전동차차륜 위치전환의 효율성에 관한 연구
A Study on the Efficiency of Changing Locations of Electric Multiple Unit Wheels
초록/요약
전동차차륜의 마모는 전동차운행에 있어서 필연적으로 일어날 수밖에 없는 구조이다. 때문에 전동차 운행 시 차륜의 마모로 인한 안전문제, 소음문제, 유지보수문제, 운영문제 등 여러 가지 문제가 발생하여 승객들의 안전을 위협하고 불편을 초래한다. 위와 같은 문제를 예방하기 위해서 차륜삭정을 시행한다. 차륜삭정의 주된 원인은 차륜플랜지 마모가 원인이다. 차륜플랜지를 보상하기 위해선 차륜의 직경을 깎아내는 과정이 필요하다. 여기서 차륜직경감소를 유발하여 차륜의 수명에도 영향을 미친다. 또한 플랜지의 편마모는 동일축의 정상범위의 차륜직경까지 깎아내기 때문에 더욱 손실이 많이 발생한다. 따라서 플랜지 편마모 저감대책 중 하나인 차륜위치전환을 통하여 차륜유지보수 향상에 도움이 되고자 한다. 이에 본 연구에서는 서울교통공사 8호선의 시험편성을 대상으로 차륜측정게이지로 차륜의 직경과 플랜지 두께데이터를 수집하여 차륜 위치전환 전과 위치전환 후의 차륜 플랜지 마모데이터를 비교분석하였다. 차륜 플랜지 편마모를 알아보기 위하여 차륜마모위치를 분석한 결과 홀수위수에서 마모가 심하게 발생됨을 알 수 있었다. 이후 시험편성의 차륜 위치전환을 통하여 위수별로 플랜지 마모가 평균 몇%p 증감률을 나타내는지 분석하였고 여기서 차륜마모 위치가 홀수위수에서 짝수위수로 바뀌는 것을 알 수 있었다. 또한 5000km당 마모량데이터와 차륜직경데이터를 분석하여 860mm ~ 841mm, 840mm ~ 801mm, 800mm ~ 780mm 로 직경의 크기를 나누어 직경별로 마모가 일어나는 속도도 알아보았다. 따라서 차륜위치전환을 통해 플랜지 편마모로 인한 차륜의 손실을 최소화하고 상대적으로 마모가 덜 일어난 차륜을 마모시킴으로 차륜생명주기 연장을 기대할 수 있다. 최적의 위치전환 시기는 플랜지두께가 관리규정에 도달하기 전 상태에서 마모량이 가장적은 차륜직경 801mm ~ 840mm 사이에 차륜위치전환을 시행해주는 것이 효과적이고 차륜수명주기 연장에 도움을 준다는 결과가 나온다.
more초록/요약
Abrasion of Electric Multiple Unit wheels must happen in operating Electric Multiple Unit, so some problems about safety, noise, maintenance, management, and so on resulted from wheels wear when running subway trains can make passengers be in danger and cause their inconvenience. to solve these matters, we carry out wheel turning. the main cause of wheel turning is abrasion of wheel flange. in order to make up for losses of wheel flange, we need a procedure in which wheel diameter is cut. this step leads to diameter decrease, having a bad effect on wheel durability. in addition, although one-sided wear of flange occurs, we have to cut wheel diameter in the normal range on the same axis and thus it can result in even more losses. therefore, it can be so helpful in improving the ability to maintain wheel to make use of wheel position switch, which is one of ways to reduce one-sided abrasion of flange. To support this study, I gathered the data of wheel diameter and flange width by using a gauge for measuring wheels from the trains of Seoul Metro line 8, which are organized for this test and then, I conducted a comparative analysis of the abrasion date of wheel flange derived from figures before and after switching wheel locations, so I could find that the abrasion arises much more in odd-numbered places than in even-numbered ones, as a result of analyzing the spots of wheel abrasion so as to figure out one-sided wear of wheel flange. After this, by changing wheel position of the test trains, I analyzed how much rate of change the flange wear figures showed on average depending on numbered places and in this point, I could see wear locations of wheels change from odd-numbered spots to even-numbered ones. moreover, I checked out the abrasion speeds depending on diameters ranging from 780mm to 800mm, 801mm to 840mm, and 841mm to 860mm by analyzing the data of wear quantity and wheel diameter per 5,000km. In consequence, by switching wheel locations, minimizing wheel losses from one-side abrasion of flange and wearing down more normal wheels instead, we can expect wheels to be more durable. based on this analysis, I assume it is most effective and best to change wheel places at between 801mm and 840mm of diameters in which the diameters are least worn out of every range while flange thickness is below the limit of regulations and it will help wheel durability to be extended.
more목차
제1장 서론 1
제1절 연구의 배경 및 목적 1
제2절 연구의 범위 및 방법 2
제2장 이론적 고찰 4
제1절 철도차량의 동역학 4
제2절 사행동 7
제3절 차륜마모 11
제4절 차륜제원 13
제5절 차륜관리 규정 16
제6절 연구동향 20
제3장 차륜 편마모 실험방법 및 절차 22
제1절 선로조건 22
제2절 차륜 편마모 현황 24
제3절 차륜 삭정현황 30
제4절 실험방법 및 절차 31
제5절 차륜측정 장비 38
제4장 차륜 편마모 시험결과 39
제1절 마모위수 변화 39
제2절 마모량 변화 45
제3절 위치전환의 필요성 54
제5장 결론 55
참고문헌 57
