JP2599840B2 - Central shaft sealing device for shield machine - Google Patents
Central shaft sealing device for shield machineInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、センタシャフト(中心
軸)方式のカッタホイル、または土砂・泥水攪拌用のア
ジテータを有するシールド掘進機において、シールド本
体の前部に設けた隔壁と、この隔壁を貫通し、カッタホ
イルまたはアジテータを取り付けた中心軸との間を密封
して切羽側からの土砂および泥水の侵入を防止する中心
軸シール装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shield excavator having a center shaft type cutter wheel or an agitator for agitating earth, sand and muddy water, and a partition provided at a front portion of a shield body. The present invention relates to a center shaft sealing device that penetrates and seals between a center shaft to which a cutter wheel or an agitator is attached to prevent intrusion of earth and sand and mud from the face side.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、シールド掘進機の中心軸シール装
置として、中心軸外周面に沿ったシール段間に油室を設
け、この油室に給油孔を通して潤滑油を供給し、油室内
に常時潤滑油を充満させることにより、中心軸およびシ
ールの摺動接触面の潤滑を行うようにしたものがある。2. Description of the Related Art Conventionally, as a central shaft sealing device of a shield machine, an oil chamber is provided between seal stages along the outer peripheral surface of a central shaft, and lubricating oil is supplied to the oil chamber through an oil supply hole. There is one in which the sliding contact surface of the center shaft and the seal is lubricated by being filled with a lubricating oil.
【0003】このような中心軸シール装置を有するシー
ルド掘進機の一例を図3および図4により説明する。An example of a shield machine having such a central shaft sealing device will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
【0004】図3に示すように、シールド本体1の前部
には、機内空間と切羽側とを区画する隔壁2が一体に設
けられており、隔壁2の機内側中央端面部にはギヤケー
ス3が取り付けられている。隔壁2およびギヤケース3
には隔壁2を貫通する中心軸4が支持されており、中心
軸4の前端部には地山Eを掘削するカッタホイル5が取
り付けられ、中間部には旋回ギヤ6が取り付けられてい
る。旋回ギヤ6は、ギヤケース3に固定された駆動モー
タ、例えば油圧モータ7の出力軸に取り付けられたピニ
オン8とかみ合い、駆動トルクを中心軸4に伝達する。
また、隔壁2の後方にはシールドジャッキ9、排土用ス
クリュコンベア10などが設置されている。[0004] As shown in FIG. 3, a partition wall 2 for partitioning the in-machine space and the face side is integrally provided at a front portion of the shield main body 1. Is attached. Partition wall 2 and gear case 3
A center shaft 4 penetrating the partition wall 2 is supported by the cutter shaft 5. A cutter wheel 5 for excavating the natural ground E is attached to the front end of the center shaft 4 and a turning gear 6 is attached to the middle part. The swing gear 6 meshes with a drive motor fixed to the gear case 3, for example, a pinion 8 attached to the output shaft of a hydraulic motor 7, and transmits the drive torque to the central shaft 4.
Further, a shield jack 9, a soil discharging screw conveyor 10 and the like are installed behind the partition wall 2.
【0005】図4に示すように、隔壁2の中央部には中
心軸4を支持する軸受メタル11が取り付けられている
とともに、シールケース12がボルト13により固定さ
れている。As shown in FIG. 4, a bearing metal 11 that supports the central shaft 4 is attached to the center of the partition wall 2, and a seal case 12 is fixed by bolts 13.
【0006】シールケース12内には、切羽側からの土
砂および泥水の侵入を防止するグランドパッキン14、
Uパッキン15およびグランドパッキン14を押えるガ
スケット16が取り付けられ、シールケース12のガス
ケット16側の端面にはカバー17がボルト18により
固定されている。In the seal case 12, a gland packing 14 for preventing intrusion of earth and sand and mud from the face side,
A gasket 16 for holding the U packing 15 and the gland packing 14 is attached, and a cover 17 is fixed to an end surface of the seal case 12 on the gasket 16 side by bolts 18.
【0007】上記構成において、カッタホイル5は油圧
モータ7により回転させられて地山Eの掘削を行い、掘
削された土砂19はカッタホイルの背面側に形成された
チャンバからスクリュコンベア10により後方へ搬出さ
れる。In the above structure, the cutter wheel 5 is rotated by the hydraulic motor 7 to excavate the natural ground E, and the excavated earth and sand 19 is carried out rearward from the chamber formed on the back side of the cutter wheel by the screw conveyor 10. You.
【0008】次に、従来技術によるシール保護形態を図
5を用いて説明する。中心軸4の外周面とシールケース
12および前後2段のUパッキン15−1、15−2で
囲まれた油室20に、シールケース12を貫通して設け
られた給油孔21の一端が開口しており、給油孔21の
他端は給油配管25を介して給油ポンプ24の吐出側に
接続され、給油ポンプ24の吸入側は吸入配管23を介
して油溜り22に接続される。また、給油配管25と吸
入配管23との間にはリリーフ弁26が接続されてい
る。一般的には、図3および図4に示すギヤケース3の
下部が油溜り22として利用され、駆動ギヤ歯面潤滑用
の油溜りを兼ねている。Next, a conventional seal protection mode will be described with reference to FIG. An oil chamber 20 surrounded by the outer peripheral surface of the central shaft 4, the seal case 12, and the U packings 15-1 and 15-2 in the front and rear two stages is opened at one end of an oil supply hole 21 provided through the seal case 12. The other end of the oil supply hole 21 is connected to a discharge side of an oil supply pump 24 via an oil supply pipe 25, and a suction side of the oil supply pump 24 is connected to an oil reservoir 22 via a suction pipe 23. Further, a relief valve 26 is connected between the oil supply pipe 25 and the suction pipe 23. Generally, the lower part of the gear case 3 shown in FIGS. 3 and 4 is used as an oil sump 22 and also serves as an oil sump for lubricating the tooth flanks of the drive gear.
【0009】給油ポンプ24を作動させると、油溜り2
2の潤滑油が給油配管25、給油孔21を通ってシール
段間の油室20に供給される。そして、油室20に潤滑
油が充満すると、油圧が上昇し、リリーフ弁26のセッ
ト圧を超えると、リリーフ弁26が作動して圧油を吸入
配管23側へ逃がす。今、リリーフ弁26のセット圧
を、前段のUパッキン15−1自体がもっている弾性復
元力と、切羽側からグランドパッキン14を越えて侵入
して来る土砂および泥水の圧力との和より低めに設定し
ておくと、通常、給油ポンプ24から吐出される潤滑油
は、シール(Uパッキン15−1、15−2)の摺動接
触面の界面潤滑に使用された微量漏れ分を除くほぼ全量
がリリーフ弁26を通して油溜り22に戻る。と同時
に、シール段間の油室20には常時潤滑油が一定圧力で
保持されることになり、その潤滑油によってUパッキン
15−1、15−2と中心軸4の摺動接触面は良好な潤
滑状態に保たれる。When the oil supply pump 24 is operated, the oil sump 2
The second lubricating oil is supplied to the oil chamber 20 between the seal stages through the oil supply pipe 25 and the oil supply hole 21. Then, when the oil chamber 20 is filled with the lubricating oil, the oil pressure rises, and when the set pressure of the relief valve 26 is exceeded, the relief valve 26 operates to release the pressure oil to the suction pipe 23 side. Now, the set pressure of the relief valve 26 should be lower than the sum of the elastic restoring force of the U packing 15-1 itself in the preceding stage and the pressure of the earth and sand and mud that enter from the face side over the gland packing 14. If set, the amount of the lubricating oil discharged from the oil supply pump 24 is almost all except for the minute leakage used for interfacial lubrication of the sliding contact surfaces of the seals (U packings 15-1 and 15-2). Returns to the oil reservoir 22 through the relief valve 26. At the same time, the lubricating oil is always held at a constant pressure in the oil chamber 20 between the seal stages, and the lubricating oil provides a good sliding contact surface between the U packings 15-1 and 15-2 and the central shaft 4. The lubrication state is maintained.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、ギヤ
ケース内の油溜りからシール段間の油室に常時供給され
る潤滑油によってシール摺動接触面の潤滑が行われるた
め、潤滑系の維持管理は容易であるが、給油ポンプの故
障や給油配管または吸入配管の油漏れによる油圧低下、
さらには中心軸とシールの摺動接触面の損傷による油漏
れ等の異常に対する配慮が欠けており、例えば給油ポン
プの故障や給油配管または吸入配管の破損による油漏れ
が生じて潤滑油圧が低下した場合でも、カッタホイルは
回り続けるため、油切れによるシールの発熱と異常摩
耗、発熱によるシールの変形、シールの摩耗、変形によ
って引き起こされる軸受部、ギヤケースなどの機械系へ
の土粒子の侵入、その結果、引き起こされる機械系各部
の損傷など、シールド工事の続行を不能にする重大な損
害を招来する可能性が高い。そして、一旦上記のような
障害が発生すると、その復旧には多大な日時を要し、シ
ールド工事の工期遅延など、大きな障害をもたらす可能
性がある。In the above-mentioned prior art, the lubrication of the seal sliding contact surface is performed by the lubricating oil constantly supplied from the oil sump in the gear case to the oil chamber between the seal stages, so that the lubrication system is maintained. It is easy to manage, but the oil pressure drops due to failure of the oil supply pump or oil leak in the oil supply pipe or suction pipe,
Furthermore, there is a lack of consideration for abnormalities such as oil leakage due to damage to the sliding contact surface between the central shaft and the seal.For example, oil leakage has occurred due to failure of the oil supply pump or damage to the oil supply pipe or suction pipe, resulting in a decrease in lubricating oil pressure. Even in this case, since the cutter wheel keeps rotating, heat generation and abnormal wear of the seal due to oil shortage, deformation of the seal due to heat generation, wear of the seal, intrusion of soil particles into mechanical systems such as bearings and gear cases caused by deformation, resulting There is a high possibility that serious damages such as damage to various parts of the mechanical system caused by preventing the continuation of the shield construction will be caused. Then, once the above-described failure occurs, it takes a long time to recover the failure, and there is a possibility that a major failure such as a delay in the construction period of the shield construction may be caused.
【0011】また、シールと中心軸のどちらかの摺動接
触面に当初から傷があるか、または掘進途中で傷が発生
した場合には、その隙間を通して潤滑油が外部に漏れ、
その漏れ量が通常の界面潤滑による潤滑油の漏れ分を上
回るため、油溜りの潤滑油が徐々に失われて、やがて油
溜りの油面が吸入配管の開口より低くなり、シール摺動
接触面の油切れを引き起こすとともに、この間にシール
および中心軸の摺動接触面の損傷が進行し、シール交換
など、復旧対策に多大な日時を要する事態に至る可能性
がある。Further, if any of the sliding contact surfaces of the seal and the central shaft has a flaw from the beginning, or flaws occur during the excavation, the lubricating oil leaks to the outside through the gap,
Since the amount of leakage exceeds the amount of leakage of lubricating oil due to normal interface lubrication, the lubricating oil in the oil sump is gradually lost, and eventually the oil level in the oil sump becomes lower than the opening of the suction pipe, and the seal sliding contact surface In addition to causing the oil to run out, the seal and the sliding contact surface of the central shaft may be damaged during this period, resulting in a situation in which a great deal of time is required for recovery measures such as seal replacement.
【0012】以上の説明はカッタホイルの中心軸シール
装置の例について記したが、チャンバ内の土砂や泥水を
攪拌するために用いられるアジテータの中心軸シール装
置においても同様の問題が生じる。Although the above description has been made with respect to an example of the center shaft sealing device of the cutter wheel, the same problem occurs in the center shaft sealing device of the agitator used for stirring earth and sand or muddy water in the chamber.
【0013】本発明の第1の目的は、シール段間に設け
た油室に常時潤滑油を供給するシールド掘進機の中心軸
シール装置において、潤滑油圧の低下によって引き起こ
される種々の障害を未然に、または軽度の段階で防止
し、シールド工事の工期遅延などの重大な損害を回避す
ることにある。A first object of the present invention is to prevent various obstacles caused by a decrease in lubricating oil pressure in a central shaft seal device of a shield machine that constantly supplies lubricating oil to an oil chamber provided between seal stages. Or at a mild stage to avoid significant damage such as delays in the construction of the shield.
【0014】また、本発明の第2の目的は、シール段間
に設けた油室に常時潤滑油を供給するシールド掘進機の
中心軸シール装置において、シールと中心軸のどちらか
の摺動接触面の損傷によって生じた油漏れを軽度の段階
でとらえて、以降の損傷の進行を防止し、シールド工事
の工期遅延などの重大な損害を回避することにある。A second object of the present invention is to provide a center shaft seal device for a shield machine, which constantly supplies lubricating oil to an oil chamber provided between seal stages, so that either the seal or the center shaft can be brought into sliding contact. An object of the present invention is to catch an oil leak caused by surface damage at a mild stage, to prevent the subsequent damage from advancing, and to avoid serious damage such as a delay in the construction period of a shield work.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記第1および第2の目
的を達成するために請求項1に記載の発明は、シール段
間の油室に潤滑油を供給する給油配管の途中に接続さ
れ、管内の潤滑油圧が異常に低下したときに油圧低下信
号を出力する圧力検出手段と、前記給油配管の給油孔近
傍に挿入され、管内の潤滑油流量が異常に増大したとき
に流量過大信号を出力する流量検出手段と、前記油圧低
下信号が入力されたとき、および油圧低下信号が入力さ
れなくても前記流量過大信号が入力されたときには警報
表示を指令したりカッタ停止を指令したりする信号処理
手段とを備えたことを特徴とする。In order to achieve the above first and second objects, the invention according to claim 1 is connected in the middle of an oil supply pipe for supplying lubricating oil to an oil chamber between seal stages. a pressure detecting means for outputting a hydraulic pressure drop signal when the lubricating oil pressure in the tube drops abnormally, the oil supply pipe oil supply hole near
When it is inserted nearby and the flow rate of lubricating oil in the pipe increases abnormally
Flow rate detecting means for outputting an excessive flow rate signal to the apparatus , and when the oil pressure decrease signal is inputted, and when the oil pressure decrease signal is inputted,
Even if it is not provided, it is provided with a signal processing means for instructing an alarm display or a cutter stop when the excessive flow rate signal is input .
【0016】[0016]
【0017】[0017]
【作用】圧力検出手段は給油配管の途中に接続され、管
内の潤滑油圧が異常に低下したとき、すなわち、給油ポ
ンプの故障、給油配管または吸込配管の破損などによっ
て正常時の規定油圧より低下したときに油圧低下信号を
出力する。また、流量検出手段は給油配管の給油孔近傍
に挿入され、管内の潤滑油流量が異常に増大したとき、
すなわちシール摺動接触面の界面潤滑による微量漏れ分
に相当する正常時の規定流量より増大したときに流量過
大信号を出力する。[Function] The pressure detecting means is connected in the middle of the oil supply pipe, and when the lubricating oil pressure in the pipe is abnormally decreased, that is, the oil pressure is lower than the normal value when the oil supply pump malfunctions or the oil supply pipe or suction pipe is damaged. Sometimes, a hydraulic pressure drop signal is output. Further, the flow rate detecting means is inserted in the vicinity of the oil supply hole of the oil supply pipe, and when the lubricating oil flow rate in the pipe abnormally increases,
That is, an excessive flow rate signal is output when the flow rate becomes larger than a normal flow rate corresponding to a minute leak due to interface lubrication of the seal sliding contact surface.
【0018】そして、油圧低下信号もしくは流量過大信
号のいずれか一方が入力されたときは、信号処理手段が
警報表示を指令したりカッタ停止を指令したりするの
で、油圧低下に到る前の軽度の段階でシールまたは中心
軸の摺動接触面の損傷の進行を防止することができる。 A low oil pressure signal or an excessive flow rate signal
Either when one is input No., the signal processing means or to direct the cutter or stop command an alarm display, sealing or center mild stage before reaching the oil pressure
It is possible to prevent the sliding contact surface of the shaft from being damaged.
【0019】[0019]
【0020】[0020]
【実施例】以下、本発明の実施例を図1および図2によ
り説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0021】図1は請求項1に対応する第1実施例のシ
ール部断面と潤滑油配管および電気系の信号の流れを示
す図、図2は請求項2に対応する第2実施例のシール部
断面と潤滑油配管および電気系の信号の流れを示す図
で、潤滑油配管は実線で、電気系の信号の流れは破線で
それぞれ示し、また図5と同一符号は同一部分を示す。
図1および図2において、シールケース12内には、土
砂シールとしての前後2段のUパッキン15−1、15
−2が取り付けられ、そのシール段間にカッタホイルを
取り付けた中心軸4、シールケース12およびUパッキ
ン15−1、15−2で囲まれた油室20が設けられて
いる。油室20内には、シールケース12を貫通して設
けられた給油孔21が開口しており、給油孔21の他端
は給油配管25を介して給油ポンプ24の吐出側に接続
され、給油ポンプ24の吸入側は吸入配管23を介して
油溜り22に接続される。また、給油配管25と吸入配
管23の間にはリリーフ弁26が接続されており、給油
配管25側の圧力がリリーフ弁26のセット圧を超える
と、圧油は吸入配管23側へ戻される。したがって、給
油ポンプ24が正常に作動しているときは、シール段間
の油室20に潤滑油がリリーフ弁26のセット圧に従っ
た規定圧力で充満した状態に保たれている。前段のUパ
ッキン15−1は油室20と反対側に開いた状態に、後
段のUパッキン15−2は油室20側に開いた状態にそ
れぞれ取り付けられており、これはグランドパッキン1
4を越えて来た土砂や泥水を軸受メタル11側に侵入さ
せないためである。したがって、通常は前段のUパッキ
ン15−1の開いた側に土砂や泥水の圧力がかかってお
り、またUパッキン自体も装着時の変形に体する弾性復
元力を持っているので、この弾性復元力と前記の土砂や
泥水の圧力との和よりもリリーフ弁26のセット圧を低
めに設定しておくことにより、通常、油室20からの潤
滑油の漏れはほとんどなく、しいてあげれば、Uパッキ
ン15−1、15−2と中心軸4の摺動接触面の界面潤
滑に使用された分が極く微量漏れるだけで、給油ポンプ
24から吐出された潤滑油のほぼ全量がリリーフ弁26
を通って吸入配管23側に戻り、油室20内に常時潤滑
油が一定圧力で充満した常態に保たれることになる。FIG. 1 is a view showing a cross section of a seal portion of a first embodiment corresponding to claim 1, and a flow of signals of a lubricating oil pipe and an electric system, and FIG. 2 is a seal of a second embodiment corresponding to claim 2. FIG. 6 is a diagram showing a cross-section of the part and a flow of signals of the lubricating oil pipe and the electric system. The lubricating oil pipe is shown by a solid line, the flow of the electric system signal is shown by a broken line, and the same reference numerals as in FIG.
In FIGS. 1 and 2, two front and rear U-packings 15-1 and 15-15 serving as earth and sand seals are provided in a seal case 12.
-2 is attached, and an oil chamber 20 surrounded by the central shaft 4 having a cutter wheel attached thereto, the seal case 12, and the U packings 15-1 and 15-2 is provided between the seal stages. An oil supply hole 21 that penetrates through the seal case 12 is opened in the oil chamber 20, and the other end of the oil supply hole 21 is connected to the discharge side of an oil supply pump 24 via an oil supply pipe 25 to provide oil supply. The suction side of the pump 24 is connected to the oil reservoir 22 via a suction pipe 23. A relief valve 26 is connected between the oil supply pipe 25 and the suction pipe 23. When the pressure on the oil supply pipe 25 side exceeds the set pressure of the relief valve 26, the pressure oil is returned to the suction pipe 23 side. Therefore, when the oil supply pump 24 is operating normally, the oil chamber 20 between the seal stages is kept filled with the lubricating oil at a specified pressure according to the set pressure of the relief valve 26. The U-packing 15-1 in the front stage is attached to the side opposite to the oil chamber 20 and the U-packing 15-2 in the rear stage is attached to the side close to the oil chamber 20.
This is to prevent dirt and muddy water that has passed over 4 from entering the bearing metal 11 side. Therefore, the pressure of earth and sand or muddy water is usually applied to the open side of the U packing 15-1 in the previous stage, and the U packing itself also has an elastic restoring force to be deformed when it is installed. By setting the set pressure of the relief valve 26 to be lower than the sum of the force and the pressure of the above-mentioned earth and sand or muddy water, there is usually almost no leakage of lubricating oil from the oil chamber 20. Almost all the amount of the lubricating oil discharged from the oil supply pump 24 is leaked by a very small amount of the amount used for the interfacial lubrication of the sliding contact surfaces of the U packings 15-1 and 15-2 and the central shaft 4 and the relief valve 26.
And returns to the suction pipe 23 side, so that the oil chamber 20 is always maintained in a normal state in which the lubricating oil is filled with a constant pressure.
【0022】今、仮に吸入配管23または給油配管25
に配管の接続部の隙間や配管の傷が発生して油漏れが生
じた場合、または給油ポンプ24の故障により吐出圧が
低下した場合を想定すると、当然油室20内に保持され
ていた潤滑油圧も低下する。図1に示す第1実施例およ
び図2に示す第2実施例では、この油圧低下に対処する
ため、給油配管25の途中に圧力検出手段27が接続さ
れている。Now, let us assume that the suction pipe 23 or the oil supply pipe 25 is used.
If it is assumed that oil leakage occurs due to a gap in the pipe connection or damage to the pipe, or that the discharge pressure is reduced due to failure of the oil supply pump 24, the lubrication held in the oil chamber 20 is naturally The oil pressure also drops. In the first embodiment shown in FIG. 1 and the second embodiment shown in FIG. 2, a pressure detecting means 27 is connected in the middle of the oil supply pipe 25 in order to cope with this decrease in oil pressure.
【0023】圧力検出手段27は、給油配管25内の潤
滑油圧を監視し、規定圧力より低下したときに油圧低下
信号を出力するもので、例えば規定圧以上か否かで接点
を開閉し、電気信号を発生する圧力スイッチが用いられ
る。また、圧力を電気信号に変換する圧力センサとその
出力信号を基準レベルと比較判定するコンパレータとで
構成してもよい。The pressure detecting means 27 monitors the lubricating oil pressure in the oil supply pipe 25 and outputs a hydraulic pressure decrease signal when the oil pressure falls below a specified pressure. A pressure switch that produces a signal is used. Alternatively, the pressure sensor may be composed of a pressure sensor that converts pressure into an electric signal and a comparator that compares the output signal with a reference level.
【0024】圧力検出手段27はシーケンサなどの信号
処理手段28の入力側に接続され、信号処理手段28の
出力側には、シールド制御盤に内蔵されたカッタ駆動制
御回路29、ブザーおよび表示灯を含み、シールド運転
席に単独設置または操作盤面に組み込まれた警報表示器
30が接続されている。The pressure detecting means 27 is connected to an input side of a signal processing means 28 such as a sequencer, and a cutter drive control circuit 29, a buzzer and an indicator lamp built in a shield control panel are provided on the output side of the signal processing means 28. In addition, an alarm indicator 30 independently installed in the shield driver's seat or incorporated in the operation panel is connected.
【0025】何らかの原因で給油配管25内の潤滑油圧
が規定圧より低下すると、圧力検出手段27から油圧低
下信号が出力され、信号処理手段28は、給油ポンプ2
4が運転状態にあるにも拘らず、油圧低下信号が入力さ
れた場合、カッタ駆動制御回路29にカッタ停止指令を
発し、カッタホイルの駆動を停止させると同時に、警報
表示器30に警報表示を指令し、運転者に油圧低下を報
知する。これにより、シール摺動接触面が油切れの事態
に至ることを防止でき、油圧低下の原因が給油ポンプの
故障または配管の油漏れであれば、ポンプ、配管の修理
のみで容易に復旧可能である。When the lubricating oil pressure in the oil supply pipe 25 falls below the specified pressure for some reason, a pressure decrease signal is output from the pressure detection means 27, and the signal processing means 28 causes the oil supply pump 2 to operate.
When the hydraulic pressure drop signal is input despite the fact that 4 is in the operating state, a cutter stop command is issued to the cutter drive control circuit 29 to stop the drive of the cutter wheel, and at the same time, an alarm display is issued to the alarm display 30. Then, the driver is informed of the decrease in hydraulic pressure. This prevents the seal sliding contact surface from running out of oil, and if the cause of low oil pressure is a malfunction of the oil supply pump or oil leak in the piping, it can be easily restored by repairing the pump and piping. is there.
【0026】次に、Uパツキン15−1、15−2と中
心軸4のどちらかの摺動接触面に当初から傷があるか、
または掘進途中で傷が発生した場合を想定すると、通常
の摺動接触面の界面潤滑に使用される微量漏れ分以外
に、摺動接触面の損傷部分の隙間からも油室20内の潤
滑油が外部に漏れることが考えられ。その漏れ量が油圧
低下を来たさない程度の量であった場合、油溜り22の
潤滑油が徐々に失われ、やがて吸入配管23の開口より
も油面が低くなったとき、初めて油圧低下として検出さ
れることになり、それまでにUパッキン15−1、15
−2または中心軸4の摺動接触面の損傷が進行し、シー
ル交換など、復旧対策に多大な日時を要する事態に至っ
てしまう可能性がある。図2に示す第2実施例では、こ
の問題にも対処できるように、給油配管25の給油孔2
1近傍に流量検出手段31が挿入されている。Next, whether any of the sliding contact surfaces of the U packings 15-1 and 15-2 and the center shaft 4 has scratches from the beginning,
Alternatively, assuming that a scratch occurs during excavation, in addition to the small amount of leakage used for normal interface lubrication of the sliding contact surface, the lubricating oil in the oil chamber 20 can be obtained from the gap of the damaged portion of the sliding contact surface. May leak to the outside. If the amount of leakage is such that the oil pressure does not decrease, the oil in the oil reservoir 22 is gradually lost, and when the oil level becomes lower than the opening of the suction pipe 23, the oil pressure decreases for the first time. And the U packings 15-1 and 15
-2 or the sliding contact surface of the central shaft 4 may be damaged, leading to a situation where a large amount of time is required for recovery measures such as replacement of a seal. In the second embodiment shown in FIG. 2, in order to cope with this problem,
A flow rate detecting means 31 is inserted in the vicinity of 1.
【0027】流量検出手段31は、給油配管25内の潤
滑油の流量を監視し、流量が規定値より増大したときに
流量過大信号を信号処理手段28へ出力するもので、例
えば管内に一端を回転自在に支持されたじゃま板を設
け、流量(流速)が規定値を超えたときに、流体の動圧
によりじゃま板が移動して接点を開閉し、電気信号を発
生する流量センサが用いられる。また、流量を電気信号
に変換する流量センサと、その出力信号を基準レベルと
比較判定するコンパレータとで構成してもよい。流量検
出手段31は、シールと中心軸の摺動接触面の損傷によ
り生じた油漏れを給油配管の油漏れとは区別して検出す
るため、給油孔21にできるだけ近い位置に設置され
る。この場合、検出対象となる潤滑油の流量は、前述し
たように正常時には極く微量であるため、流量の規定値
も極く小さい値である。したがって、正常時の流量を無
視すれば、流量検出手段31は単に流れの有無を判別す
る手段ということもできる。The flow rate detecting means 31 monitors the flow rate of the lubricating oil in the oil supply pipe 25 and outputs an excessive flow rate signal to the signal processing means 28 when the flow rate exceeds a specified value. A baffle plate rotatably supported is provided, and when the flow rate (flow velocity) exceeds a specified value, a baffle plate is moved by the dynamic pressure of the fluid to open and close contacts, and a flow rate sensor that generates an electric signal is used. . Further, it may be composed of a flow rate sensor for converting the flow rate into an electric signal and a comparator for comparing and judging the output signal with a reference level. The flow rate detecting means 31 is installed at a position as close as possible to the oil supply hole 21 in order to detect oil leakage caused by damage to the sliding contact surface between the seal and the central shaft separately from oil leakage of the oil supply pipe. In this case, since the flow rate of the lubricating oil to be detected is extremely small in the normal state as described above, the specified value of the flow rate is also a very small value. Therefore, if the normal flow rate is ignored, the flow rate detection means 31 can be simply regarded as a means for determining the presence or absence of flow.
【0028】本実施例では、油室20に供給される潤滑
油の流量が規定値より増大すると、油圧低下に至る前に
流量検出手段31から流量過大信号が出力される。(信
号処理手段28は、油圧低下信号が入力されなくても流
量過大信号が入力されたときは、警報表示器30に警報
表示指令を発し、運転者にシール部の異常を報知する。
それと同時に、カッタ駆動制御回路29にカッタ停止を
指令し、カッタホイルの駆動を停止させることもでき
る。シールド工事の都合により、カッタホイルを直ちに
停止させず、1リング掘進後、次の起動を停止させるこ
とも考えられる。本実施例によれば、シールと中心軸の
摺動接触面の損傷を軽度の段階でとらえることができる
ので、以降、シール段間に供給していた潤滑油をグリー
スに切り換えれば、シールおよび中心軸はそのまま使用
して、グリース自体の特性により漏れを止めるととも
に、土粒子の侵入を防止でき、その結果、摺動接触面の
損傷の進行を抑えられる。In this embodiment, when the flow rate of the lubricating oil supplied to the oil chamber 20 exceeds the specified value, the flow rate detecting means 31 outputs an excessive flow rate signal before the hydraulic pressure drops. (The signal processing means 28 issues an alarm display command to the alarm display 30 when the excessive flow rate signal is input even if the oil pressure decrease signal is not input, and notifies the driver of the abnormality of the seal portion.
At the same time, it is also possible to instruct the cutter drive control circuit 29 to stop the cutter to stop driving the cutter wheel. Due to the shield work, it is conceivable to stop the cutter wheel immediately after excavating one ring without immediately stopping the cutter wheel. According to the present embodiment, damage to the sliding contact surface between the seal and the central shaft can be detected at a light stage, and thereafter, if the lubricating oil supplied between the seal stages is switched to grease, the seal and the The central shaft can be used as it is to prevent leakage due to the characteristics of the grease itself and prevent intrusion of soil particles. As a result, the progress of damage to the sliding contact surface can be suppressed.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、シール段間に供給される潤滑油の圧力および
流量を常時監視して、油圧低下もしくは流量の異常な増
加が検出された時点で警報を表示したりカッタを停止さ
せたりできるので、油切れによるシールの発熱と異常摩
耗、発熱によるシールの変形、シールの摩耗、変形よっ
て起こる土粒子の侵入、土粒子の侵入によるシールおよ
び中心軸の異常摩耗の進行、その結果引き起こされる軸
受部、ギヤケースなどの機械系各部への土粒子の侵入、
これによる機械系各部の損傷を未然に、あるいは軽度の
段階で防止することができる。また、シールと中心軸の
摺動接触面の損傷によって生じた油漏れを潤滑油圧の低
下よりも早い段階でとらえて、以降の損傷の進行を防止
することができる。 As described above, according to the invention of claim 1, the pressure of the lubricating oil supplied between the seal stages and
Always monitor the flow rate to check if the oil pressure has dropped or the flow rate has increased abnormally.
When an addition is detected, an alarm can be displayed and the cutter can be stopped, so that heat and abnormal wear of the seal due to oil depletion, seal deformation due to heat generation, seal wear, dirt intrusion caused by deformation, dirt particles Of abnormal wear of the seal and the central shaft due to intrusion of soil, resulting in infiltration of soil particles into mechanical system parts such as bearings and gear cases.
Damage to each part of the mechanical system due to this can be prevented in advance or at a mild stage. In addition, the seal and the central shaft
Oil leakage caused by damage to the sliding contact surface is
Capture earlier than below to prevent further damage
can do.
【0030】[0030]
【0031】このように潤滑油圧の低下およびシールと
中心軸の摺動接触面の損傷によって生じた油漏れを早期
にとらえて以降のシール部および機械系各部の損傷の進
行を防止することで復旧工事が容易になり、それに要す
る期間も大幅に短縮され、シールド工事の工期遅延によ
る重大な損害を回避できるという効果がある。Thus, recovery is achieved by catching the oil leakage caused by the decrease of the lubricating oil pressure and the damage of the sliding contact surface between the seal and the central shaft at an early stage and preventing the subsequent damage of the seal part and each part of the mechanical system. The construction is facilitated, the time required for the construction is greatly reduced, and there is an effect that serious damage due to delay in the construction period of the shield construction can be avoided.
【図1】本発明の第1実施例のシール部断面と潤滑油配
管および電気系の信号の流れを示す図。FIG. 1 is a view showing a cross section of a seal portion and a flow of signals of a lubricating oil pipe and an electric system according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2実施例のシール部断面と潤滑油配
管および電気系の信号の流れを示す図。FIG. 2 is a diagram showing a cross section of a seal portion and a flow of signals of a lubricating oil pipe and an electric system according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明を適用するシールド掘進機の一例を示す
縦断面図。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an example of a shield machine to which the present invention is applied.
【図4】本発明の対象とするシール部(図3のA部)の
詳細断面図。FIG. 4 is a detailed cross-sectional view of a seal portion (A portion in FIG. 3) targeted by the present invention.
【図5】従来技術によるシール部断面と潤滑油配管を示
す図。FIG. 5 is a diagram showing a cross section of a seal portion and a lubricating oil pipe according to a conventional technique.
1…シールド本体、2…隔壁、4…中心軸、5…カッタ
ホイル、15−1,15−2…Uパッキン(シール)、
20…シール段間の油室、21…給油孔、24…給油ポ
ンプ、25…給油配管、27…圧力検出手段、28…信
号処理手段、29…カッタ駆動制御回路、30…警報表
示器、31…流量検出手段。1 ... Shield body, 2 ... Partition wall, 4 ... Central axis, 5 ... Cutter wheel, 15-1, 15-2 ... U packing (seal),
Reference Signs List 20: oil chamber between seal stages, 21: oil supply hole, 24: oil supply pump, 25: oil supply pipe, 27: pressure detection means, 28: signal processing means, 29: cutter drive control circuit, 30: alarm display, 31 ... Flow detection means.
Claims (1)
の隔壁を貫通し、カッタホイルまたはアジテータを取り
付けた中心軸との間を密封して切羽側からの土砂および
泥水の侵入を防止するシールド掘削機の中心軸シール装
置であって、中心軸外周面に沿ったシール段間に油室を
設け、この油室に給油孔を通して潤滑油を供給し、油室
内に常時潤滑油を充満させるようにしたものにおいて、
前記油室に潤滑油を供給する給油配管の途中に接続さ
れ、管内の潤滑油圧が異常に低下したとき、油圧低下信
号を出力する圧力検出手段と、前記給油配管の給油孔近
傍に挿入され、管内の潤滑油流量が異常に増大したとき
に流量過大信号を出力する流量検出手段と、前記油圧低
下信号が入力されたとき、および油圧低下信号が入力さ
れなくても前記流量過大信号が入力されたときは警報表
示を指令したりカッタ停止を指令したりする信号処理手
段とを備えたことを特徴とするシールド掘進機の中心軸
シール装置。1. A shield for sealing between a partition wall provided at a front portion of a shield body and a central shaft penetrating the partition wall and having a cutter wheel or an agitator attached thereto to prevent intrusion of earth and sand and mud from the face side. A center shaft sealing device for an excavator, wherein an oil chamber is provided between seal stages along a center shaft outer peripheral surface, lubricating oil is supplied to the oil chamber through an oil supply hole, and the oil chamber is always filled with lubricating oil. In what
A pressure detecting means, which is connected in the middle of the oil supply pipe for supplying lubricating oil to the oil chamber, outputs a hydraulic pressure decrease signal when the lubricating oil pressure in the pipe is abnormally decreased, and an oil supply hole near the oil supply pipe.
When the lubricating oil flow in the pipe is abnormally increased
Flow rate detecting means for outputting an excessive flow rate signal to the apparatus , and when the oil pressure decrease signal is inputted, and when the oil pressure decrease signal is inputted,
And a signal processing means for instructing an alarm display or instructing a cutter stop when the excessive flow rate signal is input .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3095183A JP2599840B2 (en) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | Central shaft sealing device for shield machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3095183A JP2599840B2 (en) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | Central shaft sealing device for shield machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04327696A JPH04327696A (en) | 1992-11-17 |
JP2599840B2 true JP2599840B2 (en) | 1997-04-16 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3095183A Expired - Fee Related JP2599840B2 (en) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | Central shaft sealing device for shield machine |
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CN113108727B (en) * | 2021-04-13 | 2022-09-23 | 中铁工程装备集团有限公司 | Shield machine and detection system for sensing central region deformation of cutter head of shield machine |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61155594A (en) * | 1984-12-28 | 1986-07-15 | 日立建機株式会社 | Cutter seal abrasion detector in shield excavator |
JP2594978B2 (en) * | 1987-10-14 | 1997-03-26 | 日立建機株式会社 | Lubrication device for seal |
-
1991
- 1991-04-25 JP JP3095183A patent/JP2599840B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH04327696A (en) | 1992-11-17 |
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