JP2021147867A - Cutter abnormality determination system - Google Patents

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誠一 重村
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義雄 酒井
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健 高原
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武 國富
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Abstract

To provide a cutter abnormality determination system that can recognize a position of a cutter on which abnormality has occurred in a radial direction around a rotation axis of a cutter head.SOLUTION: A cutter abnormality determination system 7 has at least two vibrating meters 8 to measure vibration of a bulk head 22, a rotation angle detector 72 to detect a rotation angle of a cutter head 3, and a determination device 71. The bulk head 22 is divided into an inner wall section 24 and an outer wall section 23 by a cutter drum 5. The vibration meter 8 is provided on the inner wall section 24 and the outer wall section 23. The determination device 71 determines whether there is a peak value larger than a predetermined value in a vibration waveform as the measurement result of the vibration meters 8. When there is the peak value in the vibration waveform of an inside vibration meter 81 and the peak value appears in the vibration waveform every rotation of the cutter head 3, the determination device determines that abnormality has occurred on a cutter located inside of a brace 4 among the cutters.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、トンネル掘削機のカッターヘッドに設けられた複数のカッターの異常を判定するシステムに関する。 The present invention relates to a system for determining an abnormality of a plurality of cutters provided in a cutter head of a tunnel excavator.

従来から、カッターヘッドに複数のカッターが設けられたトンネル掘削機が知られている。このようなトンネル掘削機では、カッターの摩耗などの異常を検出したいという要望がある。 Conventionally, a tunnel excavator in which a plurality of cutters are provided on a cutter head has been known. In such a tunnel excavator, there is a desire to detect abnormalities such as cutter wear.

例えば、特許文献１には、トンネル掘削機の異常を診断する診断装置が開示されている。この診断装置では、カッターヘッドと対向するバルクヘッドに設けられた、音または振動を検出する音波センサが用いられている。引用文献１の図３には、２つの音波センサが、カッターヘッドの回転軸を中心とする径方向に並んで設けられることが記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses a diagnostic device for diagnosing an abnormality in a tunnel excavator. In this diagnostic device, a sound wave sensor for detecting sound or vibration, which is provided on the bulkhead facing the cutter head, is used. FIG. 3 of Cited Document 1 describes that two sound wave sensors are provided side by side in the radial direction about the rotation axis of the cutter head.

なお、特許文献１のトンネル掘削機では、カッターヘッドの中心から駆動シャフトがバルクヘッドを貫通して延びており、この駆動シャフトが油圧モータにより駆動されることでカッターヘッドが回転する。 In the tunnel excavator of Patent Document 1, a drive shaft extends from the center of the cutter head through the bulkhead, and the cutter head rotates when the drive shaft is driven by a hydraulic motor.

特開平９−４９２５３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-49253

しかしながら、特許文献１のトンネル掘削機では、カッターヘッドの振動が駆動シャフトを介してバルクヘッドへ伝わる。従って、駆動シャフトの近くに位置する音波センサで検出される振動が、駆動シャフトから遠くに位置する音波センサで検出される振動よりも大きくなる。すなわち、特許文献１に開示された診断装置では、カッターに異常が発生した場合、そのカッターがカッターヘッドの回転軸を中心とする径方向においてどのあたりに位置するかを把握することができない。 However, in the tunnel excavator of Patent Document 1, the vibration of the cutter head is transmitted to the bulkhead via the drive shaft. Therefore, the vibration detected by the sound wave sensor located near the drive shaft is larger than the vibration detected by the sound wave sensor located far from the drive shaft. That is, the diagnostic apparatus disclosed in Patent Document 1 cannot grasp where the cutter is located in the radial direction about the rotation axis of the cutter head when an abnormality occurs in the cutter.

そこで、本発明は、カッターに異常が発生したときにそのカッターがカッターヘッドの回転軸を中心とする径方向においてどのあたりに位置するかを把握することができるカッターの異常判定システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a cutter abnormality determination system capable of grasping where the cutter is located in the radial direction about the rotation axis of the cutter head when an abnormality occurs in the cutter. With the goal.

前記課題を解決するために、本発明のカッターの異常判定システムは、トンネル掘削機のカッターヘッドに設けられた複数のカッターの異常を判定するシステムであって、前記トンネル掘削機は、前記カッターヘッドと対向するバルクヘッド、前記バルクヘッドを内壁部と外壁部とに分断するように設けられた環状のカッタードラム、および前記カッターヘッドと前記カッタードラムとを連結する複数の支柱を含み、前記カッターヘッドの回転軸を中心とする径方向に分布するように前記内壁部および前記外壁部に設けられた、前記バルクヘッドの振動を計測する少なくとも２つの振動計と、前記カッターヘッドの回転角を検出する回転角検出器と、前記少なくとも２つの振動計のそれぞれの計測結果である振動波形に所定値よりも大きなピーク値が有るか否かを判定し、前記内壁部に設けられた振動計の振動波形に前記ピーク値が有るとき、その振動波形において、前記カッターヘッドが一回転するごとに前記ピーク値が出現する場合、前記複数のカッターのうちの前記支柱よりも内側に位置するカッターに異常が発生したと判定し、前記外壁部に設けられた振動計の振動波形に前記ピーク値が有るとき、その振動波形において、前記カッターヘッドが一回転するごとに前記ピーク値が出現する場合、前記複数のカッターのうちの前記支柱よりも外側に位置するカッターに異常が発生したと判定する判定装置と、を備える、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the cutter abnormality determination system of the present invention is a system for determining an abnormality of a plurality of cutters provided in the cutter head of a tunnel excavator, and the tunnel excavator is the cutter head. The cutter head includes a bulkhead facing the body, an annular cutter drum provided so as to divide the bulkhead into an inner wall portion and an outer wall portion, and a plurality of columns connecting the cutter head and the cutter drum. At least two vibration meters for measuring the vibration of the bulkhead provided on the inner wall portion and the outer wall portion so as to be distributed in the radial direction about the rotation axis of the above, and the rotation angle of the cutter head are detected. It is determined whether or not the vibration waveform, which is the measurement result of each of the rotation angle detector and the at least two vibration meters, has a peak value larger than a predetermined value, and the vibration waveform of the vibration meter provided on the inner wall portion is determined. When the peak value appears in the vibration waveform every time the cutter head makes one rotation, an abnormality occurs in the cutter located inside the support column among the plurality of cutters. If the vibration waveform of the vibrating meter provided on the outer wall portion has the peak value, and the peak value appears every time the cutter head makes one rotation in the vibration waveform, the plurality of said. It is characterized by including a determination device for determining that an abnormality has occurred in a cutter located outside the support column of the cutter.

カッターに摩耗などの異常が有る場合は、カッターヘッドが地山を掘削する際にそのカッターが存する位置でのカッターヘッドの振動が大きくなり、その大きな振動が複数の支柱およびカッタードラムを介してバルクヘッドへ伝わる。さらに、そのカッターはカッターヘッドと共に回転する。従って、上記のように、カッターヘッドが一回転するごとに振動波形にピーク値が出現すれば、カッターに異常が発生したと判定することができる。 If the cutter has an abnormality such as wear, when the cutter head excavates the ground, the vibration of the cutter head at the position where the cutter is located becomes large, and the large vibration is bulked through multiple columns and the cutter drum. It is transmitted to the head. In addition, the cutter rotates with the cutter head. Therefore, as described above, if a peak value appears in the vibration waveform each time the cutter head rotates, it can be determined that an abnormality has occurred in the cutter.

しかも、異常が発生したカッターが支柱よりも内側に在れば内壁部に設けられた振動計で計測される振動が大きくなり、異常が発生したカッターが支柱よりも外側に在れば外壁部に設けられた振動計で計測される振動が大きくなる。このため、内壁部に設けられた振動計の振動波形と外壁部に設けられた振動計の振動波形のどちらがピーク値を含むかによって、異常と判定したカッターがカッターヘッドの回転軸を中心とする径方向においてどのあたりに位置するかを把握することができる。 Moreover, if the cutter with the abnormality is inside the column, the vibration measured by the vibration meter provided on the inner wall will be large, and if the cutter with the abnormality is outside the column, it will be on the outer wall. The vibration measured by the provided vibration meter becomes large. Therefore, the cutter determined to be abnormal is centered on the rotation axis of the cutter head depending on which of the vibration waveform of the vibration meter provided on the inner wall and the vibration waveform of the vibration meter provided on the outer wall includes the peak value. It is possible to grasp where it is located in the radial direction.

本発明によれば、カッターに異常が発生したときにそのカッターがカッターヘッドの回転軸を中心とする径方向においてどのあたりに位置するかを把握することができる。 According to the present invention, when an abnormality occurs in a cutter, it is possible to grasp where the cutter is located in the radial direction about the rotation axis of the cutter head.

本発明の一実施形態に係るカッターの異常判定システムが組み込まれたトンネル掘削機の側面断面図である。It is a side sectional view of the tunnel excavator which incorporated the abnormality determination system of the cutter which concerns on one Embodiment of this invention. 図１のII−II線に沿った正面断面図である。It is a front sectional view along the line II-II of FIG. 異常判定システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of an abnormality determination system. （ａ）および（ｂ）は、カッターに異常が無い場合における内側振動計および外側振動計の計測結果である振動波形を示す図である。(A) and (b) are diagrams showing the vibration waveform which is the measurement result of the inner vibration meter and the outer vibration meter when there is no abnormality in a cutter. （ａ）および（ｂ）は、カッターに異常が有る場合における内側振動計および外側振動計の計測結果である振動波形を示す図である。(A) and (b) are diagrams showing the vibration waveform which is the measurement result of the inner vibration meter and the outer vibration meter when there is an abnormality in a cutter.

図１および図２に、本発明の一実施形態に係るカッターの異常判定システム７（図３参照）が組み込まれたトンネル掘削機１を示す。トンネル掘削機１は、地山を掘削するカッターヘッド３と、カッターヘッド３を環状のカッタードラム５を介して回転可能に支持する掘削機本体２を含む。 1 and 2 show a tunnel excavator 1 incorporating a cutter abnormality determination system 7 (see FIG. 3) according to an embodiment of the present invention. The tunnel excavator 1 includes a cutter head 3 for excavating the ground and an excavator main body 2 for rotatably supporting the cutter head 3 via an annular cutter drum 5.

本実施形態では、トンネル掘削機１の断面形状が円形状である。ただし、トンネル掘削機１の断面形状は、矩形状などのその他の形状であってもよい。 In the present embodiment, the cross-sectional shape of the tunnel excavator 1 is circular. However, the cross-sectional shape of the tunnel excavator 1 may be another shape such as a rectangular shape.

掘削機本体２は、筒状の胴体２１と、胴体２１の前側開口を閉塞するバルクヘッド２２を含む。バルクヘッド２２はカッターヘッド３と対向しており、バルクヘッド２２とカッターヘッド３との間にはカッターチャンバーが形成されている。 The excavator body 2 includes a cylindrical body 21 and a bulkhead 22 that closes the front opening of the body 21. The bulkhead 22 faces the cutter head 3, and a cutter chamber is formed between the bulkhead 22 and the cutter head 3.

カッタードラム５は、バルクヘッド２２をリング状の外壁部２３と円盤状の内壁部２４とに分断するように設けられている。カッターヘッド３とカッタードラム５とは、複数の支柱４により互いに連結されている。また、カッターヘッド３の中央部と内壁部２４の中央部とは、ロータリージョイント６により接続されている。 The cutter drum 5 is provided so as to divide the bulkhead 22 into a ring-shaped outer wall portion 23 and a disk-shaped inner wall portion 24. The cutter head 3 and the cutter drum 5 are connected to each other by a plurality of columns 4. Further, the central portion of the cutter head 3 and the central portion of the inner wall portion 24 are connected by a rotary joint 6.

カッタードラム５は、掘削機本体２内に設けられた図略の油圧モータにより回転され、これによりカッターヘッド３が回転する。例えば、カッターヘッド１１の回転速度は、０．５〜１０ｒｐｍである。 The cutter drum 5 is rotated by a hydraulic motor (not shown) provided in the excavator main body 2, whereby the cutter head 3 is rotated. For example, the rotation speed of the cutter head 11 is 0.5 to 10 rpm.

図示は省略するが、カッターヘッド３には、複数のカッターが設けられている。カッターは、カッタービットであってもよいし、ローラーカッターであってもよい。あるいは、カッターは、カッタービットとローラーカッターの双方を含んでもよい。 Although not shown, the cutter head 3 is provided with a plurality of cutters. The cutter may be a cutter bit or a roller cutter. Alternatively, the cutter may include both a cutter bit and a roller cutter.

異常判定システム７は、カッターヘッド３に設けられた複数のカッターの異常を判定するものである。図３に示すように、異常判定システム７は、判定装置７１と、この判定装置７１と電気的に接続された回転角検出器７２および複数の振動計８を含む。 The abnormality determination system 7 determines an abnormality of a plurality of cutters provided in the cutter head 3. As shown in FIG. 3, the abnormality determination system 7 includes a determination device 71, a rotation angle detector 72 electrically connected to the determination device 71, and a plurality of vibration meters 8.

図２に示すように、振動計８は、カッターヘッド３の回転軸を中心とする径方向に分布するようにバルクヘッド２２の内壁部２４および外壁部２３に設けられている。各振動計８は、バルクヘッド２２の振動を計測する。 As shown in FIG. 2, the vibrometer 8 is provided on the inner wall portion 24 and the outer wall portion 23 of the bulkhead 22 so as to be distributed in the radial direction about the rotation axis of the cutter head 3. Each vibration meter 8 measures the vibration of the bulkhead 22.

本実施形態では、２つの振動計８（内側振動計８１および外側振動計８２）が、カッターヘッド３の回転軸を中心とする径方向に並ぶように配置されている。ただし、振動計８は必ずしも径方向に並ぶ必要はなく、振動計８の位置が周方向にずれていてもよい。また、振動計８の数は、少なくとも２つである限り、特に限定されるものではない。 In the present embodiment, the two vibration meters 8 (inner vibration meter 81 and outer vibration meter 82) are arranged so as to be arranged in the radial direction about the rotation axis of the cutter head 3. However, the vibration meters 8 do not necessarily have to be arranged in the radial direction, and the positions of the vibration meters 8 may be displaced in the circumferential direction. Further, the number of vibration meters 8 is not particularly limited as long as it is at least two.

回転角検出器７２は、カッターヘッド３の回転角θ（回転位置ともいう）を検出する。回転角θは、カッターヘッド３の特定位置が基準位置から何度回転したかを示すものである（０〜３６０度）。例えば、回転角検出器７２は、ロータリージョイント６に設けられる。 The rotation angle detector 72 detects the rotation angle θ (also referred to as the rotation position) of the cutter head 3. The rotation angle θ indicates how many times the specific position of the cutter head 3 has rotated from the reference position (0 to 360 degrees). For example, the rotation angle detector 72 is provided on the rotary joint 6.

判定装置７１は、例えば、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリと、ＨＤＤやＳＳＤなどのストレージと、ＣＰＵを有するコンピュータであり、ＲＯＭまたはストレージに記憶されたプログラムがＣＰＵにより実行される。 The determination device 71 is, for example, a computer having a memory such as a ROM or a RAM, a storage such as an HDD or an SSD, and a CPU, and the CPU executes a program stored in the ROM or the storage.

判定装置７１は、内側振動計８１および外側振動計８２のそれぞれの計測結果である振動波形に所定値Ｖよりも大きなピーク値が有るか否かを判定する。所定値Ｖは、カッターの異常の有無を区別するための指標であり、カッターに異常がない場合の振動値に基づいて決定可能である。 The determination device 71 determines whether or not the vibration waveform, which is the measurement result of the inner vibration meter 81 and the outer vibration meter 82, has a peak value larger than a predetermined value V. The predetermined value V is an index for distinguishing the presence or absence of abnormality in the cutter, and can be determined based on the vibration value when there is no abnormality in the cutter.

例えば、図４（ａ）および（ｂ）に、カッターに異常が無い場合における内側振動計８１および外側振動計８２の計測結果である振動波形を示す。なお、図４（ａ）および（ｂ）に示す振動波形は、双方の片振幅を絶対値で示すものである（後述する図５（ａ）および（ｂ）も同様）。これらの振動波形は、例えば、トンネル掘削機１が特定区間を掘削する場合のものである。所定値Ｖは、カッターに異常が無い場合の振動波形の最大値よりも僅かに大きな値に設定される。 For example, FIGS. 4A and 4B show vibration waveforms which are measurement results of the inner vibration meter 81 and the outer vibration meter 82 when there is no abnormality in the cutter. The vibration waveforms shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b) show the one-sided amplitudes of both in absolute values (the same applies to FIGS. 5 (a) and 5 (b) described later). These vibration waveforms are, for example, when the tunnel excavator 1 excavates a specific section. The predetermined value V is set to a value slightly larger than the maximum value of the vibration waveform when there is no abnormality in the cutter.

判定装置７１は、内側振動計８１の振動波形に所定値Ｖよりも大きなピーク値が有るとき、その振動波形において、カッターヘッド３が一回転するごとにピーク値が出現するか否かを判定する。そして、その判定結果が肯定的である場合、判定装置７１は、複数のカッターのうちの支柱４よりも内側に位置するカッターに異常が発生したと判定する。 When the vibration waveform of the inner vibration meter 81 has a peak value larger than a predetermined value V, the determination device 71 determines whether or not the peak value appears every time the cutter head 3 rotates in the vibration waveform. .. Then, when the determination result is affirmative, the determination device 71 determines that an abnormality has occurred in the cutter located inside the support column 4 among the plurality of cutters.

一方、判定装置７１は、外側振動計８２の振動波形に所定値Ｖよりも大きなピーク値が有るとき、その振動波形において、カッターヘッド３が一回転するごとにピーク値が出現するか否かを判定する。そして、その判定結果が肯定的である場合、判定装置７１は、複数のカッターのうちの支柱４よりも外側に位置するカッターに異常が発生したと判定する。 On the other hand, when the vibration waveform of the outer vibration meter 82 has a peak value larger than a predetermined value V, the determination device 71 determines whether or not the peak value appears every time the cutter head 3 rotates in the vibration waveform. judge. Then, when the determination result is affirmative, the determination device 71 determines that an abnormality has occurred in the cutter located outside the support column 4 among the plurality of cutters.

例えば、図５（ａ）および（ｂ）に、カッターに異常が有る場合における内側振動計８１および外側振動計８２の計測結果である振動波形を示す。カッターに摩耗などの異常が有る場合は、カッターヘッド３が地山を掘削する際にそのカッターが存する位置でのカッターヘッド３の振動が大きくなり、その大きな振動が複数の支柱４およびカッタードラム５を介してバルクヘッド２２へ伝わる。さらに、そのカッターはカッターヘッド３と共に回転する。従って、上記のように、カッターヘッド３が一回転するごとに振動波形にピーク値が出現すれば、カッターに異常が発生したと判定することができる。これにより、カッターを適時に交換することができる。 For example, FIGS. 5A and 5B show vibration waveforms which are measurement results of the inner vibration meter 81 and the outer vibration meter 82 when there is an abnormality in the cutter. When the cutter has an abnormality such as wear, when the cutter head 3 excavates the ground, the vibration of the cutter head 3 at the position where the cutter exists becomes large, and the large vibration causes the plurality of columns 4 and the cutter drum 5 to vibrate. Is transmitted to the bulkhead 22 via. Further, the cutter rotates with the cutter head 3. Therefore, as described above, if a peak value appears in the vibration waveform each time the cutter head 3 rotates, it can be determined that an abnormality has occurred in the cutter. As a result, the cutter can be replaced in a timely manner.

しかも、異常が発生したカッターが支柱４よりも内側に在れば内壁部２４に設けられた振動計８で計測される振動が大きくなり、異常が発生したカッターが支柱４よりも外側に在れば外壁部２３に設けられた振動計８で計測される振動が大きくなる。このため、内側振動計８１の振動波形と外側振動計８２の振動波形のどちらがピーク値を含むかによって、異常と判定したカッターがカッターヘッド３の回転軸を中心とする径方向においてどのあたりに位置するかを把握することができる。図５（ａ）および（ｂ）に示される振動波形は、異常が発生したカッターが支柱４よりも内側に在る場合のものである。 Moreover, if the cutter in which the abnormality has occurred is inside the support column 4, the vibration measured by the vibration meter 8 provided on the inner wall portion 24 becomes large, and the cutter in which the abnormality has occurred is outside the support column 4. For example, the vibration measured by the vibration meter 8 provided on the outer wall portion 23 becomes large. Therefore, depending on which of the vibration waveform of the inner vibration meter 81 and the vibration waveform of the outer vibration meter 82 includes the peak value, the position of the cutter determined to be abnormal in the radial direction centered on the rotation axis of the cutter head 3 is located. You can figure out what to do. The vibration waveforms shown in FIGS. 5A and 5B are for the case where the cutter in which the abnormality has occurred is inside the support column 4.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

（まとめ）
本発明のカッターの異常判定システムは、トンネル掘削機のカッターヘッドに設けられた複数のカッターの異常を判定するシステムであって、前記トンネル掘削機は、前記カッターヘッドと対向するバルクヘッド、前記バルクヘッドを内壁部と外壁部とに分断するように設けられた環状のカッタードラム、および前記カッターヘッドと前記カッタードラムとを連結する複数の支柱を含み、前記カッターヘッドの回転軸を中心とする径方向に分布するように前記内壁部および前記外壁部に設けられた、前記バルクヘッドの振動を計測する少なくとも２つの振動計と、前記カッターヘッドの回転角を検出する回転角検出器と、前記少なくとも２つの振動計のそれぞれの計測結果である振動波形に所定値よりも大きなピーク値が有るか否かを判定し、前記内壁部に設けられた振動計の振動波形に前記ピーク値が有るとき、その振動波形において、前記カッターヘッドが一回転するごとに前記ピーク値が出現する場合、前記複数のカッターのうちの前記支柱よりも内側に位置するカッターに異常が発生したと判定し、前記外壁部に設けられた振動計の振動波形に前記ピーク値が有るとき、その振動波形において、前記カッターヘッドが一回転するごとに前記ピーク値が出現する場合、前記複数のカッターのうちの前記支柱よりも外側に位置するカッターに異常が発生したと判定する判定装置と、を備える、ことを特徴とする。 (summary)
The cutter abnormality determination system of the present invention is a system for determining an abnormality of a plurality of cutters provided in the cutter head of a tunnel excavator, and the tunnel excavator is a bulkhead facing the cutter head and the bulk. An annular cutter drum provided so as to divide the head into an inner wall portion and an outer wall portion, and a plurality of columns connecting the cutter head and the cutter drum, and a diameter centered on the rotation axis of the cutter head. At least two vibration meters provided on the inner wall portion and the outer wall portion so as to be distributed in the direction to measure the vibration of the bulkhead, a rotation angle detector for detecting the rotation angle of the cutter head, and at least the rotation angle detector. When it is determined whether or not the vibration waveform, which is the measurement result of each of the two vibration meters, has a peak value larger than a predetermined value, and the vibration waveform of the vibration meter provided on the inner wall portion has the peak value. In the vibration waveform, when the peak value appears every time the cutter head makes one rotation, it is determined that an abnormality has occurred in the cutter located inside the support column among the plurality of cutters, and the outer wall portion. When the vibration waveform of the vibrating meter provided in the above has the peak value, and the peak value appears every time the cutter head makes one rotation in the vibration waveform, it is more than the support column of the plurality of cutters. It is characterized by including a determination device for determining that an abnormality has occurred in a cutter located on the outside.

例えば、前記少なくとも２つの振動計は、前記カッターヘッドの回転軸を中心とする径方向に並んでもよい。 For example, the at least two vibration meters may be arranged in the radial direction about the rotation axis of the cutter head.

１ トンネル掘削機
２ 掘削機本体
２２ ハルクヘッド
２３ 外壁部
２４ 内壁部
７ 異常判定システム
７１ 判定装置
７２ 回転角検出器
８ 振動計
1 Tunnel excavator 2 Excavator body 22 Hulk head 23 Outer wall part 24 Inner wall part 7 Abnormality judgment system 71 Judgment device 72 Rotation angle detector 8 Vibration meter

Claims (2)

トンネル掘削機のカッターヘッドに設けられた複数のカッターの異常を判定するシステムであって、
前記トンネル掘削機は、前記カッターヘッドと対向するバルクヘッド、前記バルクヘッドを内壁部と外壁部とに分断するように設けられた環状のカッタードラム、および前記カッターヘッドと前記カッタードラムとを連結する複数の支柱を含み、
前記カッターヘッドの回転軸を中心とする径方向に分布するように前記内壁部および前記外壁部に設けられた、前記バルクヘッドの振動を計測する少なくとも２つの振動計と、
前記カッターヘッドの回転角を検出する回転角検出器と、
前記少なくとも２つの振動計のそれぞれの計測結果である振動波形に所定値よりも大きなピーク値が有るか否かを判定し、前記内壁部に設けられた振動計の振動波形に前記ピーク値が有るとき、その振動波形において、前記カッターヘッドが一回転するごとに前記ピーク値が出現する場合、前記複数のカッターのうちの前記支柱よりも内側に位置するカッターに異常が発生したと判定し、前記外壁部に設けられた振動計の振動波形に前記ピーク値が有るとき、その振動波形において、前記カッターヘッドが一回転するごとに前記ピーク値が出現する場合、前記複数のカッターのうちの前記支柱よりも外側に位置するカッターに異常が発生したと判定する判定装置と、
を備える、カッターの異常判定システム。 It is a system that judges abnormalities of multiple cutters installed in the cutter head of a tunnel excavator.
The tunnel excavator connects a bulkhead facing the cutter head, an annular cutter drum provided so as to divide the bulkhead into an inner wall portion and an outer wall portion, and the cutter head and the cutter drum. Including multiple stanchions,
At least two vibration meters for measuring the vibration of the bulkhead provided on the inner wall portion and the outer wall portion so as to be distributed in the radial direction about the rotation axis of the cutter head.
A rotation angle detector that detects the rotation angle of the cutter head, and
It is determined whether or not the vibration waveform, which is the measurement result of each of the at least two vibration meters, has a peak value larger than a predetermined value, and the vibration waveform of the vibration meter provided on the inner wall portion has the peak value. When the peak value appears every time the cutter head makes one rotation in the vibration waveform, it is determined that an abnormality has occurred in the cutter located inside the support column among the plurality of cutters, and the above-mentioned When the vibration waveform of the vibration meter provided on the outer wall portion has the peak value, and the peak value appears every time the cutter head rotates in the vibration waveform, the support column of the plurality of cutters. A judgment device that determines that an abnormality has occurred in the cutter located outside
Cutter abnormality judgment system equipped with. 前記少なくとも２つの振動計は、前記カッターヘッドの回転軸を中心とする径方向に並んでいる、請求項１に記載のカッターの異常判定システム。
The cutter abnormality determination system according to claim 1, wherein the at least two vibration meters are arranged in the radial direction about the rotation axis of the cutter head.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0949253A (en) * 1995-08-09 1997-02-18 Fujita Corp Diagnostic device for excavator
JPH09170398A (en) * 1995-12-20 1997-06-30 Taisei Corp Geological distribution survey device for excavated face and the surveying and control method for excavation work
JPH09328993A (en) * 1996-06-11 1997-12-22 Fujita Corp Method for diagnosing abrasion of cutter face of tunnel excavating equipment
JP2004027702A (en) * 2002-06-27 2004-01-29 Jfe Engineering Kk Ground condition monitoring method and device
JP2017172162A (en) * 2016-03-23 2017-09-28 Ｊｉｍテクノロジー株式会社 Machine and method for tunnel excavation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0949253A (en) * 1995-08-09 1997-02-18 Fujita Corp Diagnostic device for excavator
JPH09170398A (en) * 1995-12-20 1997-06-30 Taisei Corp Geological distribution survey device for excavated face and the surveying and control method for excavation work
JPH09328993A (en) * 1996-06-11 1997-12-22 Fujita Corp Method for diagnosing abrasion of cutter face of tunnel excavating equipment
JP2004027702A (en) * 2002-06-27 2004-01-29 Jfe Engineering Kk Ground condition monitoring method and device
JP2017172162A (en) * 2016-03-23 2017-09-28 Ｊｉｍテクノロジー株式会社 Machine and method for tunnel excavation

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