Sistem mecatronic pentru masurarea profilurilor de rulare ale rotilor vehiculelor feroviare, în vederea optimizarii reprofilarii pe masini-unelte CNC si cresterii sigurantei circulatiei.
Încadrarea profilului de rulare al rotilor vehiculelor feroviare în dimensiunile reglementate de normative interne si internationale, este un factor cheie pentru siguranta circulatiei. Rotile sunt cele mai solicitate componente ale vehiculelor feroviare fiind supuse unui proces continuu de uzare. Când roata atinge un nivel critic de uzare, aceasta trebuie sa fie reprofilata sau înlocuita. Utilizarea unor roti cu profile adecvate reduce riscul de deraiere si minimizeaza interactiunea dinamica vehicul/sina, reducând zgomotul, vibratiile si uzurile.
Proiectul urmareste realizarea modelului functional al unui echipament flexibil, de masurare si analiza computerizata a profilului rotilor de tren, cu capacitatea de a se adapta cu usurinta aplicarii unui procedeu tehnologic de profilare/reprofilare de precizie pe MU cu CNC. Relevanta proiectului rezulta din cerinta obiectiva de modernizare si eficientizare a proceselor de reconditionare a materialului rulant pentru cresterea sigurantei circulatiei feroviare si reducerea costurilor de mentenanta.
Rezultatul proiectului îl reprezinta modelul functional al unui sistem tehnologic de prelucrare si masurare a profilului rotilor de tren montate pe o osie. Testarea sistemului se va face prin integrarea acestuia in structura unui strung orizontal UB 150 -RAFAMET – Polonia), cu doua unitati de lucru, din dotarea partenerului P2. Prin compararea profilului masurat cu profile etalon din baza de date, echipamentul permite selectarea automata a profilurilor optime corijate. Parametrii masurati sunt: diametrul rotii pe cercul de rulare (DR) si parametrii caracteristici ai profilului: înaltimea buzei profilului (Sh), grosimea buzei profilului (Sd), gradientul buzei profilului (qR), latimea totala a profilului (L), uzura pe cercul de rulare al rotii (A).
Elementele inovative se vor regasi în componenta sistemului tehnologic: modelul conceptual al echipamentului de masurare (echipament cu arhitectura deschisa si constructie modulara a subsistemelor hardware si software), sarcinile de masurare, caracteristicile electronice, software, metode de calibrare (alinierea echipamentelor de masurare cu sistemul de coordonate al MU).
Sistemul tehnologic care face obiectul proiectului WheelReshaping va contribui la cresterea preciziei de profilare/reprofilare, reducerea costurilor de mentenanta a materialului rulant si gestionarea eficienta a parcului de material rulant.
Proiectul corespunde obiectivelor generale ale Programului Parteneriate, PN-II-PT-PCCA-2013-4, domeniul prioritar 7 (Materiale, procese si produse inovative), directia de cercetare 7.3. (Tehnologii si produse mecanice de înalta precizie si sisteme mecatronice), tematicile de cercetare: 7.3.2. (Mecatronica aplicata; produse si sisteme mecatronice inteligente), 7.3.3. (Tehnici, metrologii si mijloace de masurare precisa si ultra-precisa) si 7.3.9. (Echipamente si aparatura optica si optoelectronica avansata). Prin rezultatele scontate, proiectul este în concordanta si cu directia 7.5. (Produse si tehnologii inovative destinate transporturilor si productiei de automobile), tematica de cercetare 7.5.3. (Cresterea sigurantei si securitatii transportului). Proiectul va fi realizat de un consortiu format dintr-o Universitate, un Institut Nationale de C-D si un agent economic care detin know-how-ul si baza tehnico-materiala necesare realizarii obiectivelor propuse.
Rezultatele obtinute vor fi diseminate pe scara larga. Solutiile originale vor fi brevetate. In activitatile proiectului sunt implicati doctoranzi si postdoctoranzi, proiectul contribuind astfel la atragerea de personal catre domeniul C-D-I.
Mechatronic system for measuring the wheel profile of the rail transport vehicles, in order to optimize the reshaping on CNC machine tools and increase the traffic safety.
Framing the rolling profile of the railway vehicle wheels in to the geometric dimensions, regulated by national and international rules, is a key factor for traffic safety. The wheels are the most loaded components of railway vehicles and are subject to continuous wear. When the wheel reaches a certain critical level of wear, it must be readjusted or replaced. Using wheels with appropriate profile reduce the risk of derailment and minimizes the dynamic interaction between the vehicle and the track, reducing noise, vibration and wear.
The WheelReshaping project aims to achieve the functional model of a flexible equipment, for measurement and computer analysis of train wheel profile, with the ability to easily adapt to applying a technological process of profilling/reprofilling on CNC machine-tools. Relevance of the project, result from the objective requirement to modernize and efficiensy the process of reconditioning the rolling stock, in order to increase traffic safety and reduce maintenance costs.
The result of this project is the functional model of an integrated technological system for reshaping and measuring the the rolling profile of the railway vehicle wheels mounted on an axle. Testing of achiving system will be done by it integration in structure of a horizontal lathe (UB 150 -RAFAMET-Poland), with two working units, owned by partner P2. By comparing the measured profile with standard profiles from the database, the device allows automatic selection of optimal profiles correct.
The measured parameters are: the wheel diameter on the rolling circle (DR) and profile characteristic parameters: flange height (Sh), flange thickness (Sd), flange gradient (qR), total profile width (L), profile wear on rolling diameter (A). The innovative elements will be found in the structure of integrated technological system: the conceptual model of the measuring equipment (equipment with open architecture and modular construction of hardware and software subsystems) measurement tasks , electronic features, software, calibration methods (alignment of the measuring equipment with the coordinate system of the machine tool). The technological system which is the subject of project WheelReshaping, will help to encrease of shaping/reshaping accuracy, reduce maintenance costs of rolling stock and the efficient management of rolling stock components.
The project is in concordance with general objectives of the Program Partnership (call: PN-II-PT-PCCA-2013-4), Priority Research Area 7 (Innovative materials, processes and products), Research Direction 7.3. (Technologies and high precision mechanical products and mechatronics systems). The project is included in these Research Themes: 7.3.2. (Applied Mechatronics; smart mechatronics products and systems), 7.3.3. (Precision and high precision measuring methods, metrologies and means) and 7.3.9. (Advanced Optical and optoelectronic equipments and apparatus). By its expected results, the project is also framed with Research Direction 7.5. (Innovative products and technologies addressed to transportation and automotive manufacturing), Research Themes 7.5.3. (Increase of safety and security of transportation). The project will be elaborate by a consortium of a University, a National Research Institute and a Private Company who have know-how and technical and material resources needed to achieve objectives.
The results will be disseminated nationally and internationally. Novel solutions will be patented. In project are involved doctoral students and postdocs, the project thus contributing at attracting staff to R-D-I domain.
Obiectivele generale ale proiectului sunt:
- realizarea de activitati de C-D-I într-un domeniu important pentru economia româneasca si mondiala, într-un parteneriat format dintr-o universitate, un institut national de cercetare si o companie privata care activeaza în industria materialului rulant;
- racordarea cercetarii aplicative la evolutia si cerintele mediului economic national si global, prin dezvoltarea unui sistem integrat de prelucrare si control a profilului rotilor de tren, cu impact major supra sigurantei circulatiei feroviare;
- dezvoltarea capacitatii institutionale si a competentelor resursei umane pentru cercetare aplicativa si dezvoltare de tehnologii inovative în Romania.
Obiectivele specifice ale proiectului sunt:
- analize privind tehnologia de reprofilare prin aschiere a rotilor de tren; identificarea cerintelor privind structura cinematica a sistemului tehnologic integrat de prelucrare si masurare a profilului rotilor de tren;
- elaborarea schemei bloc a sistemului integrat de prelucrare - profilare/reprofilare si masurare a profilului rotilor mijloacelor de transport feroviar;
- realiza unei baze de date cu profile etalon;
- proiectarea, realizarea si experimentarea modelului functional al sistemului integrat de prelucrare si masurarea precisa si sigura a profilului de rulare al rotilor de tren;
- dezvoltarea de metode de calibrare pentru echipamentul de masurare;
- demonstrarea capabilitatii si utilitatii sistemului realizat;
- diseminarea rezultatelor prin articole, conferinte, brosuri, pagina web, workshop etc.
Obiectivele generale ale proiectului sunt:
- studiu de analiza pentru fundamentarea solutiilor constructive;
- modelul functional al unui sistem tehnologic integrat de prelucrare si masurare a profilurilor rotilor vehiculelor feroviare;
- proceduri de calibrare a sistemului de masurare;
- baza de date cu profile de roti în format digital, conforme cu normele interne si internationale;
- sistem de achizitie si prelucrare date de masurare;
- software de operare si masurare;
- program complex de experimentari a modelului functional al sistem tehnologic integrat de prelucrare si masurare a profilurilor rotilor vehiculelor feroviare;
- articole, comunicari stiintifice, postere, pagina web.
Alte date importante:
Data inceperii proiectului: 01/07/2014
Data incheierii proiectului: 30/09/2017
Durata proiect (luni): 38
Valoarea totala de la buget: 1.250.000,00 RON
Valoarea totala cofinantare: 187.500,00 RON
Numarul partenerilor in consortiu: 3