JPS58193413A - Flat abrasion detecting system for wheel - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To detect the flat abrasion of wheels accurately, by improving the arrangement of supporting members, which support rails, and grasping the shearing strain of rails. CONSTITUTION:The flat abrasion of a wheel 4 is detected by detecting the amount of strain of a rail when a rolling stock runs on a railroad track. In this case a pair of rails arranged in parallel are supported by a plurality of supporting pads 2, which are supporting members that support only one rail. A pair of detectors 3a and 3b, which detect the shearing strain of the rail, are attached to the side part of the rail between the supporting pads 2. A section excluding the supporting parts is made to be a measuring section. The supporting pads 2 are arranged in a zigzag pattern over the measuring section (l) so that the section of the supporting pads 2 of one rail is included in the measuring section of the other rail. When the detected output of the measuring sections are added, discontinuous parts are not yielded. In this way, the flat abrasion amount can be detected without the effect of the supporting members.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＪＩＬ−のフラット摩耗検出装置に係り、特１
Ｃ１車両が軌条を走行するときの軌条の歪量を検出する
ことにより車輪のフラット摩耗を検出するＯＫ好適な車
輪のフラット摩耗検出システムに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a JIL flat wear detection device, and features
C1 This invention relates to a suitable wheel flat wear detection system for detecting wheel flat wear by detecting the amount of distortion of a rail when a vehicle runs on the rail.

鉄通などの車両において単輪Ｋ（Ｆ−用するブレーキ力
が車輪と軌条（レール）との間の粘着限界力を越えると
、ｉＬ輪の回転が停止したまま車両が進行する滑走現象
が生じ、車輪の軌条に対する接触部が摩耗することがあ
る。この滑走現象によって生じた４耗をフラット摩耗と
称している。単一にフラット摩耗が生じない場合には車
輪はレール上を円滑に転動するが、フラット摩耗が生じ
た車輪はその部分で軌条を衝撃的に叩き、単輪に衝撃的
な上下動を与え、車体堀動を誘起して乗りごこちｆｔ害
するばρ為りでなく、レールＪＰ！−に加わる備そこで
、従来単一のフラット摩耗を検出する方式として軌条に
与える山勘加速ｆｔ検出することにより車輪のフラット
摩耗を検出する方式ｆ、軌条の歪電、例えば剪断歪をと
らえて車輪のフラット摩耗を検出する方式が提案さｎて
いる。前者の方式金剛いた装置は、帆＊に与える振動加
速度をとらえることにより車輪のフラット摩耗を検出す
ることができるが、１爆成車両の中の多数の車輪にフラ
ット摩耗が発生した場合には、どの車輪に７ラツト摩耗
が発生したかを判別することができない。そのため、こ
の方式を用いた場合は、前記判別のために複雑な論理回
路などを構成する必要がおり、装置が複雑となる欠点が
ある。又、後者の方式を用い九装置は、編成車両の中の
多数の卓糟がフラット４耗が発生した場合でも簡単な構
成によってどの車輪にフラット摩耗が発生したρ島１−
判別することはできるが、車輪のフラット摩耗を検出す
る丸めの軌条の測定区間として軍縮の円周長に相当する
区間を必要と石れている。ところが、この測定区間内に
は軌＊ｒ支持する支持部材である枕木が施設されている
ため、軌条の剪断歪をとらえる場合に枕木の影響を受け
て剪断歪の正確な値が得られないという欠点がある。When the braking force applied to a single wheel K (F-) exceeds the adhesion limit force between the wheel and the rail in a railway vehicle, etc., a sliding phenomenon occurs in which the vehicle moves forward while the iL wheels stop rotating. , the contact part of the wheel with the rail may wear out.The wear caused by this sliding phenomenon is called flat wear.If no flat wear occurs, the wheel will roll smoothly on the rail. However, a wheel with flat wear will impact the rail at that part, giving the single wheel a shocking up-and-down motion, inducing body movement and damaging the riding comfort. In preparation for joining JP!-, we have developed a conventional method for detecting flat wear on wheels by detecting the peak acceleration ft applied to the rail, and a method f for detecting flat wear on wheels by detecting the peak acceleration ft applied to the rail. A method for detecting flat wheel wear has been proposed.The former method can detect flat wheel wear by capturing the vibration acceleration applied to the sail. If flat wear occurs on a large number of wheels, it is not possible to determine which wheel has flat wear.Therefore, when this method is used, complicated logic is required to make the determination. It is necessary to configure circuits, etc., and the device becomes complicated.Also, the latter method has the disadvantage that the device has a simple structure even when a large number of flat tires in a train train are worn out. Which wheel flat wear occurred due to ρ Island 1-
Although it can be determined, the measurement section of the rounded rail to detect flat wear of the wheels requires a section corresponding to the circumference of the disarmament. However, since sleepers, which are supporting members that support the rail*r, are installed within this measurement section, accurate values of shear strain cannot be obtained due to the influence of the sleepers when measuring the shear strain of the rail. There are drawbacks.

本発明は前記課題に鑑み成された本のであり、その目的
は、軌条の剪断歪をとらえることにより単輪のフラット
ｌＩ＆耗を検出するシステムにおいて、１ 正確なフラット摩耗を検出することができる＊＠のフラ
ット摩耗検出システムｔ−提供することにある。The present invention was developed in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a system for detecting flat lI & wear on a single wheel by capturing the shear strain of the rail.1. To provide a flat wear detection system.

前記目的を超酸するために本発明は、軌条の剪断歪音と
らえることによりＲＬ−の７ラツト摩耗を検出するシス
テムにおいて、相互に平行に配置された一対の軌条のう
ち一方の軌条のみを支持する複数の支持部材を５少なく
とも車輪の円周長に相当する軌条区間において一方の軌
条を支持する支持部材が他方の軌条における相隣接する
２つの支持部材から一方の軌条に対して垂直方向に下ろ
した仮想の縁と直交する７個所の間の位置となるように
順次離間して全体として千鳥状に配置し、前記各軌条の
相隣接する支持部材間であって各支持部材による支１＃
ｓを味く区間？１つの測定区間として各測定区間におけ
る軌条の歪１に′に検出することにエフ車輪のフラット
ｊＪＩ粍を検出するようにし次ことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a system for detecting RL-7 rat wear by capturing the shear strain sound of the rails, in which only one rail of a pair of rails arranged parallel to each other is supported. A plurality of supporting members are lowered in a direction perpendicular to one rail from two adjacent supporting members on the other rail in a rail section corresponding to at least the circumference of the wheel. They are arranged in a staggered manner as a whole and are spaced apart sequentially so that the positions are between the seven points perpendicular to the imaginary edge of
A section where you can taste s? The present invention is characterized in that the flatness of the F wheel is detected by detecting the strain of the rail in each measurement section as one measurement section.

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施列全説明する
。Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be fully explained based on the drawings.

第１図には、電輪のフラット摩耗を検出するための軌条
の測定区間の平面図が示されている。相互に平行に配置
された一対の軌条１ａ、ｌｂは一方の＠条のみを支持す
る支持部材である複数の支持パン）２によって支持され
ている。これ、らの支持バット２は、−万の軌条を支持
する各支持バットが他方の軌条における隣接する２つの
支持バットから一方０１１Ｌ条に対して垂直方向に下ろ
した仮想の−と直交する個所の間の位置となるように順
次離間して、全体として千鳥状になるように配置されて
いる。本実施例においては、各支持バット２関ｔ−１つ
の測定区間として、この測定区間における軌条の剪断歪
を検出するために、各軌条１ａ。FIG. 1 shows a plan view of a measuring section of a rail for detecting flat wear of electric wheels. A pair of rails 1a and lb arranged parallel to each other are supported by a plurality of support pans 2 which are supporting members that support only one of the rails. These support butts 2 are located at a point perpendicular to the hypothetical one in which each support bat supporting ten thousand rails is lowered from two adjacent support butts on the other rail in a direction perpendicular to the 011L strip. They are arranged in a staggered manner as a whole, and are spaced apart one after another so that they are located in between. In this embodiment, each support butt 2 is connected to each rail 1a as one measurement section, in order to detect the shear strain of the rail in this measurement section.

１ｂの各支持パラ）ＩＩＯ（Ｄ軌条腹部に軌条の剪断歪
を検出する検出器３ａ、３ｂが１組となって取付けられ
ている。軌条１ａにおける曾計の測定区間ｔは、第２図
に示される如く、被測定物である単輪４の直径ｋＤとし
た場合に測定区間Ｌ≧πＤ■関係になるようにされてい
る。A pair of detectors 3a and 3b for detecting the shear strain of the rail are installed on the abdomen of the rail (D).The measuring section t of the transducer on the rail 1a is shown in Figure 2. As shown, when the diameter of the single wheel 4, which is the object to be measured, is kD, the relationship of measurement interval L≧πD■ is established.

第３図ＶＣは、剪断歪を検出する検出器３１゜３ｂから
の検出信号に基づいて車輪の７ラツト摩耗を検出するフ
ラット摩耗検出装置の構成図が示されている。本実施例
におけるフラノ）ＩＦ耗検出装置は、剪断歪検出器３ｉ
、３ｂ、ブリッジボックス５、増幅器６、ローパスフィ
ルタ７、ピークホールド部８ｍ、８ｂ、演算処ＪｉＪ１
部９、出力部ｌＯから構成されており、剪断歪検出１１
ｓ３ａ１３ｂからの検出出力に基づいて出力部１０に卓
−の７ラツト摩耗が表示することができる。FIG. 3 VC shows a block diagram of a flat wear detection device for detecting seven-rat wear of a wheel based on a detection signal from a detector 31.3b for detecting shear strain. The flannel IF wear detection device in this embodiment is a shear strain detector 3i.
, 3b, bridge box 5, amplifier 6, low-pass filter 7, peak hold section 8m, 8b, arithmetic processor JiJ1
It consists of a section 9, an output section 10, and a shear strain detection section 11.
Based on the detection output from s3a13b, the seven-rat wear of the table can be displayed on the output section 10.

すなわち、車両が測定区間を走行すると、剪断歪検出器
３ａ、３ｂによって、！ｉｇ４図に示される如く、剪断
歪検出器３ａ、３ｂが設置されている設置点人において
歪量が歳大となり、設置点Ａｔ騙れるにつれて歪量が小
さくなる出力波形が検出されり。剪断歪３ａ、３ｂによ
って検出され友剪断歪の出力波形は夫々ブリッジボック
ス５に供給される。ブリッジボックス５は抵抗をブリッ
ジに構成したものであって、検出ｔｉ３ａ、３ｂの出力
を合成すると共に検出５３ａ、３ｋ）の出力に厄じた電
気信号を出力する。ブリッジボックス５の出力波形に、
第５図に示される如く、軌条１ａＫ設置された（ａ）図
の検出５３ａ、３ｂの出力ｔ−４！１−成することに工
９、ｔｂ）図に示す工うＫはぼ矩形波に近い出力波形と
なる。この矩形波の高さは車両の輪重値に比例した１直
となる。That is, when the vehicle travels through the measurement section, the shear strain detectors 3a and 3b detect ! As shown in Figure ig4, an output waveform is detected in which the amount of strain increases with age at the installation point where the shear strain detectors 3a and 3b are installed, and the amount of strain decreases as the installation point moves away. The output waveforms of the shear strains detected by the shear strains 3a and 3b are supplied to the bridge box 5, respectively. The bridge box 5 is composed of resistors in the form of a bridge, and combines the outputs of the detectors ti3a, 3b, and outputs an electrical signal mixed with the outputs of the detectors 53a, 3k). In the output waveform of bridge box 5,
As shown in Fig. 5, the outputs t-4!1 of the detections 53a and 3b shown in Fig. 9 (a) when the rail 1aK is installed are 9, tb). The output waveform will be similar. The height of this rectangular wave is proportional to the wheel load value of the vehicle.

ここで、フラット摩耗を生じた車輪が軌条の測定区間上
走行した場合Ｋｔｉ、第６図に示される如＜　、　（ａ
）図の車輪のフラット摩耗部１２によって軌ｌｉｋ１ｍ
に対してａｍ力を与えるので、威出器３ａ。Here, when a wheel with flat wear runs on the measurement section of the rail, Kti, as shown in Fig. 6, (a
) The track lik1m is determined by the flat wear part 12 of the wheel shown in the figure.
Since it gives an am force to the force, it is the force generator 3a.

３ｂの出力波形は検電波形の中に筒周波成分をもった衝
撃波を含む波形、すなわち（ｂ）図に示すような輪重値
のレベル８ＷＫ衝撃彼のレベル３ｆが重畳した波形とな
り、この信号がブリノンボックス部５ρ・ら増幅器６に
供給される。増幅５６において所定の増幅度に壇ｔｍさ
れた出力信号はローパスフィルタ７を介してピークホー
ルド部８ａに供給されると共Ｋ、ピークホールド部８ｂ
Ｋ供給さｎる。ローパスフィルタ７を介してピークホー
ルド部８ａＫ供給される信号はローパスフィルタフに裏
ってＬＩＩＩｉＲ波成分が取り除かれるため、輪重値す
なわちレベルＳｗの１１６信号のみ供給されるので、ピ
ークホールド部８ａにお一へてはレベルＢｗＯ値が保持
される。The output waveform of 3b is a waveform that includes a shock wave with a cylindrical frequency component in the voltage detection waveform, that is, a waveform in which the wheel load value level 8WK shock level 3f is superimposed as shown in the figure (b), and this signal is supplied to the amplifier 6 from the Brinnon box section 5ρ. The output signal which has been amplified to a predetermined degree in the amplification 56 is supplied to a peak hold section 8a via a low pass filter 7, and a peak hold section 8b.
K is supplied. The LIIIiR wave component of the signal supplied to the peak hold unit 8aK via the low pass filter 7 is removed behind the low pass filter, so only the 116 signals of the wheel weight value, that is, the level Sw, are supplied to the peak hold unit 8a. Until then, the level BwO value is maintained.

一方、ピークホールド部８ｂには増幅器６の出力信号が
ローパスフィルタ７を通さずＫｉ［接供給されるため、
車輪のフラット摩耗が生じた部分による衝撃波のレベル
３ｆのレベルが保持される。On the other hand, since the output signal of the amplifier 6 is supplied to the peak hold section 8b without passing through the low-pass filter 7,
The shock wave level 3f due to the portion of the wheel where flat wear has occurred is maintained.

ピークホールド部８ｍ、８ｂＫよって保持された信号は
夫々演算処理部９に供給さｎ１演算処理部９においてレ
ベル８ｆ／ＳＷＯ比が演算される。The signals held by the peak hold sections 8m and 8bK are respectively supplied to the arithmetic processing section 9, and the n1 arithmetic processing section 9 calculates the level 8f/SWO ratio.

この値ぼ、基準１直となる輪重値に対する変化量が正確
に演算されるので、車輪の７ラツト摩耗の摩耗部を正確
に算出することができる。演算処理部９において演算さ
れた演算結果は出力部１０に供給され、例えばフラット
摩耗の摩耗量が数ｍ等で表示される。Since the amount of change from this value to the reference wheel load value for the first shift is accurately calculated, it is possible to accurately calculate the worn portion of the wheel for 7-rat wear. The calculation results calculated in the calculation processing section 9 are supplied to the output section 10, and the wear amount of flat wear, for example, is displayed in several meters.

このような測定区間を車輪の円周長に相当する区間に設
定すれば、車輪のフラット摩耗を検出できる。しかし、
各軌条における支持バット間の間隔は所だの距＊’を有
することが必要とされている。If such a measurement section is set to a section corresponding to the circumferential length of the wheel, flat wear of the wheel can be detected. but,
The spacing between the support butts on each track is required to have a distance *' in places.

そのため、一方の軌条のみで車輪の７ラツト摩耗を検出
するにμ、支持バット２によって支持される軌条区間を
測定区間に宮めなければ車輪の円周長に亘ってのフラッ
ト摩耗を検出するのは困難である。しかも、支持バラ）
２によって支持さｒる軌条区間を測定区間に含めれば、
従来のように支持バットの影響を受けて正確な７ラツト
摩托ｊｉｌｔを検出できない。Therefore, it is difficult to detect flat wear on the wheel using only one rail, but it is difficult to detect flat wear over the circumferential length of the wheel unless the rail section supported by the support butt 2 is included in the measurement section. It is difficult. Moreover, support rose)
If the rail section supported by 2 is included in the measurement section,
Unlike the conventional method, it is not possible to accurately detect the 7-rat mechanical jilt due to the influence of the support butt.

ところで、一般に車輪のフラット摩耗は車両に急ブレー
キがかけられたときの車輪のスキッドによって生じるも
のであって、このスキッドの発生は左右の車輪の同位置
に同時に発生するので、左右いずれρ・の軌条の剪断歪
を検出すれば車輪のフラット摩耗ｆｔ検出でさる。By the way, flat wheel wear is generally caused by wheel skid when the vehicle is suddenly braked, and since this skid occurs at the same location on both left and right wheels at the same time, the difference between ρ and If the shear strain of the rail is detected, flat wear ft of the wheel can be detected.

そこで、本実施例においては、第７図の（ａ）Ｋ示され
る如く、一方の軌条における支持バット２部分の区間を
他の軌条の測定区間に冨めるように、軌条１ａ、ｌｂの
支持バット２を測定区間ｔに亘って千７１状に配置し、
第７図の（ｂ）に示される如く、谷側定区間における剪
断歪検出器３ａ、３ｈに基づく検出出力の合計が車輪の
円周長に相当するようにしている。しかも、−万の軌条
の測定区間は少なくとも他方の軌条の測定区間とオーバ
ーラツプしているので、各測定区間の検出出力を合計し
た場合にも不連続な部分が生じない。そのため、−輸の
円周のいずれの部分に７ラツト摩耗が生じても、車輪フ
ラット摩耗量を正確に検出できる。Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 7(a)K, the support for the rails 1a and 1b is adjusted so that the section of the support butt 2 portion on one rail is included in the measurement section of the other rail. The bats 2 are arranged in a 1,71-way pattern over the measurement section t,
As shown in FIG. 7(b), the sum of the detection outputs based on the shear strain detectors 3a and 3h in the valley side fixed section is made to correspond to the circumferential length of the wheel. Furthermore, since the measurement section of the -10,000 rail overlaps with at least the measurement section of the other rail, no discontinuity occurs even when the detection outputs of each measurement section are summed. Therefore, the amount of wheel flat wear can be accurately detected no matter where on the circumference of the wheel flat wear occurs.

以上説明したように不発ｌ８ＩＩＫよれば、支持部材に
よって支持される支持部分を除く区間ｔ−醐定区間とし
て車輪のフラット摩耗を検出することができるので、支
持部材の影響を受けることなく正確なフラット摩耗量を
検出することができるという優れ九幼来がある。As explained above, according to the unexploded I8IIK, flat wear of the wheel can be detected as the section t - solid section excluding the supporting part supported by the supporting member, so it is possible to detect the flat wear of the wheel without being affected by the supporting member. It has the advantage of being able to detect the amount of wear.

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

第１図は、本発明に係る軌条測定区間Ｏ平面図。 ＃！２図は、第１図に示す測定区間の側向図、嬉３図は
、本発明に係るフラット摩耗検出装置の構成図、第４図
は、剪断歪検出器による検出波形図、第５図の（（転）
は、１測定区閲における剪断歪検出器の配置図、同図（
ｂ）は（Ｊｌ）図に示す剪断歪検出器の検出出力に基づ
く波形図、第６図の（姉は、車−の７ラツト摩耗の検出
を説明する丸めの説明図、同図（ｂ）は、車輪の７ラツ
ト摩耗の検出波形図、第７図の（ａ）は、不発明に係る
測定区間における剪断歪検出器の配置図、同図（ｂ）は
（ａ）図に示す検出器に基づく波形図である。 ｌｘ、ｌｂ・・・軌条、２・・・支持バット、３ａ、３
ｂ・・・剪断歪検出器、５・・・ブリッジボックス、６
・・・増幅’６，７・・・ローパスフィルタ、８ａ、８
ｂ・・・ビー￥：Ｊ１４−　図 第　５　図FIG. 1 is a plan view of the rail measurement section O according to the present invention. #! Figure 2 is a side view of the measurement section shown in Figure 1, Figure 3 is a configuration diagram of the flat wear detection device according to the present invention, Figure 4 is a diagram of detected waveforms by the shear strain detector, and Figure 5. (((trans))
is a layout diagram of the shear strain detector in one measurement section, and the same figure (
b) is a waveform diagram based on the detection output of the shear strain detector shown in figure (Jl); 7 is a detection waveform diagram of 7-rat wear on wheels, FIG. It is a waveform diagram based on lx, lb...rail, 2...support bat, 3a, 3
b... Shear strain detector, 5... Bridge box, 6
...Amplification '6, 7...Low pass filter, 8a, 8
b...B ¥: J14- Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、車両が軌道を走行するときの軌条の歪量を検出する
ことにより車輪の７ラツト摩耗を検出する車輪のフラッ
ト摩耗検出システムにおいて、相互に千行く配置された
一対の軌条のうち一方の軌条のみを支持する俵数の支持
部材を、少なくとも車輪の円周長に相当する軌条区間に
おいて一方の軌条を支持する各支持部材が他方の軌条に
おける相１ｉ４接する２つの支持部材から一方の軌条に
対して垂直方向に下ろした仮想の縁と直交する個所の間
の位置とな゛るように順次離間して配置し、前記各軌条
の隣接する支持部材間であって各支持部材による支持Ｗ
６を眩く区間を１つの測定区間として各測定区間におけ
る軌条の歪量を検出することにより車輪の７ラツト摩耗
を検出することを特徴とする。車輪のフラット摩耗検出
システム。 λ　特許請求の範囲第１項記載のシステムにおいて、前
記各測定区間にａ、軌条の剪断歪を検出する剪断歪検出
器が少なくと一２個設けられ、これらの剪断歪検出器の
検出出力の合成波が各測定区間Ｋｉって「よぼ矩形波と
されていること′ｆｒ特徴とする車輪のフラット摩耗検
出システム。 λ　特許請求の範囲第２項記載のシステムにおいて、−
万の軌条の各測定区間は他方の軌条の少なくとも１つの
測定区間とオーバーラツプする区間１き享、−万の軌条
の測定区間における剪断歪検出器の合成波が他方の軌条
の少なくとも１つの測定区間における剪断歪検出器の合
成波とオーバーラツプすることｔ−特徴とする車輪のフ
ラット摩耗演出７ステム。[Claims] 1. In a wheel flat wear detection system that detects wheel flat wear by detecting the amount of distortion in the rail when a vehicle runs on a track, a pair of The number of support members supporting only one of the rails is two support members in which each support member supporting one rail is in contact with the phase 1i4 of the other rail in a rail section corresponding to at least the circumferential length of the wheel. The rails are spaced apart from each other in order to be located between the points orthogonal to an imaginary edge drawn perpendicularly to one of the rails, and between the adjacent support members of each rail. Support W by members
The present invention is characterized in that 7-rat wear of the wheels is detected by detecting the amount of strain in the rail in each measurement section, with the section where 6 is dazzling as one measurement section. Wheel flat wear detection system. λ In the system according to claim 1, each measurement section is provided with at least twelve shear strain detectors for detecting the shear strain of the rail, and the detection outputs of these shear strain detectors are A wheel flat wear detection system characterized in that the composite wave is approximately a rectangular wave in each measurement interval Ki.
Each measurement section of the 1,000 rails has a section that overlaps with at least one measurement section of the other rail, - the composite wave of the shear strain detector in the measurement section of the 1,000 rails overlaps at least one measurement section of the other rail. The flat wear effect of the wheel is characterized by overlapping with the composite wave of the shear strain detector in the 7-stem.