Numerical Modeling of the Phenomena of Frictional Coupling between Wheel and Rail to Describe and Verify the Operation of Surface Condition Detector

Abstract:

Presentation of the numerical model describing a design and functionality of the prototype of surface condition detector is the paper subject. The detector, by monitoring the frictional coupling between so-called “tracking wheel” of the dedicated measuring transducer and a rail can analyse the condition of rail surface (presence of any factor that can deteriorate friction coefficient) [1]. Signal generated at the detector outlet, carrying information about local condition of rail surface, can be used to adjust braking torque of vehicles or machines moving on a track. Authors expect that implementation of the method will eliminated dangerous elongation of braking distance of rail vehicles in the result of loss of adhesion. Structure of detector of rail surface condition is described and its principle of operation is presented in a form of numerical model. Results of numerical simulations are given and they are compared with the measurements taken on the testing facility in real conditions.

• Periodical: Solid State Phenomena (Volumes 220-221)
• Pages: 251-256
• DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.220-221.251
• Online since: January 2015
• Authors: Andrzej Niedworok*, Andrzej Baier
• Keywords: Detector of Surface Condition, Friction Coefficient (FC), Frictional Coupling, Numerical Model, Slip

References

[1] A. Baier, A. Niedworok. Frictional couplings of wheel with a rail in a brake control system of rail vehicles, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 46(2) (2011) 182–188.

[2] J. Antoniak, Urządzenia i systemy transportu podziemnego w kopalniach, Wydanie drugie całkowice zmienione, Wydawnictwo Śląsk, Katowice, (1990).

[3] A. Niedworok, Analiza literaturowa problematyki związanej z metodami elektronicznego sterowania procesem hamowania pojazdów szynowych oraz przeprowadzenie badań oceniających możliwości wykorzystania hamulca wielotarczowego jako wykonawczego elementu hamującego, Opracowanie stworzonew ramach zadania: Elektroniczny układ kontroli procesu hamowania dołowej lokomotywy górniczej, Grant przedwstępny – praca niepublikowana, Instytut Techniki Górniczej KOMAG, (2009).

[4] Polski Komitet Normalizacyjny, PN-EN 1889-2+A1: 2010 Maszyny dla górnictwa podziemnego. Podziemne maszyny samobieżne. Bezpieczeństwo, Część 2: Lokomotywy szynowe, Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa, (2010).

[5] A. Niedworok, A. Baier, Verification of the method for detection of condition of trackway surface using the frictional coupling between rail and tracking wheel, made of textolite, in: The 13th Mechatronics Forum International Conference, Proceedings 1/3 (2012).

[6] A. M. Plamitzer, Maszyny Elektryczne, Wydanie ósme poprawione, Wydawnictwa Naukowo – Techniczne, Warszawa, (1986).

[7] W. Grzegorzek, M. Żołnierz, Sprawozdanie z pracy nr NB-274/RG-2/2012 Badania współczynnika tarcia statycznego i kinetycznego pary ciernej tekstolit – stal, Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa i Geologii, Instytut Mechanizacji Górnictwa, Gliwice, (2013).