JP2016147752A - Shear pin, shear pin inspection system, inspection method of shear pin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、岸壁クレーンの免震装置等の機器に設置されるせん断ピン、ならびにその損傷状態を点検するせん断ピン点検システムおよびせん断ピンの点検方法に関し、詳しくは免震装置等の機器から取り外すことなくせん断ピンの状態を点検できるせん断ピンならびにせん断ピン点検システムおよびせん断ピンの点検方法に関するものである。 The present invention relates to a shear pin installed in equipment such as a seismic isolation device for a quay crane, a shear pin inspection system and a shear pin inspection method for inspecting the damage state, and more particularly, to remove from a device such as a seismic isolation device. The present invention relates to a shear pin, a shear pin inspection system, and a shear pin inspection method that can check the state of the shear pin without any problems.
岸壁クレーンの脚構造体と走行装置との間に設置される免震装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。この免震装置は岸壁クレーンの四本の脚部材にそれぞれ対応するように設置されている。通常時はせん断ピンにより免震装置が変位しない状態に拘束されているので、免震装置の変位等による影響を受けることなく岸壁クレーンは荷役作業を行なうことができる。地震発生にともなう水平力によりせん断ピンが破断して免震装置の拘束が解除されるので、地表面から岸壁クレーンに伝達される振動を免震装置が低減する。 A seismic isolation device has been proposed that is installed between a leg structure of a quay crane and a traveling device (see, for example, Patent Document 1). This seismic isolation device is installed to correspond to each of the four leg members of the quay crane. Since the seismic isolation device is normally restrained from being displaced by the shear pin, the quay crane can carry out the cargo handling work without being affected by the displacement of the seismic isolation device. Since the shear pin breaks due to the horizontal force caused by the occurrence of the earthquake and the seismic isolation device is released from restraint, the seismic isolation device reduces vibration transmitted from the ground surface to the quay crane.
風等にともなう水平力によりせん断ピンに亀裂が発生したり、破断してしまうことがある。岸壁クレーンが受ける風荷重によりせん断ピンが破断してしまう場合は、四本の脚にそれぞれ設置されるせん断ピンがすべて破断するようなことはなく、例えば一本だけが破断する。せん断ピンが破断した免震装置は変位可能な状態となるが、四つの免震装置のうち、一つだけ拘束が解除され変位可能な状態である場合は、それほど大きく変位することはなく、目視にてせん断ピンが破断していることを確認するのは困難である。 Cracks may occur in the shear pin or break due to a horizontal force caused by wind or the like. When the shear pin breaks due to the wind load received by the quay crane, not all the shear pins installed on the four legs break, for example, only one breaks. The seismic isolation device with the shear pin broken is in a displaceable state, but if only one of the four seismic isolation devices is released and is in a displaceable state, the seismic isolation device will not be displaced so much. It is difficult to confirm that the shear pin is broken.
しかしせん断ピンが破断すると、その脚部材は走行装置との間で水平方向に変位可能な状態になってしまう。そのため例えば岸壁クレーンが振動し易くなり、荷役を行なっているコンテナ等の振れが止め難くなる等荷役作業に支障が出る可能性がある。 However, when the shear pin breaks, the leg member becomes displaceable in the horizontal direction with respect to the traveling device. For this reason, for example, a quay crane becomes easy to vibrate, and there is a possibility that the handling work may be hindered such that it is difficult to stop the shake of a container or the like that is handling the cargo.
岸壁クレーンのオペレータが上記のような違和感を受けた場合は、従来は四つの免震装置の貫通孔に設置されたせん断ピンを順番に引き抜いて、破断や亀裂の有無を点検していた。せん断ピンは、免震装置に噛み込まれた状態となっているので引き抜いて点検するには多大な労力を必要としていた。 When the operator of the quay crane feels uncomfortable as described above, conventionally, the shear pins installed in the through holes of the four seismic isolation devices have been pulled out in order to check for breakage or cracks. Since the shear pin is in a state of being bitten by the seismic isolation device, it required a lot of labor to pull out and inspect it.
また点検後にせん断ピンを貫通孔に挿入する際に、貫通孔の位置がずれてせん断ピンを挿入し難いときがあった。 In addition, when inserting the shear pin into the through hole after the inspection, the position of the through hole is shifted and it is sometimes difficult to insert the shear pin.
本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は免震装置等の機器から取り外すことなくせん断ピンを点検できるせん断ピンならびにせん断ピン点検システムおよびせん断ピンの点検方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a shear pin, a shear pin inspection system, and a shear pin inspection method that can inspect the shear pin without removing it from equipment such as a seismic isolation device. It is.
上記の目的を達成する本発明のせん断ピン点検システムは、せん断ピンとこのせん断ピンの状態を点検する点検装置とを備えるせん断ピン点検システムであって、前記せん断ピンが、開口部を有する中空構造で、隣接する二つの外部部材にそれぞれ形成された貫通孔
に挿入して固定する機能と、所定のせん断力を受けたときに破断して前記二つの外部部材の固定を解除する機能を有し、前記点検装置が、前記開口部を封止する封止キャップと、この封止キャップを貫通して一端が前記せん断ピンの内部に到達する連通管と、この連通管を介して前記せん断ピンの内部に流体を供給するとともに加圧する供給機構と、前記せん断ピンの内部の圧力を測定する圧力センサとを備えることを特徴とする。
A shear pin inspection system of the present invention that achieves the above object is a shear pin inspection system comprising a shear pin and an inspection device for inspecting the state of the shear pin, wherein the shear pin is a hollow structure having an opening. A function of inserting and fixing the through holes formed in two adjacent external members, and a function of breaking when receiving a predetermined shear force and releasing the fixation of the two external members, The inspection device includes a sealing cap that seals the opening, a communication pipe that penetrates the sealing cap and has one end reaching the inside of the shear pin, and an interior of the shear pin through the communication pipe. A supply mechanism for supplying and pressurizing fluid to the pressure sensor, and a pressure sensor for measuring the pressure inside the shear pin.
本発明のせん断ピン点検方法は、せん断ピンの点検方法であって、前記せん断ピンが、開口部を有する中空構造で、隣接する二つの外部部材にそれぞれ形成された貫通孔に挿入して固定する機能と、所定のせん断力を受けたときに破断して前記二つの外部部材の固定を解除する機能を有し、前記開口部から前記せん断ピンの内部に流体を供給するとともに加圧し、その後前記せん断ピンの内部の初期圧力を測定し、予め定めた時間経過後の前記せん断ピンの内部の経過圧力を測定し、初期圧力と経過圧力との圧力差が予め定められた値よりも小さい場合に正常であると判断し、前記予め定められた値以上の場合に異常であると判断することを特徴とする。 The shear pin inspection method of the present invention is a shear pin inspection method, wherein the shear pin is a hollow structure having an opening, and is inserted into and fixed to through holes formed in two adjacent external members, respectively. And having a function of breaking and releasing the fixation of the two external members when subjected to a predetermined shear force, supplying a fluid from the opening to the inside of the shear pin and pressurizing, and then When the initial pressure inside the shear pin is measured, the elapsed pressure inside the shear pin after a predetermined time has elapsed, and the pressure difference between the initial pressure and the elapsed pressure is smaller than a predetermined value It is determined to be normal, and when it is equal to or greater than the predetermined value, it is determined to be abnormal.
本発明のせん断ピンは、隣接する二つの部材にそれぞれ形成された貫通孔に挿入して固定する機能と、所定のせん断力を受けたときに破断して前記二つの外部部材の固定を解除する機能を有するせん断ピンにおいて、開口部を有する中空構造で、この開口部を封止する封止キャップを備えることを特徴とする。 The shear pin of the present invention has a function of inserting and fixing in through holes formed in two adjacent members, and breaking when receiving a predetermined shear force to release the fixation of the two external members. A shear pin having a function is characterized in that it has a hollow structure having an opening and a sealing cap for sealing the opening.
本発明のせん断ピン点検システムによれば、せん断ピンが破断していたり、その内部から外面に到達する亀裂等が発生している場合、せん断ピンの内部に流体を供給し加圧するとこの破断部分等から流体が漏れ出して内部の圧力が低下するので、この圧力の低下する様子からせん断ピンの状態を判断して点検することができる。せん断ピンが免震装置等に設置された状態で、その外面を十分に観察できないような場合であっても、せん断ピンを免震装置等から取り外すことなく点検することができるので、点検作業を短時間で行うことができる。 According to the shear pin inspection system of the present invention, when the shear pin is broken or a crack or the like that reaches the outer surface from the inside is generated, when the fluid is supplied to the inside of the shear pin and pressurized, the broken portion Since the fluid leaks from the fluid and the internal pressure decreases, the state of the shear pin can be judged and checked from the state of the pressure decrease. Even if the outer surface of the shear pin cannot be observed sufficiently with the shear pin installed in the seismic isolation device, etc., the inspection can be performed without removing the shear pin from the seismic isolation device. It can be done in a short time.
点検装置が制御機構を備え、この制御機構が、せん断ピンの内部に流体を供給した後の圧力センサの値を初期圧力として取得し、予め定めた時間経過後の圧力センサの値を経過圧力として取得し、初期圧力と経過圧力との圧力差が予め定められた値よりも小さい場合に正常であると判断し、予め定められた値以上の場合に異常であると判断する構成にすることもできる。 The inspection device includes a control mechanism, which acquires the value of the pressure sensor after supplying the fluid into the shear pin as the initial pressure, and uses the value of the pressure sensor after a predetermined time as the elapsed pressure. It is also possible to acquire and determine that the pressure difference between the initial pressure and the elapsed pressure is normal when the pressure difference is smaller than a predetermined value, and to determine that the pressure is abnormal when the pressure difference is equal to or greater than a predetermined value. it can.
この構成によれば、初期圧力と経過圧力との値の比較により、せん断ピンの状態を的確に検知することができる。そのため、少なくとも初期圧力を測定した後、経過圧力を測定するまでの間、せん断ピンの開口部と封止キャップとの接触部分は流体を封止できればよく、これは簡易な構造で実現することができる。つまり、せん断ピンは内部に封入された流体の加圧状態を長期間にわたり維持する必要がないため、せん断ピンの製造コストを低減するには有利である。 According to this configuration, the state of the shear pin can be accurately detected by comparing the values of the initial pressure and the elapsed pressure. Therefore, at least after the initial pressure is measured and until the elapsed pressure is measured, it is sufficient that the contact portion between the opening of the shear pin and the sealing cap can seal the fluid, and this can be realized with a simple structure. it can. That is, since the shear pin does not need to maintain the pressurized state of the fluid sealed inside for a long period of time, it is advantageous in reducing the manufacturing cost of the shear pin.
供給機構が、せん断ピンの内部に供給される流体を加圧する際に、この圧力の大きさを調整する圧力調整手段を備える構成にすることもできる。 When the supply mechanism pressurizes the fluid supplied to the inside of the shear pin, the supply mechanism may include a pressure adjusting unit that adjusts the magnitude of the pressure.
せん断ピンの内部に供給する流体の圧力を調整することにより、検知するせん断ピンの損傷の大きさの度合いを調整することができる。例えばこの圧力を小さく設定すれば、せん断ピンに微細な亀裂しかない場合はこの亀裂から流体がほとんど漏れ出さないので、この亀裂を検知せず正常であると判断できる。そのためせん断ピンの機能に影響を与えない程度の亀裂の存在を無視することができる。この圧力を小さく設定してもせん断ピンが破
断し大きな亀裂がある場合には、流体が漏れるので、この亀裂は検知することができる。一方でこの圧力を大きくすれば微細な亀裂からも流体が漏れるので、この亀裂の存在を検知でき、異常であると判断できる。
By adjusting the pressure of the fluid supplied to the inside of the shear pin, it is possible to adjust the degree of the degree of damage of the detected shear pin. For example, if this pressure is set to a small value, when there is only a fine crack in the shear pin, almost no fluid leaks from this crack, so it can be determined that this crack is normal without being detected. Therefore, the presence of cracks that do not affect the function of the shear pin can be ignored. Even if this pressure is set small, if the shear pin breaks and there is a large crack, the fluid leaks, so this crack can be detected. On the other hand, if this pressure is increased, fluid leaks even from a fine crack, so the presence of this crack can be detected and it can be determined that it is abnormal.
点検装置が、複数組の封止キャップおよび連通管と、複数の連通管の他端がまとめて接続される集合部と、この集合部を介してそれぞれのせん断ピンの内部に流体を供給するとともに加圧する供給機構とを備える構成にすることもできる。 The inspection device supplies a fluid to the inside of each shear pin through a plurality of sets of sealing caps and communication pipes, a collection part to which the other ends of the plurality of communication pipes are connected together. It can also be configured to include a supply mechanism for pressurization.
この構成によれば、複数のせん断ピンの内部に同時に流体を供給して、それぞれのせん断ピンの状態を同時に点検できる。例えば岸壁クレーンの場合は、四つの免震装置にそれぞれせん断ピンが設置され、この四つのせん断ピンにそれぞれ連通管が接続される。せん断ピンを点検する際には供給機構から四つのせん断ピンに同時に流体を供給するとともに加圧し、内部の圧力を測定することにより、せん断ピンの状態を点検することができる。 According to this configuration, it is possible to simultaneously supply fluid into the plurality of shear pins and simultaneously check the state of each shear pin. For example, in the case of a quay crane, a shear pin is installed in each of the four seismic isolation devices, and a communication pipe is connected to each of the four shear pins. When checking the shear pin, it is possible to check the state of the shear pin by simultaneously supplying and pressurizing fluid to the four shear pins from the supply mechanism and measuring the internal pressure.
せん断ピンが、開口部を封止する封止キャップを備える構成にすることができる。せん断ピンが、封止キャップを貫通して一端がせん断ピンの内部に到達する連通管を備える構成にすることができる。この構成によれば、せん断ピンは常に封止キャップが設置される状態となるので、雨等がせん断ピン２の内部に入り込み腐食させることを抑制できる。せん断ピンが、圧力センサを備え、せん断ピンの内部、封止キャップ、または連通管のいずれかに圧力センサが設置される構成にすることができる。
The shear pin can include a sealing cap that seals the opening. The shear pin may include a communication pipe that penetrates the sealing cap and has one end reaching the inside of the shear pin. According to this configuration, since the shear pin is always in a state in which the sealing cap is installed, it is possible to prevent rain and the like from entering and corroding the inside of the
以下、本発明のせん断ピンならびにせん断ピン点検システムおよびせん断ピンの点検方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the shear pin, the shear pin inspection system, and the shear pin inspection method of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
図１および図２に例示するように本発明のせん断ピン点検システム１は、せん断ピン２とこのせん断ピン２の状態を点検する点検装置３とを備えている。せん断ピン２は、円柱形状の金属材料で構成され、天面に開口部４が形成されている。天面の開口部４から底面に向かってその内部が円柱形状に刳り貫かれ、中空構造となっている。せん断ピン２の外周面には二つの溝部２ａを形成することができる。
As illustrated in FIGS. 1 and 2, the shear
このせん断ピン２は例えば岸壁クレーンの免震装置に設置される。免震装置の天板側に形成される一対の外部部材５と、底板側に形成され天板側の一対の外部部材５の間に配置される外部部材６とにそれぞれ貫通孔７、８が形成され、この貫通孔７、８にせん断ピン２を挿入することにより、免震装置の天板と底板とを固定する。このせん断ピン２は例えば直径が１０〜６０ｍｍ程度、望ましくは３０〜５０ｍｍ程度で、高さが１００〜３００ｍｍ程度、望ましくは１５０〜２５０ｍｍ程度の円柱形であり、重量は０．１〜７ｋｇ程度である。
This
地震の振動により天板と底板の相対位置が変位してせん断ピン２に所定のせん断力が発生したとき、せん断ピン２が破断して二つの外部部材５、６の固定が解除される。溝部２ａが形成されたせん断ピン２を採用する場合は、溝部２ａは二つの外部部材５、６どうしの境界部分に位置する状態に形成される。溝部２ａにせん断力が発生するので、せん断ピ
ン２はこの溝部２ａを境に破断し易くなる。
When the relative position between the top plate and the bottom plate is displaced due to the vibration of the earthquake and a predetermined shearing force is generated in the
せん断ピン２の形状等は上記に限らず、少なくとも開口部４を有する中空構造であればよい。例えばせん断ピン２の外形が角柱状に形成されてもよく、内部が角柱形状に刳り貫かれてもよい。開口部４は、せん断ピン２の天面または底面に形成される構成に限らず、周面に形成されてもよい。
The shape or the like of the
点検装置３は、封止キャップ９と、この封止キャップ９を貫通する連通管１０と、連通管１０を介してせん断ピン２の内部に流体を供給する供給機構１１と、連通管１０に設置される圧力センサ１２とを備えている。
The
封止キャップ９は例えばゴム等の弾性体で構成され、この実施形態ではせん断ピン２側に向かって細くなる円錐台形に形成されている。封止キャップ９は開口部４とほぼ同じ直径を有する円柱形に形成してもよいが、円錐台形に形成する方が開口部４との密着性を良好にするには有利である。
The sealing
封止キャップ９は、開口部４を封止してせん断ピン２の内部に供給する流体を漏洩させない機能を有していれば上記の構成に限らない。例えば周面にねじ山を形成した円柱形の金属で構成してもよい。この場合は、対応するねじ山をせん断ピン２の開口部４および内部に形成し、封止キャップ９をせん断ピン２にねじ込んで封止する。
The sealing
連通管１０は例えば金属製やゴム製の筒状体で構成される。連通管１０の一端は封止キャップ９をせん断ピン２に挿入した際にせん断ピン２の内部に到達する状態で配置され、他端には連通管１０の開閉を制御するバルブ１３が設置されている。連通管１０の途中であって封止キャップ９とバルブ１３との間となる位置には圧力センサ１２が設置されている。
The
バルブ１３には例えばゴム等の弾性体で構成されるホース１４が連結され、ホース１４の他端には流体を供給する供給機構１１が連結されている。この実施形態では供給機構１１は、圧縮空気を充填されたエアータンクで構成されている。
For example, a
供給機構１１は、連通管１０を介してせん断ピン２の内部に流体を供給するとともに加圧できる機能を有していれば上記の構成に限らない。例えば空気を圧縮して供給できるコンプレッサや、手動ポンプで構成してもよい。また油や水を供給する流体ポンプ等で構成することもできる。流体として液体を利用する場合は、せん断ピン２の内部に供給した流体を回収する回収機構を供給機構１１に併設することが望ましい。
The
この実施形態の点検装置３はさらに制御機構１５を備えている。この制御機構１５は、圧力センサ１２とバルブ１３に信号線で接続されていて、圧力センサ１２の値を取得し、バルブ１３の開閉を制御する機能を有している。
The
圧力センサ１２はせん断ピン２の内部の圧力を測定して、この値を出力できる機能を有していればよい。圧力センサ１２は例えばブルドン管圧力計で構成することができる。この場合はブルドン管の変形量を、変換器で電気信号に変換して制御機構１５に送る構成にすることができる。
The
圧力センサ１２は、例えば半導体歪みゲージ式や静電容量式のダイヤフラム圧力計で構成することができる。この場合はダイヤフラムの変形量を電気信号として取り出すことができるので、この電気信号を制御機構１５に送る構成にすることができる。圧力センサ１２を半導体等の素子で構成した場合は、せん断ピン２の内部や封止キャップ９の表面であってせん断ピン２の内部側となる位置にこの素子を設置する構成にすることができる。
The
せん断ピン２の状態を点検する際には、例えば作業者が点検装置３を免震装置等に設置されたせん断ピン２の近傍まで運搬して、せん断ピン２の開口部４に封止キャップ９を挿入して固定する。このとき固定具により封止キャップ９をより確実にせん断ピン２に固定する構成にしてもよい。
When inspecting the state of the
制御機構１５に設けられたスタートボタンが操作されると、制御機構１５はバルブ１３を開放する。バルブ１３の開放によりエアータンク１１内の空気が、ホース１４、バルブ１３および連通管１０を介してせん断ピン２の内部に供給される。空気の供給を継続するとせん断ピン２の内部の圧力は上昇し、これにともない圧力センサ１２の値も上昇する。
When a start button provided in the
圧力センサ１２の値が予め定められた値に到達すると、この信号を受けた制御機構１５がバルブ１３を閉止するとともに、バルブ１３を閉止した後の圧力センサ１２の値を初期圧力Ｐ０として取得する。供給機構１１の構成により若干の変動はあるものの、制御機構１５がバルブ１３を閉止する目標とする圧力と初期圧力Ｐ０はほとんど等しくなる。以下、制御機構１５はせん断ピン２の内部の圧力が初期圧力Ｐ０に到達したときにバルブ１３を閉止するものとして説明する。バルブ１３を閉止する目標とする圧力は、例えば１００ｋＰａ以上２０００ｋＰａ以下の任意の値に設定することができる。望ましくは５００ｋＰａ以上１０００ｋＰａ以下の範囲に含まれる値を設定する。
When the value of the
制御機構１５は、初期圧力Ｐ０を取得した時点からカウントを開始し、予め定めた時間経過後の圧力センサ１２の値を経過圧力Ｐ１として取得する。初期圧力Ｐ０を取得した後であって経過圧力Ｐ１を取得するまでの待機時間は、例えば５ｓｅｃ以上６００ｓｅｃ以下の任意の値に設定することができる。望ましくは１０ｓｅｃ以上１８０ｓｅｃ以下の範囲に含まれる値を設定する。
The
せん断ピン２の内部から外面に到達する亀裂等がない場合は、せん断ピン２に供給され加圧された流体が外部に漏れ出す可能性がほとんどないので、初期圧力Ｐ０は所定時間経過後であっても維持される。そのため制御機構１５は、初期圧力Ｐ０と経過圧力Ｐ１とを比較し、この圧力差Ｐｘが予め定めた値よりも小さい場合に異常なしの信号を制御機構１５の表示部１６に表示する。表示部１６は例えば液晶表示やランプの点灯または消灯により、異常の有無を表示する。圧力差Ｐｘの予め定めた値は初期圧力Ｐ０の大きさに応じて設定することが望ましいが、例えば０〜１００ｋＰａの範囲で任意に決定できる。
When there is no crack or the like reaching the outer surface from the inside of the
せん断ピン２の内部から外面に到達する亀裂等がある場合は、せん断ピン２に供給され加圧された流体が外部に漏れ出すので、初期圧力Ｐ０は時間の経過とともに低下していく。そのため制御機構１５は、圧力差Ｐｘが予め定めた値以上の場合は異常ありの信号を表示部１６に表示する。
When there is a crack or the like that reaches the outer surface from the inside of the
せん断ピン２が完全に破断している場合は、せん断ピン２の内部の圧力を初期圧力Ｐ０まで加圧することができないので、このような場合も制御機構１５は異常ありの信号を表示部１６に表示する。具体的には、バルブ１３の開放後からカウントを開始し、所定時間経過してもせん断ピン２の内部の圧力が所定圧力まで上昇しない場合に異常ありの信号を表示する制御により、このような状態も検知することができる。
When the
せん断ピン２が破断していたり、その内部から外面に到達する亀裂等が発生している場合、この破断部分等から流体が漏れ出し、圧力が低下するので、この圧力変化からせん断ピン２の状態を点検することができる。せん断ピン２が免震装置等に設置された状態であり、その周面の状態を十分に観察できないような場合であっても、せん断ピン２を免震装
置等から取り外すことなく点検することができる。そのためせん断ピン２の点検作業を短時間で行うことができる。
If the
せん断ピン２の開口部４と封止キャップ９との接触部分は、初期圧力Ｐ０を測定した後であって経過圧力Ｐ１を測定するまでの間、せん断ピン２の内部の流体を封止できればよいため、簡易な構造で実現できる。つまり、せん断ピン２は内部に封入された流体の圧力を長期間にわたり維持する必要がないため、製造コストを低減することができる。
The contact portion between the
例えば加圧した流体が封入されその状態を維持し、せん断ピンの内部の圧力を常時モニターするような構成とすると、せん断ピンから流体が漏れ出すことを防止するために高い加工精度が求められ製造コストが嵩んでしまう。 For example, when the pressurized fluid is sealed and maintained, and the internal pressure of the shear pin is constantly monitored, high processing accuracy is required to prevent the fluid from leaking from the shear pin. Cost increases.
またこのように構成されたせん断ピンでは、微細な亀裂が発生した場合に時間経過に伴い流体が漏れ出し内部の圧力が低下するので、実際にはせん断ピンの機能に影響を与えない程度の亀裂であっても異常ありとして検知されてしまい交換対象となるので不経済である。 Also, with a shear pin configured in this way, when a minute crack occurs, the fluid leaks over time and the internal pressure decreases, so that the crack does not actually affect the function of the shear pin. However, it is uneconomical because it is detected as abnormal and is subject to replacement.
せん断ピン２の破断や異常が検知された場合には、作業者はこのときはじめてせん断ピン２を免震装置等から引き抜き、新しいせん断ピン２を設置する交換作業を行なう。
When breakage or abnormality of the
図３にはせん断ピン内部の圧力の経時変化を例示している。実線はせん断ピン２に亀裂等が発生していない正常なときの例を示し、一点鎖線は微細な亀裂等が発生しているときの例を示し、二点鎖線は比較的大きな亀裂が発生しているときの例を示し、破線はせん断ピン２が破断しているときの例を示している。ｔ０は点検装置３が初期圧力Ｐ０の測定を完了してカウントを開始する時点を示し、ｔ１は経過圧力Ｐ１を測定する時点を示している。
FIG. 3 illustrates the change with time of the pressure inside the shear pin. The solid line shows an example when the
図３に例示するように、せん断ピン２に亀裂等がなく正常な状態である場合には、せん断ピン２の内部の流体がほとんど外部に漏れ出さないので、ｔ１−ｔ０で表すことのできる待機時間経過後の経過圧力Ｐ１は初期圧力Ｐ０からほとんど低下しない。例えば初期圧力Ｐ０が１０００ｋＰａであった場合、経過圧力Ｐ１も１０００ｋＰａとなり、圧力差Ｐｘは０となる。
As illustrated in FIG. 3, when the
せん断ピン２に微細な亀裂が発生している場合は、せん断ピン２の内部の流体がこの亀裂を通過する際に大きな抵抗を受けるため、流体は少しずつ外部に漏れる。そのため経過圧力Ｐ１は、せん断ピン２に亀裂が発生していない場合よりも若干小さくなる。例えば初期圧力Ｐ０が１０００ｋＰａであった場合、経過圧力Ｐ１は８００ｋＰａ〜９５０ｋＰａ程度となる。このような場合は、圧力差Ｐｘは例えば０より大きく２００ｋＰａ以下となる。
When a fine crack is generated in the
せん断ピン２に比較的大きな亀裂が発生している場合は、せん断ピン２の内部の流体がこの亀裂を通過する際の抵抗が比較的小さくなるので、流体は外部に漏れやすくなる。そのため経過圧力Ｐ１は、初期圧力Ｐ０から大きく減少する。例えば初期圧力Ｐ０が１０００ｋＰａであった場合、経過圧力Ｐ１は０〜８００ｋＰａ程度となる。このような場合は、圧力差Ｐｘは例えば２００ｋＰａより大きく１０００ｋＰａ以下となる。
When a relatively large crack is generated in the
せん断ピン２が破断している場合は、せん断ピン２に流体を供給しても破断部分から流体が外部に漏れ出してしまうので、内部の圧力が目標の圧力まで上昇しない。流体の供給を開始してから所定時間経過後も内部の圧力が目標圧力まで上昇しない場合は、初期圧力Ｐ０を取得せずに直ちに異常ありと判断する。
When the
上記のとおり圧力差Ｐｘはせん断ピン２の亀裂の状態によって変化するので、本発明のせん断ピン点検システム１ではこの亀裂の状態や程度を詳しく検知することができる。そのためせん断ピン点検システム１は、異常ありと判断する際の亀裂の程度をその状況に応じて任意に設定することができる。
As described above, since the pressure difference Px changes depending on the crack state of the
例えば岸壁クレーンが待機状態であり、荷役作業を開始するまでの時間が比較的短く、複数のせん断ピン２を交換するための作業時間を十分に確保できない場合は、損傷の致命的なせん断ピン２のみを交換することが求められる。このような場合は、制御機構１５が異常であると判断する圧力差Ｐｘを例えば２００ｋＰａ以上に設定し、微細な亀裂が発生している場合は正常であると判断させることもできる。せん断ピン２に発生した亀裂が微細であり直ちにせん断ピン２の機能に影響を与えない場合、即ち免震装置等の固定状態を維持できる場合があり、このようなせん断ピン２を交換の対象から除くことができる。
For example, when the quay crane is in a standby state and the time until the cargo handling operation is started is relatively short, and it is not possible to secure a sufficient work time for replacing the plurality of
例えば岸壁クレーンが荷役作業を開始するまでの時間が比較的長い場合は、制御機構１５が異常ありと判断する圧力差Ｐｘを５０ｋＰａ以上２００ｋＰａより小さい値に設定し、微細な亀裂が発生しているせん断ピン２も交換対象として、万全のメンテナンスを行なうことができる。
For example, when the time until the quay crane starts the cargo handling operation is relatively long, the pressure difference Px determined by the
初期圧力Ｐ０に対する圧力差Ｐｘの割合を損傷率（％）として規定し、この損傷率を制御機構１５の表示部１６に表示する構成にすることもできる。この構成によれば複数のせん断ピン２を点検し、損傷率の大きいものを優先的に交換することが可能となる。
A ratio of the pressure difference Px with respect to the initial pressure P0 may be defined as a damage rate (%), and the damage rate may be displayed on the
制御機構１５に圧力調整手段を併設して、せん断ピン２に供給される流体の圧力を調整可能とする構成にすることもできる。この圧力制御手段により初期圧力Ｐ０を変化させることができる。図４に例示するように初期圧力Ｐ０が比較的小さい圧力、例えば２００ｋＰａになるように調整することができる。せん断ピン２に微細な亀裂がある場合であっても、流体がこの亀裂を通過する際の抵抗に対して初期圧力Ｐ０がそれほど大きくないので、流体が外部にほとんど漏れ出さない。つまり待機時間経過後の経過圧力Ｐ１が、初期圧力Ｐ０からほとんど低下しない。
The
そのため微細な亀裂がある場合も、亀裂が全くない場合と同じぐらいの圧力差Ｐｘまたは損傷率が得られる。つまり、初期圧力Ｐ０が小さくなるように圧力調整手段を調整することにより、微細な亀裂を無視した測定結果を得ることができ、大きな亀裂が発生している場合のみ制御機構１５に異常ありと表示させることができる。
Therefore, even when there are fine cracks, the pressure difference Px or the damage rate is the same as when there are no cracks. In other words, by adjusting the pressure adjusting means so that the initial pressure P0 is reduced, a measurement result ignoring fine cracks can be obtained, and only when a large crack has occurred, the
またせん断ピン２の開口部４と封止キャップ９との接合部から流体が漏れ出す可能性も低減できるので、点検作業中にこの接合部から流体が漏れ出し、せん断ピン２に亀裂がないにも関わらず圧力差Ｐｘの値が大きくなり、せん断ピン２に異常ありと誤って判断されることを抑制するには有利である。
In addition, the possibility of fluid leaking from the joint between the
圧力調整手段により初期圧力Ｐ０が小さくなるように設定した場合であっても、せん断ピン２が破断していたり大きな亀裂がある場合には、そこから流体が外部に漏れるのでこの破断等を点検装置３で検知することはできる。
Even when the initial pressure P0 is set to be small by the pressure adjusting means, if the
圧力調整手段を制御機構１５に併設する構成により、例えば岸壁クレーンが次の荷役作業を開始するまでの待機時間が長い場合は、初期圧力Ｐ０が比較的大きくなるように調整して、微細な亀裂も検知して、将来的に破断するおそれのあるせん断ピン２を予め交換しておくことができる。荷役作業が長時間連続的に行われている途中でせん断ピン２が破断して、荷役作業に悪影響がでることを予め回避するには有利である。
When the waiting time until the quay crane starts the next cargo handling operation is long, for example, by adjusting the pressure adjusting means to the
またせん断ピン２に亀裂が発生しているものの、外部部材５、６により押さえつけられこの亀裂から流体が漏れ出し難くなる状況も有り得る。初期圧力Ｐ０が比較的大きくなるように調整すれば、このような場合であってもせん断ピン２の亀裂から流体が漏れ出すので、亀裂の存在を検知し易くなる。
In addition, although there is a crack in the
岸壁クレーンが次の荷役作業を開始するまでの待機時間が短い場合は、初期圧力Ｐ０が比較的小さくなるように調整して、既に破断しているまたは大きな亀裂が発生していて近い将来完全に破断することが明らかなせん断ピン２のみを検出して、このせん断ピン２のみを交換することができる。つまり荷役作業を開始するまでの待機時間の長短に応じて、交換すべきせん断ピンの状態を臨機応変に変えることができる。
If the waiting time until the quay crane starts the next cargo handling operation is short, the initial pressure P0 is adjusted to be relatively small so that it has already broken or a large crack has occurred and will be completely removed in the near future. Only the
ｔ１−ｔ０で表される待機時間の長短を調整することでも、上記と同様の効果を得ることができる。微細な亀裂があり流体が少しずつ外部に漏れる状態であっても、待機時間を長く設定すれば圧力差Ｐｘの値が大きくなるので検知することが可能となる。 The same effect as described above can be obtained by adjusting the length of the standby time represented by t1-t0. Even if there is a minute crack and the fluid leaks gradually to the outside, if the standby time is set longer, the value of the pressure difference Px becomes larger and can be detected.
本発明のせん断ピン点検システム１は、異常ありと判断する際の圧力差Ｐｘの値を調整したり、圧力調整手段により初期圧力Ｐ０の大きさを調整したり、待機時間を調整したりすることにより、検知できる亀裂の程度を調整することができる。上記のパラメータの調整は、少なくとも一つまたは複数を組み合わせて採用することができる。
The shear
初期圧力Ｐ０を小さく調整すれば、供給機構１１により供給すべき流体の量を抑制し、加える圧力を小さくできるので供給機構１１を小型化するには有利となる。待機時間を短くすれば点検作業に必要となる時間を短縮するには有利となる。
If the initial pressure P0 is adjusted to be small, the amount of fluid to be supplied by the
圧力調整手段は、制御機構１５に併設する構成に限らず、供給機構１１に併設する構成にすることもできる。
The pressure adjusting means is not limited to the configuration provided in the
点検装置３は図１に例示した構成に限らず、例えばそれぞれのせん断ピン２に封止キャップ９が予め設置される構成にすることができる。即ちせん断ピン２が封止キャップ９を含み、点検装置３が封止キャップ９を含まない構成にすることができる。このとき封止キャップ９には連通管１０を貫通させるための連通孔を有している。せん断ピン２を点検する際には、作業者は点検装置３の連通管１０を各せん断ピン２の封止キャップ９の連通孔に挿入しながら点検を行なう。
The
各せん断ピン２は常に封止キャップ９により封止された状態となるので、せん断ピン２の内部に雨等が入り、せん断ピン２が腐食することを防止するには有利となる。またせん断ピン２に予め封止キャップ９を固定することができるので、この接合部に接着剤やコーキング剤を塗布して、せん断ピン２の内部の気密性を向上することができる。せん断ピン２の内部に供給した流体が、封止キャップ９との接合部から漏れ難くなるので、測定精度を向上するには有利となる。
Since each
各せん断ピン２に封止キャップ９および連通管１０が予め設置されている構成にしてもよく、さらにこの連通管１０の端部にバルブ１３が予め設置されている構成にしてもよい。各せん断ピン２に常に連通管１０やバルブ１３が設置されることになるので、せん断ピン２の内部に雨等が入り込む可能性をさらに低減することができる。
The sealing
各せん断ピン２に圧力センサ１２が予め設置されている構成にしてもよい。点検時にはせん断ピン２に設置されている連通管１０に供給機構１１のホース１４を連結し、制御機構１５の信号線を圧力センサ１２に接続する。このとき圧力センサ１２で取得した値を非
接触で制御機構１５に送信するアンテナを圧力センサ１２に組み込む構成にしてもよい。
You may make it the structure by which the
上記のようにせん断ピン２に予め設置する部品の範囲は適宜変更でき、これにともない点検装置３を構成する部品の範囲も変更することができる。
As described above, the range of components that are installed in advance on the
図５に例示するように、複数組の封止キャップ９および連通管１０をそれぞれのせん断ピン２に接続して、この連通管１０の他端を集合部１７にまとめて接続する構成にすることもできる。集合部１７には供給機構１１が接続され、それぞれのせん断ピン２の内部に一度に流体を供給することができる。
As illustrated in FIG. 5, a plurality of sets of sealing
この実施形態では集合部１７は制御ボックスで構成され、この制御ボックスは、連通管１０内の圧力をそれぞれ測定できる圧力センサと、連通管１０をそれぞれ閉止できるバルブと、制御機構および表示部との機能を有している。供給機構１１はエアーコンプレッサで構成されている。封止キャップ９にはねじ山が形成され、せん断ピン２の開口部４にねじ込んで固定される。この実施形態では点検装置３を岸壁クレーン等の機器に固定することができる。
In this embodiment, the collecting
岸壁クレーンやその他のクレーンにせん断ピン点検システム１を設置する場合には、運転室に点検を開始するためのスタートボタンと、異常の有無等が表示される表示部１６を設置する構成にすることもできる。クレーンオペレータがスタートボタンを操作すると、流体がコンプレッサから集合部１７を介してそれぞれのせん断ピン２の内部に供給される。連通管１０をそれぞれバルブ１３で閉止した後に、初期圧力Ｐ０および経過圧力Ｐ１をそれぞれ取得することにより、複数のせん断ピン２の点検を運転室から一度に行うことができる。
When installing the shear
本発明のせん断ピン点検システム１は、免震装置に設置されるせん断ピンに限らず、岸壁クレーンのブレーキ装置で使用されているせん断ピンなど、他のせん断ピンにも同様に適用できる。またせん断ピン点検システム１は、岸壁クレーンや門型クレーンなどの運搬機に限らず、従来せん断ピンが使用されている機器であればいずれであっても適用できる。
The shear
１ せん断ピン点検システム
２ せん断ピン
２ａ 溝部
３ 点検装置
４ 開口部
５ 外部部材
６ 外部部材
７ 貫通孔
８ 貫通孔
９ 封止キャップ
１０ 連通管
１１ 供給機構
１２ 圧力センサ
１３ バルブ
１４ ホース
１５ 制御機構
１６ 表示部
１７ 集合部
Ｐ０ 初期圧力
Ｐ１ 経過圧力
Ｐｘ 圧力差
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記せん断ピンが、開口部を有する中空構造で、隣接する二つの外部部材にそれぞれ形成された貫通孔に挿入して固定する機能と、所定のせん断力を受けたときに破断して前記二つの外部部材の固定を解除する機能を有し、
前記点検装置が、前記開口部を封止する封止キャップと、この封止キャップを貫通して一端が前記せん断ピンの内部に到達する連通管と、この連通管を介して前記せん断ピンの内部に流体を供給するとともに加圧する供給機構と、前記せん断ピンの内部の圧力を測定する圧力センサとを備えることを特徴とするせん断ピン点検システム。 A shear pin inspection system comprising a shear pin and an inspection device for inspecting the state of the shear pin,
The shear pin is a hollow structure having an opening, and has a function of being inserted and fixed in through holes formed in two adjacent external members, and the two shearing pins are broken when subjected to a predetermined shear force. Has the function of releasing the fixation of the external member,
The inspection device includes a sealing cap that seals the opening, a communication pipe that penetrates the sealing cap and has one end reaching the inside of the shear pin, and an interior of the shear pin through the communication pipe. A shear pin inspection system, comprising: a supply mechanism that supplies and pressurizes fluid to the pressure sensor; and a pressure sensor that measures a pressure inside the shear pin.
前記せん断ピンが、開口部を有する中空構造で、隣接する二つの外部部材にそれぞれ形成された貫通孔に挿入して固定する機能と、所定のせん断力を受けたときに破断して前記二つの外部部材の固定を解除する機能を有し、
前記開口部から前記せん断ピンの内部に流体を供給するとともに加圧し、その後前記せん断ピンの内部の初期圧力を測定し、予め定めた時間経過後の前記せん断ピンの内部の経過圧力を測定し、初期圧力と経過圧力との圧力差が予め定められた値よりも小さい場合に正常であると判断し、前記予め定められた値以上の場合に異常であると判断することを特徴とするせん断ピンの点検方法。 A method for checking a shear pin,
The shear pin is a hollow structure having an opening, and has a function of being inserted and fixed in through holes formed in two adjacent external members, and the two shearing pins are broken when subjected to a predetermined shear force. Has the function of releasing the fixation of the external member,
Supply and pressurize fluid from the opening to the inside of the shear pin, then measure the initial pressure inside the shear pin, and measure the elapsed pressure inside the shear pin after a predetermined time, A shear pin characterized in that it is determined to be normal when the pressure difference between the initial pressure and the elapsed pressure is smaller than a predetermined value, and is determined to be abnormal when the pressure difference is equal to or greater than the predetermined value. Inspection method.
開口部を有する中空構造で、この開口部を封止する封止キャップを備えることを特徴とするせん断ピン。 In a shear pin having a function of inserting and fixing in through holes formed in two adjacent members, and a function of breaking when receiving a predetermined shear force and releasing the fixation of the two external members,
A shear pin having a hollow structure having an opening and having a sealing cap for sealing the opening.
たは８に記載のせん断ピン。 The shear according to claim 7 or 8, further comprising a pressure sensor that measures a pressure inside the shear pin, wherein the pressure sensor is installed in any one of the inside of the shear pin, the sealing cap, or the communication pipe. pin.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2015026551A JP2016147752A (en) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | Shear pin, shear pin inspection system, inspection method of shear pin |
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| JP (1) | JP2016147752A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101792116B1 (en) | 2017-06-30 | 2017-11-20 | 에코엔주식회사 | Shearing Test of Shear Pin by Using Air Brake of Generator |
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| JP2012180159A (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Crane |
-
2015
- 2015-02-13 JP JP2015026551A patent/JP2016147752A/en active Pending
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