高速レール試験機の開発 西田 新一, 杉野 和男, 浦島 親

The Japan
The
Japan Society
Sooiety
of Meohanioal
Mechanical Engineers
Engineers
of
482
60 年 雙 日 本 機 械 学 会賞
昭 和
” Ilebli−
IIIIISIIIISII
技 術
1
賞
←
ill1111 E 1 111191
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瞿 「「 卜
}卩
ー
(5 ) 高速 レ ル 試 験 機 の 開 発
西 田 新
一
.
一,杉
拿
野 和 男
一
つ
お い て
で あ る
.か
,
ール は
ン ール
ン
か る
レ ール
以 下 の よ う な も の が 考 え ら れ ろ .ほ)外 的 因 子 :荷 重
レ
ー レ 中間部
ノ
し ,実 線 路 に 試 験 投 入 す る 場 合 ,列 車 運 行 を 妨 げ る 恐
験
に
試験 機 の 特 徴
もし ば し ば損 傷 が 発 生す
「シ ェ リ ン グ き ず 」 や 「き し み 割 れ 」 と 称 す る 特 有
損 傷 が 発 生 す る こ と が 知 ら れ て お り ,そ の 対 策 は 列
車 安 全運 行 上 極 め て 重 要視 きれ て い る .
か か る 損 傷 発 生 原 因 の 解 明 に は ,小 形 の 切 出 し 試 験
片 で は 実際 と の 対 応 が つ け に くい た め 信 領性 に 乏 し い
が い デ
事
も重 要 で 不可 欠 な 部材 の
に
細
帥
に
の
,きめ
レ ール
桝 本 弘 毅
最
ろ . と く に 新 幹 線 の 場 合 ,高 速 の た め か
れ が あ り
,
3. 高 速
1. 技術 の 概 要
鉄道 に
浦 島 親 行 搴 事
ータ の
取 得 が困 難で
,か
試
つ
長 期 間 要 す る な ど の 問 題 点 が あ る .す な わ ら ,で
ー トす
レ
る
き る だ け 実 際 に 近 い 条 件 で 室 内的 に シ ミ
実 験 設 備 が 理 想的 で あ る . と こ ろ が ,実 際 に 使 用 さ れ
ー
一
一ル 辷 を 実 験 室 的 に 高速 度 下で こ ろ
て い る亘 輪 とレ
が り 接 触 さ せ た 例 は こ れ ま で 全 く見 当 た ら な い e
高 速 レ ール 試 験 機 は 以 下 の 目的 で 開 発 に 至 っ た .
Q ) 高 速 度 下 で 車 輪 と レ ール の こ ろ が り 接触 を ,実
ュ
関与 す
の こ ろ が り損 傷発 生 に
る 因 子 と して ,
接 線 力 ).速 度 ,駆 動 (
車輪が 従動 または駆
ー
べ
大
キ (ず
り 率 ) 車 輪 の 傾 き ,雰 囲 気 〔
動 ),
2 ) 内 的 因 子 :材 料 (化 学 成
気 中 ま た は 雨 水 ) な ど 。(
分 ,組 織 ,機 械 的 性 質 ,残 留 応 力 }t 欠 陥 (表 面 欠 陥 ,
(垂 直 力 ,
プ レ
,
介 在物 ) な ど . こ の よ う に 挙 げ る べ き因 子 が 多 く し
が も こ ろ が ワ接 触 面 は 時 々 刻 々 材 質 変 化 し て い ろ の
で ,実 際 の 車 輪 と レ ー ル の こ ろ が り 接 触 を 実 験 室 的 に
完 全 に 再現 き せ ろ こ とは 極 め て 難 しい .
,
こ の
試験 機の
ほ } 試 験 片 (
ール
レ
加]工 し た 実
ン
徴 を以 下 に 示 す 。
) 1 :頭 部 を 内 側 ;こ 円 形 に 臼 げ
(内 径 φ 6000mm },溶 手妾都 2 箇
お もな特
ール
轄
,
レ ー トす る こ と
〔
2)損 傷 発 生 メ
験室 的に シ ミ
い
ズ ム の 追 求 ,{
3 ) よ り 信 頼 性 の 高 レ ール 開 発 .
ュ
2 . 高速
ール
シ ミ
ール 試 験機
レ
レ
の 仕 様概 要
ール
く決
時 98kN
トロ
ス
ス トス
;
の こ ろが り接触
ュ
め
カ
試 験 機 は ,お も に 新 幹 線 に お け る 車 輪 と
問題 を 実 験室 的 に 可能 な か ぎ り
ー トす る 目 的 で ,そ の 1士様 概 要 を 以 下 の ご と
レ
D 輪 重 :停 止 ま た は 低 速
た 〔
数 字 は 最 大 値 ).(
高速
レ
,
,高 速 時 (遠 心 力 併 用 ) 294kN ,ラ
ー ク 100mm .(2 ) ス ラ ス ト 荷 重 : ,
;9 kN
ー ク 100mm 。
C3}駆 動 : 車 輪 駆 動
ト
ロ
ーキ お
ジ ア ル
,
お
ス
ラ
{al
よび
260 kmlih. プ レ ー
6 )車
よ び 油 圧 モ ー タ ブ レ ーキ .{
°
O 〜± 3 7 そ の
:
可
4)車 輪
中心 軸 駆 動 .(
キ :電磁 プ レ
グ
r/
ス
:周
速度
〔)
他 各種
輪 の 傾 き :対 進 行 方 向
ー
ー
レ
プ
ロ
ム
メ
タ
ブ
キ
グ
ラ
.
走
行
距
離
表 示 装 置,
視
,
1丿 ミ ッ ト ス イ ッ チ
シ
ス
テ
ム
な
ど
安 全 装 置 (振 勤 監 視
24 点 ),防 護 カ バ ー 冷 却 プ ロ ワ な ど (図 1 お よ び 2
,
.
11旦LE
参 照 ).
・
正 員 .新
蹴 1搾 }八 幡 技 術 研 究 部 〔〒
1 1 1)
(味 )八 哺 技 術 研 究 所
芹究 セ ン タ
〔杵」 婀 管 匠
日本 裂
光町
騨 区所 捜
冂
製 鐵
艸 新 Li本 製 鐵
本
9
二 灘組
fb) 、セ:廁 図
【
− ..
.
.
805 北
九 州
行八
「
幡東
蜆
ノ
1
レ
図 1 高 速
αの 新 幹線
と
「
司じ条 件
r
レ
・
ール
試験 機 本体 の 機 構
.
〔18 )
一
NNII-Electronic
工 工 Eleotronio
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昭和
60 年 度 日 本 機械 学 会 賞
所
483
母 材 お よ び 溶 接 部 の 試 験 も可 能
580 rnm [it .(2 >車 輪 〔r芝 〕 : 上 記 試 験 片
,
ま くら木 間 隔
,
内 接 一方 向
1
潟
高速 走 行 ,車 輪 駆 動
,油 圧 ば め 方 式 に ょ る 車 輪
脱着,2輪負荷 〔
試 験 期 間 1 〆2 ,バ ラ ン ス の と れ た 駆
3)輪 重 二遠 心 力 と 油 圧 力 を 併 用 ,構 造 が 簡 単 で
動 ).(
大 容 量 が 得 ら れ る .荷 重 自在 可 変 .(4)雰 囲 気 : 大 気
中 ,淡 水 お よ び 海 水 使 用 可 能.
:
に
,
ゼむ
以 上 の
こ
とな どか ら ,
を 最 も良 く シ ミ
ュ
現 時点 で
は
ー ト した 試 験 機
レ
新幹線 の 走 行 条件
言 え よ う.
と
4 . 試験 成 果 の 概 要
ール
試 験 機 に よ り 得 た 結 果 の 一例 を 図 3 お よ
4 に 示 す . ダ ー ク ス ボ ッ ト (シ
リン グきず) は ホ
ーズ を 起 点 に し て い る こ と か ら , こ れ が こ
ワ イ トフ
ろ が り損 傷 発 生 要 因 の 一 つ で あ る と い う 新 見 解 を提 示
し た . さ ら に ,微 細 パ ー ラ イ ト組 織 を 有 す る NHH
レ ー レ の 優 位 性 を 再 確 認 し. そ の 採 用 普 及 に も貢 献 し
高速
レ
び
ェ
ェ
ノ
た.
図
2
高速
レ
ール 試 験 機 本 体 の 外 観
1蜘
輿
図
3 高 速 レ ール
通 過 トン 数
試験
に
よ る ダーク ス ボ
]
ッ
ト (
普通炭 索鋼 レ
ール .
235 × 10ioGross N )
;
麗
図
4 ダーク
ス ポ ッ
トの 縦 断 面
(レ
ール
軸心よ
り ,ゲ ーシ
コ
ーナ 側 12 mm
,
表 層は ホ
ワ
餉
イ トフ
ェ
工
智
ーズ )
〔19 )
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