記各々の垂直二等分線の交点を求め、前記垂直二等分線の交点を求めることを車輪を転動させながら複数回繰り返し、求められた交点同士のy座標のずれに基づいて、前記車輪の真円度を測定することに特徴を有するものである。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記非接触式距離計として、レーザー距離計を使用することに特徴を有するものである。
The invention described in
請求項3に記載の発明は、レール内に前記レールの長手方向に間隔をあけて埋め込まれた少なくとも4個以上の、前記レール上を転動する車輪の踏面までの距離を計測する非接触式距離計と、前記レール上を前記車輪を転動させた際の前記非接触式距離計の計測結果を読み取り、前記計測結果を、前記非接触式距離計間の距離を、前記車輪の進行方向であるx方向とし、前記非接触式距離計により計測した距離を、前記車輪の進行方向と鉛直に直交する方向であるy方向として、x−y座標系で表し、測定結果の4点以上の点のうち任意の2点を結ぶ線分の垂直二等分線を求め、さらに、前記測定結果の4点以上のうち任意の2点を結ぶ線分であって、前記線分とは異なる線分の垂直二等分線を求め、前記各々の垂直二等分線の交点を求め、前記垂直二等分線の交点を求めることを車輪を転動させながら複数回繰り返し、求められた交点同士のy座標のずれに基づいて、前記車輪の真円度を測定する計測器とを備えたことに特徴を有するものである。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記非接触式距離計は、レーザー距離計であることに特徴を有するものである。
The invention described in
この発明によれば、従来測定法のように、輪軸を台車から取り外すか、車輪をその場で回転できるように、台車の軸箱をジャッキ等で押し上げたり、変位センサーやロータリーエンコーダーを設置する必要がなく、単に、非接触式距離計が埋め込まれたレール上を車輪を転動させるのみで良いので、車輪の真円度測定のために多くの前準備や労力を必要とすることなく、容易に短時間にかつ確実に鉄道車両用車輪の真円度を測定することができる。 According to the present invention, like the conventional measurement method, it is necessary to remove the wheel shaft from the carriage, or to push up the axle box of the carriage with a jack or the like so that the wheel can be rotated on the spot, or to install a displacement sensor or a rotary encoder. No need for much preparation and labor to measure the roundness of the wheel, since it is only necessary to roll the wheel on the rail in which the non-contact distance meter is embedded. In addition, the roundness of the railway vehicle wheel can be measured in a short time and with certainty.
この発明の、鉄道車両用車輪の真円度測定方法および装置の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。 An embodiment of a method and apparatus for measuring the roundness of a railcar wheel according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、この発明の、この発明の、鉄道車両用車輪の真円度測定装置を示す概略図、図2は、この発明の、鉄道車両用車輪の真円度測定方法を示す説明図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a roundness measuring apparatus for a railway vehicle wheel according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing a roundness measuring method for a railway vehicle wheel according to the present invention. is there.
図1において、1は、レール2の頭部内にレール2の長手方向に間隔をあけて埋め込まれたレーザー距離計からなる非接触式距離計であり、レール2上を転動する車輪3の踏面までの距離を計測する。非接触式距離計は、レーザー距離計以外に他の非接触式距離計であっても良い。距離計1は、少なくとも3個埋め込む。距離計1は、距離計1間の設置距離が分かれば等間隔とする必要はない。
In FIG. 1,
4は、計測器である。計測器4は、レール2上を車輪3を転動させた際の距離計1の計測結果を読み取り、この計測結果を、図2に示すように、距離計1間の距離を、車輪3の進行方向であるx方向とし、距離計1により計測した距離を、車輪3の進行方向と鉛直に直交する方向であるy方向として、x−y座標系で表し、測定結果の3点であるQ1、Q2、Q3から線分Q1Q2と線分Q2Q3を求め、これら線分の各々の垂直二等分線の交点を求め、この交点の車輪3(円)中心点からのずれに基づいて、車輪3の真円度を測定する機能を備えている。
4 is a measuring instrument. The
この発明による、鉄道車両用車輪の真円度測定方法について説明する。 A method for measuring the roundness of a railway vehicle wheel according to the present invention will be described.
(1)レール2上を転動する車輪3の踏面上に距離計1を当て、車輪3の踏面と距離計1との間の距離(y1、y2、y3)を計測器4により計測する。
(1) The
(2)x方向は、距離計1の埋め込み位置で予め決まる。
(2) The x direction is determined in advance by the embedding position of the
(3)上記(1)、(2)の組み合わせで、多数の距離計1のうち3点の計測値を集め、点Q1、Q2、Q3とする。
(3) By combining the above (1) and (2), three measured values of
(4)点Q1、Q2、Q3をxy座標で表し、線分Q1Q2と線分Q2Q3の垂直二等分線を引くと、その交点(Z)は、点Q1、Q2、Q3が同一円弧状にあるとした場合の円の中心となる。このとき、(Z)の座標は、x1からx3、y1からy3から下式
レール2上を車輪3が転動して進んでいったときに、車輪3が真円であれば、上記(4)で求めた円の中心の点群は、図3に示すように、一直線上に並ぶ。一方、車輪3が真円でなければ、円の中心の点群は、図4に示すように、一直線上から幅をもった範囲内に分散する。
When the
上記幅が真円からのずれ(偏心)に該当するので、この幅が一定の基準範囲内に収まるかどうかを規定することによって、車輪3の真円度を適正に管理することができる。
Since the width corresponds to a deviation (eccentricity) from a perfect circle, the roundness of the
このように、この発明によれば、単に、レーザー距離計1が埋め込まれたレール2上を車輪3を転動させるのみで良いので、車輪3の真円度を容易に短時間にかつ確実に測定し、管理することができる。
Thus, according to the present invention, it is only necessary to roll the
次に、この発明を実施例に基づきさらに説明する。 Next, this invention is further demonstrated based on an Example.
レールに非接触式距離計としてのレーザー距離計を30cm間隔で11個埋め込み、距離計が埋め込まれたレール上を車輪を転動させて通過させた。そして、11個の距離計から任意の3点を選んで、車輪の中心を求める演算を全ての組み合わせで実施した。 Eleven laser distance meters as non-contact distance meters were embedded in the rails at intervals of 30 cm, and the wheels were rolled on the rails in which the distance meters were embedded. And arbitrary 3 points | pieces were selected from 11 distance meters, and the calculation which calculates | requires the center of a wheel was implemented by all the combinations.
この結果、車輪3が真円であれば(図5参照)、図6に示すように、円の中心は、一直線上を移動し、距離計1から求める中心座標もほぼその直線上に分布した。一方、同条件で、車輪3が真円でなければ(図5参照)、図7に示すように、円の中心は、蛇行線上を移動し、距離計1から求める中心座標は分散した。
As a result, if the
従って、この分散幅が一定の基準範囲内に収まるかどうかを規定することによって、車輪3の真円度を適正に管理することができる。
Therefore, the roundness of the
以上、説明したように、この発明によれば、単に、レーザー距離計が埋め込まれたレール上を車輪を転動させるのみで良いので、車輪の真円度を容易に短時間にかつ確実に測定し、管理することができる。 As described above, according to the present invention, it is only necessary to roll the wheel on the rail in which the laser distance meter is embedded, so that the roundness of the wheel can be measured easily and in a short time. And can be managed.
1:非接触式距離計
2:レール
3:車輪
4:計測器
1: Non-contact distance meter 2: Rail 3: Wheels 4: Measuring instrument
Claims (4)
測定結果の4点以上の点のうち任意の2点を結ぶ線分の垂直二等分線を求め、さらに、前記測定結果の4点以上のうち任意の2点を結ぶ線分であって、前記線分とは異なる線分の垂直二等分線を求め、前記各々の垂直二等分線の交点を求め、
前記垂直二等分線の交点を求めることを車輪を転動させながら複数回繰り返し、
求められた交点同士のy座標のずれに基づいて、前記車輪の真円度を測定することを特徴とする、鉄道車両用車輪の真円度測定方法。 At least four or more non-contact type distance meters that measure the distance to the tread surface of a wheel that rolls on the rail are embedded in the rail at intervals in the longitudinal direction of the rail, and the wheel is mounted on the rail. Rolling, reading the measurement result of the non-contact distance meter at this time, the measurement result is the distance between the non-contact distance meter as the x direction which is the traveling direction of the wheel, the non-contact type The distance measured by the distance meter is expressed in the xy coordinate system as the y direction that is perpendicular to the traveling direction of the wheel,
A vertical bisector connecting a line connecting any two points out of four or more points of the measurement result, and a line segment connecting any two points out of the four or more points of the measurement result, Find a vertical bisector different from the line segment, find the intersection of each vertical bisector,
Repeating multiple times while rolling the wheel to find the intersection of the vertical bisectors,
A method for measuring the roundness of a wheel for a railway vehicle , wherein the roundness of the wheel is measured based on a shift in y-coordinate between the obtained intersections .
測定結果の4点以上の点のうち任意の2点を結ぶ線分の垂直二等分線を求め、さらに、前記測定結果の4点以上のうち任意の2点を結ぶ線分であって、前記線分とは異なる線分の垂直二等分線を求め、前記各々の垂直二等分線の交点を求め、
前記垂直二等分線の交点を求めることを車輪を転動させながら複数回繰り返し、
求められた交点同士のy座標のずれに基づいて、前記車輪の真円度を測定する計測器とを備えたことを特徴とする、鉄道車両用車輪の真円度測定装置。 At least four or more non-contact type distance meters embedded in the rail in the longitudinal direction of the rail and measuring the distance to the tread of the wheel rolling on the rail, and the rail on the rail Read the measurement result of the non-contact distance meter when rolling the wheel, the measurement result is the distance between the non-contact distance meter as the x direction which is the traveling direction of the wheel, the non-contact The distance measured by the formula distance meter is expressed in the xy coordinate system as the y direction that is perpendicular to the traveling direction of the wheel,
A vertical bisector connecting a line connecting any two points out of four or more points of the measurement result, and a line segment connecting any two points out of the four or more points of the measurement result, Find a vertical bisector different from the line segment, find the intersection of each vertical bisector,
Repeating multiple times while rolling the wheel to find the intersection of the vertical bisectors,
An apparatus for measuring the roundness of a wheel for a railway vehicle , comprising: a measuring device that measures the roundness of the wheel based on a shift in y-coordinate between the obtained intersections .
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