(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-03-25
(45)【発行日】2022-04-04
(54)【発明の名称】鉄道輸送車両の車輪のポリゴン摩耗の制御方法
(51)【国際特許分類】
G01M 17/10 20060101AFI20220328BHJP
B61L 25/04 20060101ALI20220328BHJP
B61K 9/12 20060101ALI20220328BHJP
【ＦＩ】
G01M17/10
B61L25/04
B61K9/12
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021028605
(22)【出願日】2021-02-25
【審査請求日】2021-02-25
(31)【優先権主張番号】202011449154.0
(32)【優先日】2020-12-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】516379320
【氏名又は名称】西南交通大学
(74)【代理人】
【識別番号】100088063
【弁理士】
【氏名又は名称】坪内 康治
(72)【発明者】
【氏名】徐井芒
(72)【発明者】
【氏名】王平
(72)【発明者】
【氏名】王凱
(72)【発明者】
【氏名】陳▲ろん▼
(72)【発明者】
【氏名】高原
(72)【発明者】
【氏名】銭瑶
(72)【発明者】
【氏名】梁新縁
【審査官】岡村 典子
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第１１０９０４３１１（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１０９７９３９０（ＣＮ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５００２２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－２０６９２２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｍ １７／００－１７／１０
Ｂ６１Ｌ ２５／０４
Ｂ６１Ｋ ９／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｓ１、鉄道輸送車両のポリゴン摩耗の車輪情報を収集し、車輪のポリゴン摩耗の追跡試験を行い、車輪のポリゴン摩耗データを取得するステップと、
Ｓ２、車輪摩耗速度および車輪の踏み面の焼き入れ強化材料の摩耗特性に応じて、谷位置
の車輪の選択エリアの強化パラメータを合わせて設計するステップと、
Ｓ３、強化パラメータに基づいて、車輪の踏み面の選択エリアの焼き入れ強化技術を使用
して、車輪のポリゴン摩耗の谷位置に対して選択エリア強化処理を行い、車輪のポリゴン
摩耗における山と谷位置の摩耗相対的な速度比を増加させるステップと、
Ｓ４、車輪のポリゴン摩耗における山と谷間の振幅が一定値まで減少し、谷位置の強化材
料の摩耗がなくなると、車輪の踏み面に対して均一な選択エリア強度処理を行うステップ
と、
を含むことを特徴とする鉄道輸送車両の車輪のポリゴン摩耗の制御方法。
【請求項2】
ステップＳ１において、車輪のポリゴン摩耗追跡試験を行って、車輪のポリゴン摩耗データを取得するステップは、
Ｓ１１、定期的に車輪プロファイルを測定し、車輪の標準プロファイルと比較することに
よって、車輪摩耗を取得すること、
Ｓ１２、レーザプロファイル測定器または接触式プロファイル測定器を使用して、５°ご
とに車輪プロファイルを測定し車輪摩耗量を取得すること、
Ｓ１３、線形補間法を使用して、全周範囲内の車輪摩耗量を取得すること、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の鉄道輸送車両の車輪のポリゴン摩耗の制御方法
。
【請求項3】
強化パラメータは、強化スポットサイズ、深さおよびピッチを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道輸送車両の車輪のポリゴン摩耗の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄道輸送の技術分野に関し、具体的に鉄道輸送車両の車輪のポリゴン摩耗の制
御方法に関する。
御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来技術では、鉄道輸送車両の車輪のポリゴン摩耗は、主に車輪の踏み面を回転修理する
ことで改善され、車輪の回転修理は短期間でしか鉄道輸送車両の車輪のポリゴン摩耗状況
を改善できなく、走行時間が経過すると、鉄道輸送車両の車輪のポリゴン摩耗が再び発生
し、車輪の回転修理は、車輪の表面材料を切断してポリゴン摩耗を解消するために使用さ
れ、車輪の耐用年数を短縮し、経済的コストが高くなる。
ことで改善され、車輪の回転修理は短期間でしか鉄道輸送車両の車輪のポリゴン摩耗状況
を改善できなく、走行時間が経過すると、鉄道輸送車両の車輪のポリゴン摩耗が再び発生
し、車輪の回転修理は、車輪の表面材料を切断してポリゴン摩耗を解消するために使用さ
れ、車輪の耐用年数を短縮し、経済的コストが高くなる。
【発明の概要】
【0003】
上記の問題を解決するために、本発明は、従来技術における上記欠点を克服することがで
きる鉄道輸送車両の車輪のポリゴン摩耗の制御方法を提供し、具体的な技術的解決策は以
下の通りである。
きる鉄道輸送車両の車輪のポリゴン摩耗の制御方法を提供し、具体的な技術的解決策は以
下の通りである。
【0004】
本発明は鉄道輸送車両の車輪のポリゴン摩耗の制御方法を提供し、
Ｓ１、鉄道輸送車両のポリゴン摩耗の車輪情報を収集し、車輪のポリゴン摩耗の追跡試験
を行い、車輪のポリゴン摩耗データを取得するステップと、
Ｓ２、車輪摩耗速度および車輪の踏み面の焼き入れ強化材料の摩耗特性に応じて、谷位置
の車輪の選択エリアの強化パラメータを合わせて設計するステップと、
Ｓ３、強化パラメータに基づいて、車輪の踏み面の選択エリアの焼き入れ強化技術を使用
して、車輪のポリゴン摩耗の谷位置に対して選択エリア強化処理を行い、車輪のポリゴン
摩耗における山と谷位置の摩耗相対的な速度比を増加させるステップと、
Ｓ４、車輪のポリゴン摩耗における山と谷間の振幅が一定値まで減少し、谷位置の強化材
料の摩耗がなくなると、車輪の踏み面に対して均一な選択エリア強度処理を行うステップ
と、を含む。
Ｓ１、鉄道輸送車両のポリゴン摩耗の車輪情報を収集し、車輪のポリゴン摩耗の追跡試験
を行い、車輪のポリゴン摩耗データを取得するステップと、
Ｓ２、車輪摩耗速度および車輪の踏み面の焼き入れ強化材料の摩耗特性に応じて、谷位置
の車輪の選択エリアの強化パラメータを合わせて設計するステップと、
Ｓ３、強化パラメータに基づいて、車輪の踏み面の選択エリアの焼き入れ強化技術を使用
して、車輪のポリゴン摩耗の谷位置に対して選択エリア強化処理を行い、車輪のポリゴン
摩耗における山と谷位置の摩耗相対的な速度比を増加させるステップと、
Ｓ４、車輪のポリゴン摩耗における山と谷間の振幅が一定値まで減少し、谷位置の強化材
料の摩耗がなくなると、車輪の踏み面に対して均一な選択エリア強度処理を行うステップ
と、を含む。
【0005】
本発明の一態様によれば、ステップＳ１において、車輪のポリゴン摩耗追跡試験を行って
、車輪のポリゴン摩耗データを取得する方法は、
Ｓ１１、定期的に車輪プロファイルを測定し、車輪の標準プロファイルと比較することに
よって、車輪摩耗を取得すること、
Ｓ１２、レーザプロファイル測定器または接触式プロファイル測定器を使用して、５°ご
とに車輪プロファイルを測定し車輪摩耗量を取得すること、
Ｓ１３、線形補間法を使用して、全周範囲内の車輪摩耗量を取得すること、を含む。
本発明の一態様によれば、強化パラメータは、強化スポットサイズ、深さおよびピッチを
含む。
、車輪のポリゴン摩耗データを取得する方法は、
Ｓ１１、定期的に車輪プロファイルを測定し、車輪の標準プロファイルと比較することに
よって、車輪摩耗を取得すること、
Ｓ１２、レーザプロファイル測定器または接触式プロファイル測定器を使用して、５°ご
とに車輪プロファイルを測定し車輪摩耗量を取得すること、
Ｓ１３、線形補間法を使用して、全周範囲内の車輪摩耗量を取得すること、を含む。
本発明の一態様によれば、強化パラメータは、強化スポットサイズ、深さおよびピッチを
含む。
【0006】
本発明の一態様によれば、強化パラメータの設計方法は以下の通りであり：車輪円周上の
ある点の摩耗量をＳとし、谷と山間の摩耗量の差をΔＳとし、強化スポットの深さをｈと
し、強化スポットの直径をＤとすると、強化領域の材料耐摩耗性がｍ倍向上し、強化スポ
ットの深さｈが以下の式を満たす：
式では、αは調整係数であり、強化領域の位置に関連し、
強化スポットの深さｈを取得した後、以下の式に従い強化スポットの直径を計算する：
Ｄ＝１８ｈ
各列の強化スポットのピッチｌは以下の式に従って決定され：
式では、Ｓｍｉｎは山の摩耗量を表し、βは調整係数であり、強化領域の材料耐摩耗性能
の増加量に関連する。
ある点の摩耗量をＳとし、谷と山間の摩耗量の差をΔＳとし、強化スポットの深さをｈと
し、強化スポットの直径をＤとすると、強化領域の材料耐摩耗性がｍ倍向上し、強化スポ
ットの深さｈが以下の式を満たす：
強化スポットの深さｈを取得した後、以下の式に従い強化スポットの直径を計算する：
Ｄ＝１８ｈ
各列の強化スポットのピッチｌは以下の式に従って決定され：
の増加量に関連する。
【0007】
本発明の一態様によれば、強化スポットの列と列間のピッチは強化スポット直径の３倍で
ある。
ある。
【0008】
本発明の一態様によれば、ステップＳ４において、均一な強化処理を行う時、強化スポッ
トの深さが０．７～０．９ｍｍであり、直径が１４．３～１４．５ｍｍであり、各列の内
部では、強化スポットのピッチが１４～１６ｍｍであり、列と列間のピッチが３９～４１
ｍｍである。
トの深さが０．７～０．９ｍｍであり、直径が１４．３～１４．５ｍｍであり、各列の内
部では、強化スポットのピッチが１４～１６ｍｍであり、列と列間のピッチが３９～４１
ｍｍである。
【0009】
従来の車輪のポリゴン摩耗制御方法と比較すると、本発明の有益な効果は次の通りである
。
（１）本発明は、車輪摩耗速度および車輪の踏み面の焼き入れ強化処理材料の摩耗特性に
基づいて、車輪のポリゴン摩耗の谷位置に対して選択エリア強化処理を行い、車輪のポリ
ゴン摩耗における山と谷位置の摩耗相対速度比を増加し、ポリゴン車輪の踏み面の山と谷
間の振幅を減少して、ポリゴン摩耗の進行を制御することができる。
（２）本発明は、車輪の強度を変更せず、ポリゴン車輪の谷材料の耐磨性能を改善し、車
輪の耐用寿命を大幅に延ばし、コストが車輪の回転修理よりも大幅に低下する。
。
（１）本発明は、車輪摩耗速度および車輪の踏み面の焼き入れ強化処理材料の摩耗特性に
基づいて、車輪のポリゴン摩耗の谷位置に対して選択エリア強化処理を行い、車輪のポリ
ゴン摩耗における山と谷位置の摩耗相対速度比を増加し、ポリゴン車輪の踏み面の山と谷
間の振幅を減少して、ポリゴン摩耗の進行を制御することができる。
（２）本発明は、車輪の強度を変更せず、ポリゴン車輪の谷材料の耐磨性能を改善し、車
輪の耐用寿命を大幅に延ばし、コストが車輪の回転修理よりも大幅に低下する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明によって達成される方法および効果をさらに説明するために、以下本発明の技術的
解決策を、添付の図面と併せて明確かつ完全に説明する。
解決策を、添付の図面と併せて明確かつ完全に説明する。
【0012】
実施例１
実施例１は主に本発明の制御方法の具体的なステップを説明し、その内容は以下の通りで
ある。
図１に示すように、本発明によって提供される鉄道輸送車両の車輪のポリゴン摩耗の制御
方法は、
Ｓ１、鉄道輸送車両のポリゴン摩耗の車輪情報を収集し、車輪のポリゴン摩耗の追跡試験
を行い、車輪のポリゴン摩耗データを取得するステップと、
Ｓ２、車輪摩耗速度および車輪の踏み面の焼き入れ強化材料の摩耗特性に応じて、谷位置
の車輪の選択エリアの強化パラメータを合わせて設計するステップと、
Ｓ３、強化パラメータに基づいて、車輪の踏み面の選択エリアの焼き入れ強化技術を使用
して、車輪のポリゴン摩耗の谷位置に対して選択エリア強化処理を行い、車輪のポリゴン
摩耗における山と谷位置の摩耗相対的な速度比を増加させるステップと、
Ｓ４、車輪のポリゴン摩耗における山と谷間の振幅が一定値まで減少し、谷位置の強化材
料の摩耗がなくなると、車輪の踏み面に対して均一な選択エリア強度処理を行うステップ
と、を含む。
本発明の一態様によれば、ステップＳ１において、車輪のポリゴン摩耗追跡試験を行って
、車輪のポリゴン摩耗データを取得する方法は、
Ｓ１１、定期的に車輪プロファイルを測定し、車輪の標準プロファイルと比較することに
よって、車輪摩耗を取得すること、
Ｓ１２、レーザプロファイル測定器または接触式プロファイル測定器を使用して、５°ご
とに車輪プロファイルを測定し車輪摩耗量を取得すること、
Ｓ１３、線形補間法を使用して、全周範囲内の車輪摩耗量を取得すること、を含む。
具体的には、強化パラメータは、強化スポットサイズ、深さおよびピッチを含む。
具体的には、強化パラメータの設計方法は以下の通りであり：車輪円周上のある点の摩耗
量をＳとし、谷と山間の摩耗量の差をΔＳとし、強化スポットの深さをｈとし、強化スポ
ットの直径をＤとすると、強化領域の材料耐摩耗性がｍ倍向上し、強化スポットの深さｈ
が以下の式を満たす：
式では、αは調整係数であり、強化領域の位置に関連し、
強化スポットの深さｈを取得した後、以下の式に従い強化スポットの直径を計算する：
Ｄ＝１８ｈ
各列の強化スポットのピッチｌは以下の式に従って決定され：
式では、Ｓｍｉｎは山の摩耗量を表し、βは調整係数であり、強化領域の材料耐摩耗性能
の増加量に関連する。
具体的には、強化スポットの列と列間のピッチは強化スポット直径の３倍である。
実施例１は主に本発明の制御方法の具体的なステップを説明し、その内容は以下の通りで
ある。
図１に示すように、本発明によって提供される鉄道輸送車両の車輪のポリゴン摩耗の制御
方法は、
Ｓ１、鉄道輸送車両のポリゴン摩耗の車輪情報を収集し、車輪のポリゴン摩耗の追跡試験
を行い、車輪のポリゴン摩耗データを取得するステップと、
Ｓ２、車輪摩耗速度および車輪の踏み面の焼き入れ強化材料の摩耗特性に応じて、谷位置
の車輪の選択エリアの強化パラメータを合わせて設計するステップと、
Ｓ３、強化パラメータに基づいて、車輪の踏み面の選択エリアの焼き入れ強化技術を使用
して、車輪のポリゴン摩耗の谷位置に対して選択エリア強化処理を行い、車輪のポリゴン
摩耗における山と谷位置の摩耗相対的な速度比を増加させるステップと、
Ｓ４、車輪のポリゴン摩耗における山と谷間の振幅が一定値まで減少し、谷位置の強化材
料の摩耗がなくなると、車輪の踏み面に対して均一な選択エリア強度処理を行うステップ
と、を含む。
本発明の一態様によれば、ステップＳ１において、車輪のポリゴン摩耗追跡試験を行って
、車輪のポリゴン摩耗データを取得する方法は、
Ｓ１１、定期的に車輪プロファイルを測定し、車輪の標準プロファイルと比較することに
よって、車輪摩耗を取得すること、
Ｓ１２、レーザプロファイル測定器または接触式プロファイル測定器を使用して、５°ご
とに車輪プロファイルを測定し車輪摩耗量を取得すること、
Ｓ１３、線形補間法を使用して、全周範囲内の車輪摩耗量を取得すること、を含む。
具体的には、強化パラメータは、強化スポットサイズ、深さおよびピッチを含む。
具体的には、強化パラメータの設計方法は以下の通りであり：車輪円周上のある点の摩耗
量をＳとし、谷と山間の摩耗量の差をΔＳとし、強化スポットの深さをｈとし、強化スポ
ットの直径をＤとすると、強化領域の材料耐摩耗性がｍ倍向上し、強化スポットの深さｈ
が以下の式を満たす：
強化スポットの深さｈを取得した後、以下の式に従い強化スポットの直径を計算する：
Ｄ＝１８ｈ
各列の強化スポットのピッチｌは以下の式に従って決定され：
の増加量に関連する。
具体的には、強化スポットの列と列間のピッチは強化スポット直径の３倍である。
【0013】
実施例２
実施例２は実施例１に記載の方法に基づいて強化パラメータを設計したものであり、具体
的な内容は以下の通りである。
ステップＳ４において、均一な強化処理を行う時、強化スポットの深さが０．７ｍｍであ
り、直径が１４．３ｍｍであり、各列の内部では、強化スポットのピッチが１４ｍｍであ
り、列と列間のピッチが３９ｍｍである。
以上の内容を除いて、実施例２は実施例１の他の部分と同じである。
実施例２は実施例１に記載の方法に基づいて強化パラメータを設計したものであり、具体
的な内容は以下の通りである。
ステップＳ４において、均一な強化処理を行う時、強化スポットの深さが０．７ｍｍであ
り、直径が１４．３ｍｍであり、各列の内部では、強化スポットのピッチが１４ｍｍであ
り、列と列間のピッチが３９ｍｍである。
以上の内容を除いて、実施例２は実施例１の他の部分と同じである。
【0014】
実施例３
実施例３は実施例１に記載の方法に基づいて強化パラメータを設計したものであり、具体
的な内容は以下の通りである。
ステップＳ４において、均一な強化処理を行う時、強化スポットの深さが０．９ｍｍであ
り、直径が１４．５ｍｍであり、各列の内部では、強化スポットのピッチが１６ｍｍであ
り、列と列間のピッチが４１ｍｍである。
以上の内容を除いて、実施例３は実施例１の他の部分と同じである。
実施例３は実施例１に記載の方法に基づいて強化パラメータを設計したものであり、具体
的な内容は以下の通りである。
ステップＳ４において、均一な強化処理を行う時、強化スポットの深さが０．９ｍｍであ
り、直径が１４．５ｍｍであり、各列の内部では、強化スポットのピッチが１６ｍｍであ
り、列と列間のピッチが４１ｍｍである。
以上の内容を除いて、実施例３は実施例１の他の部分と同じである。
【0015】
実施例４
実施例４は実施例１に記載の方法に基づいて説明したものであり、具体的な実施例を通じ
て本発明の実際の車輪の修復効果を説明し、図１は本実施例の効果を示す図である。
強化パラメータに基づいて、車輪の踏み面の選択エリアの焼き入れ強化技術により、車輪
のポリゴン摩耗の谷位置に対して選択エリア強化処理を行い、車輪のポリゴン摩耗におけ
る山と谷位置の摩耗相対速度比を増加させ、図２に示すように、このとき、谷位置の車輪
材料の摩耗速度が大幅に低下し、谷以外の位置の車輪材料の摩耗速度が変更せず、車両の
走行時間が経過すると、車輪の山と谷間の振幅が減少する。
図３に示すように、線形補間法を使用して、車両が１５万ｋｍ走行しているときの車輪の
全周範囲内の摩耗量を取得し、図３のデータから分かるように、車輪の山と谷の摩耗速度
比が穏やかであり、これは、本発明によって設計された制御方法は車輪のポリゴン摩耗の
進行を効果的に抑制することを示す。
実施例４は実施例１に記載の方法に基づいて説明したものであり、具体的な実施例を通じ
て本発明の実際の車輪の修復効果を説明し、図１は本実施例の効果を示す図である。
強化パラメータに基づいて、車輪の踏み面の選択エリアの焼き入れ強化技術により、車輪
のポリゴン摩耗の谷位置に対して選択エリア強化処理を行い、車輪のポリゴン摩耗におけ
る山と谷位置の摩耗相対速度比を増加させ、図２に示すように、このとき、谷位置の車輪
材料の摩耗速度が大幅に低下し、谷以外の位置の車輪材料の摩耗速度が変更せず、車両の
走行時間が経過すると、車輪の山と谷間の振幅が減少する。
図３に示すように、線形補間法を使用して、車両が１５万ｋｍ走行しているときの車輪の
全周範囲内の摩耗量を取得し、図３のデータから分かるように、車輪の山と谷の摩耗速度
比が穏やかであり、これは、本発明によって設計された制御方法は車輪のポリゴン摩耗の
進行を効果的に抑制することを示す。
【0016】
実験例
本実験例は上記の実施例１に記載の測定方法に基づいて説明したものであり、シミュレー
ション法によってこの方法によるポリゴン車輪摩耗の修復効果を調べることを目的とする
。
以下、本発明の具体的な実施効果を説明する。
本実験例で使用される車両の走行安定性の評価式は以下の通りである。
Ｗは安定性指数であり、Ａは振動加速度（ｇ）であり、ｆは振動周波数（Ｈｚ）であり、
Ｆ（ｆ）は周波数修正係数である。
本実験例で使用される車両の走行安定性の評価標準は表１に示される。
表１車両の走行安定性のレベル
本実験例は上記の実施例１に記載の測定方法に基づいて説明したものであり、シミュレー
ション法によってこの方法によるポリゴン車輪摩耗の修復効果を調べることを目的とする
。
以下、本発明の具体的な実施効果を説明する。
本実験例で使用される車両の走行安定性の評価式は以下の通りである。
Ｆ（ｆ）は周波数修正係数である。
本実験例で使用される車両の走行安定性の評価標準は表１に示される。
表１車両の走行安定性のレベル
【0017】
【0018】
１、車輪のポリゴンパラメータ
本実験のシミュレーションでは、車両の走行中に、車輪の多角化によって車両に垂直方向
の振動が与えられ、サスペンションシステムによって減衰された後車体に伝達される。未
処理のポリゴン車輪の場合、速度と高調波次数が異なるポリゴンによって引き起こされる
対応する振動周波数は表２に示される。
表２強化処理されていない車輪のポリゴンによって引き起こされる振動周波数
本実験のシミュレーションでは、車両の走行中に、車輪の多角化によって車両に垂直方向
の振動が与えられ、サスペンションシステムによって減衰された後車体に伝達される。未
処理のポリゴン車輪の場合、速度と高調波次数が異なるポリゴンによって引き起こされる
対応する振動周波数は表２に示される。
表２強化処理されていない車輪のポリゴンによって引き起こされる振動周波数
【0019】
【0020】
未処理のポリゴン車輪について、波の深さと車速の場合、１５次の車輪のポリゴンを選択
して安定性を測定し、安定性の結果が表３-１および表３-２に示される。
表３-１未処理のポリゴン車輪の垂直方向の安定性
して安定性を測定し、安定性の結果が表３-１および表３-２に示される。
表３-１未処理のポリゴン車輪の垂直方向の安定性
【0021】
【0022】
表３-２未処理のポリゴン車輪の横方向の安定性
【0023】
【0024】
表１の評価標準を合わせて、表３-１および表３-２から分かるように、シミュレーション
された車両の走行速度が５０ｋｍ／ｈ未満の時、車輪の安定性が優秀レベルに達する可能
性があり、シミュレーションされた車両の走行速度が５０～１５０ｋｍ／ｈである時、車
輪の安定性が基本的に合格であるが、シミュレーションされた車両の走行速度が１５０ｋ
ｍ／ｈを超える時、車輪の安定性が合格標準を満たさない。
摩耗のシミュレーション過程中、制御された摩耗の限界はそれぞれ０．１ｍｍ、０．０５
ｍｍ、０．０２ｍｍであり、速度１００ｋｍ／ｈ、１５次の車輪のポリゴン、波の深さ０
．０５ｍｍの未処理ポリゴン車輪の摩耗進行傾向を計算して表４に示される。
表４ 未処理のポリゴン車輪の真円でないオフセット値
された車両の走行速度が５０ｋｍ／ｈ未満の時、車輪の安定性が優秀レベルに達する可能
性があり、シミュレーションされた車両の走行速度が５０～１５０ｋｍ／ｈである時、車
輪の安定性が基本的に合格であるが、シミュレーションされた車両の走行速度が１５０ｋ
ｍ／ｈを超える時、車輪の安定性が合格標準を満たさない。
摩耗のシミュレーション過程中、制御された摩耗の限界はそれぞれ０．１ｍｍ、０．０５
ｍｍ、０．０２ｍｍであり、速度１００ｋｍ／ｈ、１５次の車輪のポリゴン、波の深さ０
．０５ｍｍの未処理ポリゴン車輪の摩耗進行傾向を計算して表４に示される。
表４ 未処理のポリゴン車輪の真円でないオフセット値
【0025】
【0026】
表４のデータから分かるように、最大の摩耗量が０．０５ｍｍから０．１ｍｍに変更する
過程中に、車輪の円周プロファイルが大幅に変化する。そして車両走行の初期階段ではポ
リゴン車輪の山と谷の摩耗速度が小さいが、車両の走行距離が長くなると、谷の摩耗速度
が明らかに増加し、長期間の摩耗の後車両に顕著な谷が形成される。
過程中に、車輪の円周プロファイルが大幅に変化する。そして車両走行の初期階段ではポ
リゴン車輪の山と谷の摩耗速度が小さいが、車両の走行距離が長くなると、谷の摩耗速度
が明らかに増加し、長期間の摩耗の後車両に顕著な谷が形成される。
【0027】
２、車輪のポリゴンの強化処理
上記の実施例のステップＳ４に記載の方法により、ポリゴン車輪に対して均一な強化処理
を行い、強化スポットの深さが０．８ｍｍであり、直径が１４．４ｍｍであり、各列の内
部では、強化スポットのピッチが１５ｍｍであり、列と列間のピッチが４０ｍｍである。
処理されたポリゴン車輪について、速度と高調波次数が異なるポリゴンによって引き起こ
される対応する振動周波数が表５に示される。
表５ 強化処理された車輪のポリゴンによって引き起こされる振動周波数
上記の実施例のステップＳ４に記載の方法により、ポリゴン車輪に対して均一な強化処理
を行い、強化スポットの深さが０．８ｍｍであり、直径が１４．４ｍｍであり、各列の内
部では、強化スポットのピッチが１５ｍｍであり、列と列間のピッチが４０ｍｍである。
処理されたポリゴン車輪について、速度と高調波次数が異なるポリゴンによって引き起こ
される対応する振動周波数が表５に示される。
表５ 強化処理された車輪のポリゴンによって引き起こされる振動周波数
【0028】
【0029】
処理されたポリゴン車輪について、波の深さと車速が異なる場合、１５次の車輪のポリゴ
ンを選択して安定性を測定し、安定性の結果が表６-１および表６-２に示される。
表６-１ 処理されたポリゴン車輪の垂直方向の安定性
ンを選択して安定性を測定し、安定性の結果が表６-１および表６-２に示される。
表６-１ 処理されたポリゴン車輪の垂直方向の安定性
【0030】
【0031】
【0032】
表１の評価標準を合わせて、表６-１および表６-２から分かるように、シミュレーション
された車両の走行速度が５０～２５０ｋｍ／ｈである時、車輪の安定性が優秀レベルに達
する可能性がある。
された車両の走行速度が５０～２５０ｋｍ／ｈである時、車輪の安定性が優秀レベルに達
する可能性がある。
【0033】
摩耗のシミュレーション過程中に、制御された摩耗の限界がそれぞれ０．１ｍｍ、０．０
５ｍｍ、０．０２ｍｍであり、速度１００ｋｍ／ｈ、１５次の車輪のポリゴン、波の深さ
０．０５ｍｍの処理されたポリゴン車輪の摩耗進行傾向を計算して表７に示される。
表７ 処理されたポリゴン車輪の真円でないオフセット値
５ｍｍ、０．０２ｍｍであり、速度１００ｋｍ／ｈ、１５次の車輪のポリゴン、波の深さ
０．０５ｍｍの処理されたポリゴン車輪の摩耗進行傾向を計算して表７に示される。
表７ 処理されたポリゴン車輪の真円でないオフセット値
【0034】
【0035】
表７のデータから分かるように、最大の摩耗量が０．０５ｍｍから０．１ｍｍに変更する
過程中に、車輪の円周プロファイルが大幅に変化しない。そして車両走行の初期階段では
ポリゴン車輪の山と谷の摩耗速度が小さく、車両の走行距離が増加すると、谷の摩耗速度
が増加するがそれほど顕著ではない。これは、車輪の踏み面の選択エリアの焼き入れ強化
技術により、ポリゴン摩耗の進行を効果的に制御することができるのを示す。
表５と表２、表６-１と表３-１、表６-２と表３-２、表７と表４中のデータをそれぞれ比
較して分かるように、本発明は車輪の踏み面の選択エリアの焼き入れ強化技術により、車
輪のポリゴン摩耗の谷位置に対して選択エリア強化処理を行い、車輪のポリゴン摩耗にお
ける山と谷位置の摩耗相対速度比を増加させ、山位置の車輪材料の摩耗速度を増加して谷
位置の車輪材料の摩耗速度を減少することで車輪のポリゴン摩耗の進行を総合的に制御し
、ポリゴン車輪の安定性を高める。
過程中に、車輪の円周プロファイルが大幅に変化しない。そして車両走行の初期階段では
ポリゴン車輪の山と谷の摩耗速度が小さく、車両の走行距離が増加すると、谷の摩耗速度
が増加するがそれほど顕著ではない。これは、車輪の踏み面の選択エリアの焼き入れ強化
技術により、ポリゴン摩耗の進行を効果的に制御することができるのを示す。
表５と表２、表６-１と表３-１、表６-２と表３-２、表７と表４中のデータをそれぞれ比
較して分かるように、本発明は車輪の踏み面の選択エリアの焼き入れ強化技術により、車
輪のポリゴン摩耗の谷位置に対して選択エリア強化処理を行い、車輪のポリゴン摩耗にお
ける山と谷位置の摩耗相対速度比を増加させ、山位置の車輪材料の摩耗速度を増加して谷
位置の車輪材料の摩耗速度を減少することで車輪のポリゴン摩耗の進行を総合的に制御し
、ポリゴン車輪の安定性を高める。
【要約】 （修正有）
【課題】鉄道輸送車両の車輪のポリゴン摩耗の制御方法を提供する。
【解決手段】鉄道輸送車両のポリゴン摩耗の車輪情報を収集し、車輪のポリゴン摩耗の追跡試験を行い、車輪のポリゴン摩耗データを取得するステップと、車輪摩耗速度および車輪の踏み面の焼き入れ強化材料の摩耗特性に応じて、谷位置の車輪の選択エリアの強化パラメータを合わせて設計するステップと、強化パラメータに基づいて、車輪の踏み面の選択エリアの焼き入れ強化技術を使用して、車輪のポリゴン摩耗の谷位置に対して選択エリア強化処理を行い、車輪のポリゴン摩耗における山と谷位置の摩耗相対的な速度比を増加させるステップと、車輪のポリゴン摩耗における山と谷間の振幅が一定値まで減少し、谷位置の強化材料の摩耗がなくなると、車輪の踏み面に対して均一な選択エリア強度処理を行うステップとを含む。
【選択図】図１
【解決手段】鉄道輸送車両のポリゴン摩耗の車輪情報を収集し、車輪のポリゴン摩耗の追跡試験を行い、車輪のポリゴン摩耗データを取得するステップと、車輪摩耗速度および車輪の踏み面の焼き入れ強化材料の摩耗特性に応じて、谷位置の車輪の選択エリアの強化パラメータを合わせて設計するステップと、強化パラメータに基づいて、車輪の踏み面の選択エリアの焼き入れ強化技術を使用して、車輪のポリゴン摩耗の谷位置に対して選択エリア強化処理を行い、車輪のポリゴン摩耗における山と谷位置の摩耗相対的な速度比を増加させるステップと、車輪のポリゴン摩耗における山と谷間の振幅が一定値まで減少し、谷位置の強化材料の摩耗がなくなると、車輪の踏み面に対して均一な選択エリア強度処理を行うステップとを含む。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
【図3】
