JP3089858B2 - Roller bit wear detector - Google Patents
Roller bit wear detectorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、トンネル掘削機のカッ
タヘッドに設けられるローラビットの摩耗検知装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for detecting wear of a roller bit provided on a cutter head of a tunnel excavator.
【0002】[0002]
【従来の技術】シールド掘進機は、筒体状のシールドフ
レームと、シールドフレームの前部に回転自在に設けら
れたカッタヘッドと、カッタヘッドの背面部に設けられ
たカッタ室とから主に構成されており、上記カッタヘッ
ドを回転させて地山を掘削し、その掘削土砂をカッタ室
に取り込み、それをスクリューコンベヤや排泥管等を介
してトンネル内に排出し、舟食い虫の如く地中を掘進す
るものである。2. Description of the Related Art A shield machine mainly comprises a cylindrical shield frame, a cutter head rotatably provided at a front portion of the shield frame, and a cutter chamber provided at a rear portion of the cutter head. The ground is excavated by rotating the cutter head, the excavated earth and sand is taken into the cutter room, and is discharged into the tunnel via a screw conveyor or a mud pipe, etc. It digs inside.
【0003】軟岩盤や巨礫などを掘削するシールド掘進
機やトンネル掘削機には、上記カッタヘッドの前面部
に、切羽側に突出させて実質的な掘削歯を構成する複数
のローラビットが取り付けられている。これらのローラ
ビットは、カッタヘッドの径方向に回転軸を有してお
り、カッタヘッドの回転に伴って切羽(軟岩盤)に食い
込んで切羽面上を周方向に転動し、地山を掘削するもの
である。[0003] A shield excavator or a tunnel excavator for excavating soft rock or boulders is provided with a plurality of roller bits which are formed on the front face of the cutter head and project to the face side to form substantial excavated teeth. ing. These roller bits have a rotation axis in the radial direction of the cutter head. As the cutter head rotates, it bites into the face (soft rock) and rolls in the circumferential direction on the face, excavating the ground. Is what you do.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、軟岩盤を長
距離掘削する際には、上記ローラビットが摩耗して掘削
能力が低下してくるので、摩耗したローラビットを交換
しなければならない。しかし、ローラビットは、カッタ
ヘッドの前面に切羽側に臨ませて設けられているので、
その摩耗状況を機体内側から検知することは容易ではな
く、ローラビットの交換時期を的確に判断することがで
きなかった。When excavating a soft rock mass over a long distance, the above-mentioned roller bit must be replaced because the roller bit is worn and the excavating ability is reduced. However, since the roller bit is provided on the front side of the cutter head facing the face side,
It was not easy to detect the state of wear from the inside of the fuselage, and it was not possible to accurately determine the time to replace the roller bit.
【0005】殊に、外周部に所定間隔を隔てて超硬チッ
プを鋳込んだタイプのローラビットでは、軟らかい超硬
チップ間が凹状に摩耗し硬い超硬チップ部が凸状に残る
ので、凸凹状に摩耗することとなる。この場合、摩耗量
を計測する位置が超硬チップ頂部かチップ間かで計測結
果が大きく異なってしまうので、その配慮が必要とな
る。[0005] In particular, in a roller bit of a type in which cemented carbide tips are cast at predetermined intervals on the outer peripheral portion, the gap between the soft cemented carbide chips is worn in a concave shape, and the hard cemented carbide tip portion remains in a convex shape. It will be worn in a shape. In this case, the measurement result greatly differs depending on whether the wear amount is measured at the top of the cemented carbide tip or between the tips.
【0006】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、ローラビットの摩耗状況を正確に検知できるロ
ーラビットの摩耗検知装置を提供することになる。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention, which has been made in view of the above circumstances, is to provide a roller bit wear detecting device capable of accurately detecting a roller bit wear state.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、カッタヘッドに、その径方向に回転軸を有
するローラビットを切羽側に臨ませて回転自在に設けた
トンネル掘削機において、カッタヘッドの内部に、切羽
と反対側のローラビットの刃先に対向させてその刃先に
当接するミニジャッキを出没自在に設ける共に、これら
ミニジャッキの突出量を見るための内視鏡を設けて構成
されている。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention relates to a tunnel excavator in which a cutter head is provided with a roller bit having a rotating shaft in a radial direction facing a face side so as to be rotatable. In the inside of the cutter head, mini-jacks are provided so as to be able to protrude and retract from the cutting edge of the roller bit on the opposite side to the cutting face so as to come into contact with the cutting edge, and an endoscope for observing the projecting amount of these mini-jacks is provided. It is configured.
【0008】[0008]
【作用】ローラビットの摩耗を検知するときには、カッ
タヘッド内に設けられたミニジャッキを突出させ、それ
らの先端をローラビットの刃先に当接させる。その状態
で、内視鏡によって各ミニジャッキの突出量を観察する
ことにより、ローラビットの摩耗状況が検知できる。When the wear of the roller bit is detected, the mini jacks provided in the cutter head are protruded, and their tips are brought into contact with the cutting edge of the roller bit. In this state, the wear state of the roller bit can be detected by observing the amount of protrusion of each mini jack with the endoscope.
【0009】このように摩耗状況を検知することによ
り、外周部に所定間隔を隔てて超硬チップを鋳込んだタ
イプのローラビットでも、その1ピッチ分に対し複数個
のミニジャッキを配置し、これらを突出・当接させるこ
とにより、凸凹状に摩耗するローラビット外周部の摩耗
状況を正確に検知できる。By detecting the state of wear in this way, a plurality of mini jacks can be arranged for one pitch even for a roller bit of a type in which a cemented carbide tip is cast on the outer peripheral portion at a predetermined interval. By protruding and abutting these, it is possible to accurately detect the wear state of the outer peripheral portion of the roller bit that is worn in an uneven manner.
【0010】[0010]
【実施例】本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明
する。An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
【0011】図1は、軟岩盤用シールド掘進機のカッタ
ヘッド1の部分側断面図を示すものである。このカッタ
ヘッド1は、図示しない筒体状のシールドフレームの前
部に回転自在に設けられており、カッタモータによって
回転駆動されるようになっている。図示するように、カ
ッタヘッド1の切羽2に臨む前面部3は円弧状に成形さ
れており、そこにブラケット4を介してローラビット5
が回転自在に設けられている。ローラビット5は、円筒
部5aと円板部5bとが同軸に重なった形状に一体成形
されており、円板部5bの外周部に切羽2を掘削する刃
部6が形成されている。刃部6には、その外周に沿って
図2に示すように所定間隔を隔てて超硬チップ7が鋳込
まれている。かかるローラビット5は、その回転軸8が
カッタヘッド1の径方向に沿って配置されており、カッ
タヘッド1の回転に伴って上記円板部5bの刃部6が切
羽2(軟岩盤)に食い込んで切羽2面上を周方向に転動
するようになってる。FIG. 1 is a partial sectional side view of a cutter head 1 of a shield excavator for soft rock. The cutter head 1 is rotatably provided at the front of a cylindrical shield frame (not shown), and is rotatably driven by a cutter motor. As shown in the figure, a front portion 3 facing the face 2 of the cutter head 1 is formed in an arc shape, and a roller bit 5 is attached thereto via a bracket 4.
Are provided rotatably. The roller bit 5 is integrally formed in a shape in which a cylindrical portion 5a and a disk portion 5b are coaxially overlapped, and a blade portion 6 for excavating the face 2 is formed on an outer peripheral portion of the disk portion 5b. Carbide tips 7 are cast in the blade portion 6 at predetermined intervals along the outer periphery as shown in FIG. The roller bit 5 has a rotating shaft 8 arranged along the radial direction of the cutter head 1, and with the rotation of the cutter head 1, the blade portion 6 of the disk portion 5 b moves to the cutting face 2 (soft rock) as the cutter head 1 rotates. It bites and rolls on the face 2 in the circumferential direction.
【0012】カッタヘッド1の内部には、切羽2と反対
側のローラビット5の刃部6に対向させて、その刃先に
当接する三本のミニジャッキ9が出没自在に設けられて
いる。これらのミニジャッキ9は、図2に示すように、
超硬チップ7の取り付けピッチの1ピッチ分に対して三
本設けられる。これらミニジャッキ9は、共通のケーシ
ング10内に出没自在に収容されており、ローラビット
5と反対側の端部にそれぞれフランジ11を有してい
る。これらフランジ11の上面にはケーシング10内に
収容されたバネ12が当接されており、バネ12によっ
て各ミニジャッキ9が引込方向(図中下方向)に付勢さ
れている。上記ケーシング10には内部に油圧を供給す
るための圧力油入口13が設けられており、この圧力油
入口13からケーシング10内部に油圧が供給される
と、各ミニジャッキ9がローラビット5側に突出するよ
うになっている。また、ミニジャッキ9のローラビット
5側の端部は、多段に縮径された段差形状に成形されて
いる。この段差部14は、後述する内視鏡15によって
ミニジャッキ9の突出量を目読しやすくする立体目盛り
として機能する。Inside the cutter head 1, there are provided three mini jacks 9 which are opposed to the blade portion 6 of the roller bit 5 on the side opposite to the face 2 and which come into contact with the blade edge so as to be able to protrude and retract. These mini jacks 9, as shown in FIG.
Three pieces are provided for one mounting pitch of the carbide tips 7. The mini jacks 9 are housed in a common casing 10 so as to be able to protrude and retract, and have a flange 11 at an end opposite to the roller bit 5. A spring 12 accommodated in the casing 10 is in contact with the upper surface of the flange 11, and the mini jack 9 is urged by the spring 12 in the retraction direction (downward in the drawing). The casing 10 is provided with a pressure oil inlet 13 for supplying oil pressure to the inside. When oil pressure is supplied from the pressure oil inlet 13 to the inside of the casing 10, each mini jack 9 is moved to the roller bit 5 side. It is designed to protrude. The end of the mini jack 9 on the roller bit 5 side is formed in a stepped shape having a diameter reduced in multiple steps. The step portion 14 functions as a three-dimensional scale that makes it easy to read the amount of protrusion of the mini jack 9 by an endoscope 15 described later.
【0013】内視鏡15は、図1に示すように、上記ミ
ニジャッキ9とローラビット刃部6との間隙に臨ませ
て、カッタヘッド1の内部にブラケット16を介して設
けられている。この内視鏡15は、ローラビット円板部
5bに直交して、カッタヘッド1の内径側に位置して設
けられている。この内視鏡15は、図3に示すように格
納筒17の内部に検視部18が収容されて主に構成され
ている。格納筒17の前部には、検視部18を保護する
ための強化ガラス19がガラス押え20によって取り付
けられており、内視鏡15全体が耐水圧構造になってい
る。また、格納筒17の内部には、強化ガラス19の内
面が曇ることを防止するため、乾燥剤21が充填されて
いる。この乾燥剤21の代わりにスペースヒータ(図示
せず)を設けて強化ガラス19の曇り止めを図ってもよ
い。内視鏡18のケーブル22は、格納筒17からカッ
タヘッド1のセンターロータリジョイント(図示せず)
まで、耐外水圧性を有する保護管23に収められてい
る。図中、24は検視部18を振動から保護する衝材、
25は仕切板、26はシリコン充填材である。As shown in FIG. 1, the endoscope 15 is provided inside the cutter head 1 via a bracket 16 so as to face the gap between the mini jack 9 and the roller bit blade 6. The endoscope 15 is provided on the inner diameter side of the cutter head 1 perpendicular to the roller bit disk portion 5b. As shown in FIG. 3, the endoscope 15 mainly includes a storage tube 17 in which a viewing unit 18 is housed. A tempered glass 19 for protecting the examination section 18 is attached to a front portion of the storage tube 17 by a glass presser 20, and the entire endoscope 15 has a water pressure resistant structure. The inside of the storage tube 17 is filled with a desiccant 21 to prevent the inner surface of the tempered glass 19 from fogging. A space heater (not shown) may be provided instead of the desiccant 21 to prevent the tempered glass 19 from fogging. The cable 22 of the endoscope 18 is connected to the center rotary joint (not shown) of the cutter head 1 from the storage tube 17.
Up to a protective tube 23 having an external water pressure resistance. In the figure, reference numeral 24 denotes an impact material for protecting the inspection unit 18 from vibration;
25 is a partition plate, 26 is a silicon filler.
【0014】内視鏡15の強化ガラス19の前面は、図
1に示すように摺動板27によって覆われており、強化
ガラス19が掘削ズリのためにスリ傷等が生じないよう
に保護されている。摺動板27は、図4に示すようにバ
ネ28により引き込まれ油圧により押し出される単動ジ
ャッキ29に、ブラケット30を介して接続されてい
る。この構成よれば、摺動板27は、通常時には単動ジ
ャッキ29がバネ28の付勢力によって没入状態になる
ので強化ガラス19を覆い、給油孔31より油圧が供給
されると単動ジャッキ29が伸長して突出状態になるの
で内視鏡15の視界外へ移動することになる。図中、3
2はブラケット30の移動を案内するガイドロッドであ
る。The front surface of the tempered glass 19 of the endoscope 15 is covered with a sliding plate 27 as shown in FIG. 1 so that the tempered glass 19 is protected from being scratched due to excavation slips. ing. The sliding plate 27 is connected via a bracket 30 to a single-acting jack 29 which is pulled in by a spring 28 and pushed out by hydraulic pressure as shown in FIG. According to this configuration, the sliding plate 27 normally covers the tempered glass 19 because the single-acting jack 29 is immersed by the urging force of the spring 28, and when the hydraulic pressure is supplied from the oil supply hole 31, the single-acting jack 29 is moved. Since the endoscope 15 is extended and protruded, the endoscope 15 moves out of the field of view. In the figure, 3
2 is a guide rod for guiding the movement of the bracket 30.
【0015】図1に示すように内視鏡15の強化ガラス
19に対向する位置には、強化ガラス19の表面を洗浄
するための水噴射ノズル33が設けられている。水噴射
ノズル33は、カッタヘッド1の外周側にブラケット3
4を介して取り付けられており、内視鏡15と同軸上に
配置されている。As shown in FIG. 1, a water jet nozzle 33 for cleaning the surface of the tempered glass 19 is provided at a position of the endoscope 15 facing the tempered glass 19. The water injection nozzle 33 is provided on the outer peripheral side of the cutter head 1 with the bracket 3.
4 and is arranged coaxially with the endoscope 15.
【0016】以上の構成からなる本実施例の作用につい
て述べる。The operation of this embodiment having the above configuration will be described.
【0017】ローラビット5の刃部6の摩耗を検知する
ときには、先ずカッタヘッド1の回転を止める。次に、
単動ジャッキ29に油圧を供給し、摺動板27を内視鏡
15の強化ガラス19の前面からその視界外へと移動さ
せる。そして、水噴射ノズル33から強化ガラス19の
前面へ向けて水を噴射し、強化ガラス19の表面を洗浄
する。その後、カッタヘッド1内に設けられた三本のミ
ニジャッキ9を突出させ、それらの先端をローラビット
5の刃部6に当接させる。When the wear of the blade 6 of the roller bit 5 is detected, first, the rotation of the cutter head 1 is stopped. next,
Hydraulic pressure is supplied to the single-acting jack 29 to move the sliding plate 27 from the front surface of the tempered glass 19 of the endoscope 15 to outside the field of view. Then, water is sprayed from the water spray nozzle 33 toward the front surface of the tempered glass 19 to clean the surface of the tempered glass 19. Thereafter, the three mini jacks 9 provided in the cutter head 1 are made to protrude, and their tips are brought into contact with the blade portions 6 of the roller bits 5.
【0018】その状態で、洗浄された強化ガラス19越
しに、内視鏡15によって各ミニジャッキ9の突出量を
観察する。このとき、ミニジャッキ9の先端には段差部
14が設けられているので、各ジャッキ9の突出状態が
観察しやすい。また、観察をさらに容易にするため、格
納筒17の内部に前方を照らすライトを設けてもよい。
これにより、ローラビット5とミニジャッキ9との初期
隙間に対し、ローラビット5の摩耗に伴う隙間の増加を
ミニジャッキ9の移動量の増加として内視鏡15によっ
て目読することができる。In this state, the projection amount of each mini jack 9 is observed by the endoscope 15 through the cleaned tempered glass 19. At this time, since the step portion 14 is provided at the tip of the mini jack 9, the protruding state of each jack 9 can be easily observed. Further, in order to further facilitate observation, a light illuminating the front may be provided inside the storage tube 17.
Thereby, the endoscope 15 can visually read the increase in the gap due to the wear of the roller bit 5 as the increase in the amount of movement of the mini jack 9 with respect to the initial gap between the roller bit 5 and the mini jack 9.
【0019】このようにローラビット5の摩耗状況を検
知することにより、図2に示すように外周部に所定間隔
を隔てて超硬チップ7を鋳込んだタイプのローラビット
5でも、その1ピッチ分に対し三本のミニジャッキ9を
突出・当接させることにより、凸凹状に摩耗するローラ
ビット5の外周部(刃部6)の摩耗状況を正確に検知で
きる。By detecting the wear state of the roller bit 5 as described above, even the roller bit 5 of the type in which the carbide tips 7 are cast at a predetermined interval on the outer peripheral portion as shown in FIG. By protruding and abutting the three mini jacks 9 on the minute, it is possible to accurately detect the abrasion state of the outer peripheral portion (the blade portion 6) of the roller bit 5 that is worn in an uneven manner.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ロ
ーラビットの摩耗状況を映像として正確に遠隔検知でき
るので、ローラビットの寿命や交換時期などを安全に的
確に判断することができる。As described above, according to the present invention, the wear state of the roller bit can be accurately and remotely detected as an image, so that the life and the replacement time of the roller bit can be safely and accurately determined.
【図1】本発明の一実施例を示すローラビットの摩耗検
知装置の説明図である。FIG. 1 is an explanatory view of a roller bit wear detecting device according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のII-II 線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.
【図3】上記摩耗検知装置を構成する内視鏡の断面図で
ある。FIG. 3 is a sectional view of an endoscope constituting the wear detecting device.
【図4】上記内視鏡の前面に設けられる摺動板の説明図
である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a sliding plate provided on a front surface of the endoscope.
1 カッタヘッド 2 切羽 5 ローラビット 6 刃先としての刃部 9 ミニジャッキ 8 回転軸 15 内視鏡 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cutter head 2 Face 5 Roller bit 6 Blade part as a cutting edge 9 Mini jack 8 Rotation axis 15 Endoscope
Claims (1)
有するローラビットを切羽側に臨ませて回転自在に設け
たトンネル掘削機において、カッタヘッドの内部に、切
羽と反対側のローラビットの刃先に対向させてその刃先
に当接するミニジャッキを出没自在に設ける共に、これ
らミニジャッキの突出量を見るための内視鏡を設けたこ
とを特徴とするローラビットの摩耗検知装置。1. A tunnel excavator in which a roller bit having a rotation axis in a radial direction thereof faces a face of a cutter head and is rotatably provided on the cutter head. A wear detecting device for a roller bit, wherein a mini jack is provided so as to be able to protrude and retract so as to be opposed to the cutting edge and abut on the cutting edge, and an endoscope is provided for observing the projecting amount of the mini jack.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27186792A JP3089858B2 (en) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Roller bit wear detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP27186792A JP3089858B2 (en) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Roller bit wear detector |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH06117188A JPH06117188A (en) | 1994-04-26 |
JP3089858B2 true JP3089858B2 (en) | 2000-09-18 |
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ID=17506006
Family Applications (1)
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JP27186792A Expired - Fee Related JP3089858B2 (en) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Roller bit wear detector |
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JP (1) | JP3089858B2 (en) |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
JP5400522B2 (en) | 2009-08-04 | 2014-01-29 | 川崎重工業株式会社 | Wear detection device for components in cutter head and tunnel excavator provided with the same |
-
1992
- 1992-10-09 JP JP27186792A patent/JP3089858B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH06117188A (en) | 1994-04-26 |
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