JP4420291B2 - Abnormality detection device in agitator mixer of soil improvement machine - Google Patents
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Description
本発明は土質改良機の撹拌ミキサに関するものであり、特に、土質改良機の撹拌ミキサにおける負荷状態の異常を検知する異常検知装置に関するものである。 The present invention relates to an agitation mixer for a soil conditioner, and more particularly to an abnormality detection device that detects an abnormality in a load state in the agitation mixer of a soil conditioner.
従来、埋め立て地等の軟弱地盤に土木建築等の構造物を建設する際、軟弱地盤に固化剤を撒布して脱水し、締め固めにより地盤を改良することが行われて来た。しかし、この方法は、土が水分の多い粘土や粘性のある土質の場合、十分な支持力が得られないことや、土が乾いたときに埃が多く出るという問題等があった。 Conventionally, when constructing a structure such as a civil engineering building on soft ground such as landfill, it has been practiced to spread the solidifying agent on the soft ground, dehydrate it, and improve the ground by compaction. However, this method has a problem that when the soil is clay having a high water content or a viscous soil, sufficient support force cannot be obtained, and a lot of dust is generated when the soil is dried.
このような問題を解決するために、現在では、軟弱地盤を掘削し、ここで掘削した土に土質改良剤を混ぜて土質の改良を行い、この改良処理をした土を再び建設箇所に戻す方法も行われており、そのための土質改良機も知られている。 In order to solve such problems, a method of excavating soft ground, mixing soil improver with the excavated soil, improving the soil quality, and returning the improved soil to the construction site again. Soil improvement machines for this purpose are also known.
例えば、ベルトコンベアで送られて来る泥土と土質改良剤を、羽根の回転により混合・撹拌処理する撹拌ミキサを有し、該撹拌ミキサは、ベルトコンベアの流れ方向に略90度をなす角度で設けられた羽根と、該羽根を一体回転可能に取り付けた撹拌軸と、該撹拌軸に継ぎ手を介して動力連結された駆動モータを備え、該駆動モータの回転で撹拌軸と羽根を一体に回転させるようにした土質改良機が知られている(特許文献1参照)。
特許文献1記載の土質改良機の撹拌ミキサは、従動部側における羽根に異物等を噛み込んだ場合、過負荷状態となるが駆動モータは回転を継続しようとするため、従動部側における回転羽根の破損や、従動部側から駆動部側に過負荷トルクが加えられて駆動モータの焼損が生じることがある。また、撹拌ミキサへ原料の送り込みを継続するので、攪拌ミキサの閉塞及びその閉塞により原料の供給側も送り込み不能の異常を引き起こしてしまい、土質改良機全体の異常に繋がる虞があった。 The agitating mixer of the soil improvement machine described in Patent Document 1 is overloaded when foreign matter or the like is caught in the blade on the driven portion side, but the drive motor tries to continue rotation, so the rotating blade on the driven portion side. Or overload torque is applied from the driven portion side to the drive portion side, and the drive motor may be burned out. In addition, since the feed of the raw material to the agitating mixer is continued, the clogging of the agitating mixer and the clogging of the agitation mixer may cause an abnormality that prevents the feeding of the raw material, leading to an abnormality of the entire soil improvement machine.
このため、従動部と駆動部の間に過負荷保護装置を設け、軸トルクが所定値以上になって過負荷状態になった場合は、該過負荷保護装置に設けられた摩擦板で滑りを発生させてトルクの上昇を抑えるように構成することが考えられる。しかし、該過負荷保護装置により、従動部側と駆動部側の保護はできるが、過負荷保護装置の摩擦板が消耗してくるとすべり量が徐々に大きくなり、そのまま放置すると過負荷保護装置における初期設定の伝達トルクを保持できなくなる。 For this reason, an overload protection device is provided between the driven unit and the drive unit, and when the shaft torque becomes a predetermined value or more and an overload state occurs, the friction plate provided in the overload protection device slips. It is conceivable to configure such that the increase in torque is suppressed. However, the overload protection device can protect the driven portion side and the drive portion side. However, when the friction plate of the overload protection device is consumed, the slip amount gradually increases. The initial set transmission torque at cannot be maintained.
そこで、従動部側が過負荷状態になると過負荷保護装置に設けられた摩擦板で滑りを発生させるように構成し、そして、過負荷保護装置の摩擦板の消耗度を検知して過負荷保護装置における初期設定の伝達トルクを保持できるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。 Therefore, when the driven part is overloaded, the friction plate provided in the overload protection device is configured to generate slip, and the overload protection device detects the degree of wear of the friction plate of the overload protection device. Therefore, there is a technical problem to be solved in order to be able to maintain the initially set transmission torque, and the present invention aims to solve this problem.
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、羽根と一体に回転する撹拌軸を有する従動部と、前記撹拌軸に回転を付与する駆動部とを備え、前記羽根の回転により、土と土質改良剤を混合・撹拌処理する土質改良機の撹拌ミキサにおいて、前記従動部と前記駆動部の間に過負荷保護装置を設け、軸トルクが所定値以上になって過負荷状態になると、前記過負荷保護装置に設けられた摩擦板で滑りを発生させるように構成し、さらに、前記過負荷保護装置の駆動部側の回転状態を検出するセンサと、前記過負荷保護装置の従動部側の回転状態を検出するセンサを設け、前記従動部側のセンサの検出信号に基づいて過負荷状態を検知するとともに、前記駆動部側および従動部側の双方のセンサの検出信号に基づいて求められる駆動部側および従動部側の夫々の回転累積量の差によって前記過負荷保護装置の摩擦板の消耗度を検知する信号処理手段を備えたことを特徴とする土質改良機の撹拌ミキサにおける異常検知装置を提供する。 The present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1 includes a driven portion having a stirring shaft that rotates integrally with a blade, and a drive portion that imparts rotation to the stirring shaft. In a stirring mixer of a soil improvement machine that mixes and stirs soil and a soil conditioner by rotation of the blade, an overload protection device is provided between the driven portion and the drive portion, and the shaft torque is a predetermined value. When the overload state is as described above, the friction plate provided in the overload protection device is configured to cause slippage, and further, a sensor that detects the rotational state of the drive unit side of the overload protection device; A sensor for detecting a rotation state of the driven portion side of the overload protection device, detecting an overload state based on a detection signal of the sensor on the driven portion side, and both the driving portion side and the driven portion side The detection signal of the sensor Stirring the soil improvement machine, characterized by comprising a signal processing means for detecting the degree of wear of the friction plates of Zui by the overload protection device by the difference in rotation cumulative amount of each of the driver side and driven side sought An abnormality detection device for a mixer is provided.
この構成によれば、軸トルクが所定値以上になって過負荷状態になると、過負荷保護装置に設けられた摩擦板で滑りが発生して従動部と駆動部の連結が外され、従動部側は回転を停止する。そして、過負荷保護装置の従動部側に設置したセンサの検出信号に基づいて過負荷状態であることを検知する。また、過負荷保護装置の駆動部および従動部側の双方のセンサの検出信号に基づいて前記過負荷保護装置の摩擦板の回転量のずれを検出し、該回転量のずれから摩擦板の消耗度を検知する。 According to this configuration, when the shaft torque becomes a predetermined value or more and an overload state occurs, the friction plate provided in the overload protection device slips, and the driven unit and the drive unit are disconnected, and the driven unit The side stops rotating. And it detects that it is an overload state based on the detection signal of the sensor installed in the driven part side of the overload protection device. Further, based on the detection signals of the sensors on both the drive unit and the driven unit side of the overload protection device, the deviation of the rotation amount of the friction plate of the overload protection device is detected, and the friction plate is consumed from the deviation of the rotation amount. Detect the degree.
本発明は、上述したように、例えば羽根が異物等を噛み込んで従動部側に過負荷トルクが発生すると、過負荷保護装置に設けられた摩擦板で滑りを発生させて駆動部側及び従動部側の双方を保護することができる。また、前記摩擦板の回転量のずれから摩擦板の消耗度を検知して、過負荷保護装置の初期設定を再設定する時期や摩擦板を新品に交換する時期を判定することができる。 As described above, according to the present invention, for example, when an overload torque is generated on the driven portion side due to the blades biting foreign matter or the like, the friction plate provided in the overload protection device generates a slip to drive the driven portion side and the driven portion. Both sides can be protected. Further, it is possible to detect the degree of wear of the friction plate from the deviation of the rotation amount of the friction plate, and determine when to reset the initial setting of the overload protection device and when to replace the friction plate with a new one.
以下、本発明の土質改良機の撹拌ミキサについて、好適な実施例をあげて説明する。従動部側が過負荷状態になると過負荷保護装置に設けられた摩擦板で滑りを発生させるように構成し、そして、過負荷保護装置の摩擦板の消耗度を検知して過負荷保護装置における初期設定の伝達トルクを保持できるようにするという目的を達成するために、羽根と一体に回転する撹拌軸を有する従動部と、前記撹拌軸に回転を付与する駆動部とを備え、前記羽根の回転により、土と土質改良剤を混合・撹拌処理する土質改良機の撹拌ミキサにおいて、前記従動部と前記駆動部の間に過負荷保護装置を設け、軸トルクが所定値以上になって過負荷状態になると、前記過負荷保護装置に設けられた摩擦板で滑りを発生させるように構成し、さらに、前記過負荷保護装置の駆動部側の回転状態を検出するセンサと、前記過負荷保護装置の従動部側の回転状態を検出するセンサを設け、前記従動部側のセンサの検出信号に基づいて過負荷状態を検知するとともに、前記駆動部側および従動部側の双方のセンサの検出信号に基づいて求められる駆動部側および従動部側の夫々の回転累積量の差によって前記過負荷保護装置の摩擦板の消耗度を検知する信号処理手段を備えたことにより実現した。 Hereinafter, the stirring mixer of the soil conditioner of the present invention will be described with reference to preferred embodiments. When the driven part is overloaded, the friction plate provided in the overload protection device is configured to generate slip, and the degree of wear of the friction plate of the overload protection device is detected to detect the initial level in the overload protection device. In order to achieve the object of maintaining the set transmission torque, the rotor includes a driven portion having a stirring shaft that rotates integrally with the blade, and a drive portion that imparts rotation to the stirring shaft, and the rotation of the blade. In the agitator mixer of the soil conditioner for mixing and agitating the soil and the soil conditioner, an overload protection device is provided between the driven unit and the drive unit, and the shaft torque becomes a predetermined value or more and an overload state is established. Then, the friction plate provided in the overload protection device is configured to generate a slip, and further, a sensor for detecting a rotation state on the drive unit side of the overload protection device, and the overload protection device Follower side A sensor for detecting the rotational state is provided, along with detecting the overload state based on a detection signal of the sensor of the driven side, it is determined based on the detection signal of both sensor of the driver side and driven side drive This is realized by providing a signal processing means for detecting the degree of wear of the friction plate of the overload protection device based on the difference in the accumulated amount of rotation between the part side and the driven part side .
図1は、本発明の一実施例である土質改良機の撹拌ミキサの側面図である。同図に示すように、攪拌ミキサ1は、固定基台2の上側に、底部が開放された函体3が固設されている。また、函体3の底部に近接して土質改良機における土搬送用のベルトコンベア4が設けられている。
FIG. 1 is a side view of an agitating mixer of a soil improvement machine according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the stirring mixer 1 is provided with a
函体3の内部には、ベルトコンベア4の流れ方向(土及び土質改良剤等原料の移動方向)に対して略90度をなす角度で撹拌軸6を設け、該撹拌軸6に複数個の撹拌用の羽根7,7…を一体回転可能に取り付けている。撹拌軸6は函体3の左右両側面を貫通して、該函体3の左右両側に突出しており、該函体3から突出している両端が、固定基台2に軸受8,8を介して回転可能に支持されている。
Inside the
図2は、撹拌用の羽根7の構造例を示す拡大詳細図である。同図において、羽根7は、撹拌軸6の周面に、ホルダー9を介して、複数のブレード10,10…が放射状に固設されている。
FIG. 2 is an enlarged detail view showing a structural example of the stirring blade 7. In the figure, the blade 7 has a plurality of
図3は、要部を示す拡大詳細図である。同図において、撹拌軸6の一端側には、過負荷保護装置11を介して、電動モータ12が動力連結されている。駆動部である電動モータ12は、従動部側となる撹拌軸6に回転駆動力を付与する。
FIG. 3 is an enlarged detail view showing a main part. In the figure, an
過負荷保護装置11は、駆動部側となる電動モータ12のモータ軸13と一体回転可能に取り付けている駆動側ハブ14と、従動部側となる撹拌軸6と一体回転可能に取り付けている従動側ハブ15と、該駆動側ハブ14と該従動側ハブ15との間に設けられている摩擦板(図示せず)等で構成されている。
The
そして、過負荷保護装置11は、上記摩擦板の摩擦保持力よりも小さい軸トルクが、従動部側と駆動部側との間に働いているときには、従動部側と駆動部側とが互いに動力連結し合って一体的に回転する。反対に、摩擦板の摩擦保持力よりも大きい軸トルク、すなわち過負荷状態の軸トルクが生じると、摩擦板が滑り(スリップ)を起こして空転し、従動部側と駆動部側との間の動力連結を断つようになっている。なお、ここで述べる摩擦板の空転とは、摩擦板内部に生ずる滑り(スリップ)による空転、及び摩擦板と従動部との間に生ずる滑りによる空転、摩擦板と駆動部との間に生ずる滑りによる空転のいずれをも含むものである。また、摩擦板による摩擦保持力の大きさは、設定により調整できる。
And when the axial torque smaller than the friction holding force of the friction plate is acting between the driven unit side and the driving unit side, the
また、過負荷保護装置11の従動部側には、従動側ハブ15の回転状態を検出して対応した信号を出力する従動部側センサ16を設け、過負荷保護装置11の駆動部側には、駆動側ハブ14の回転状態を検出して対応した信号を出力する駆動側センサ17を設けている。本実施例では双方のセンサ16,17が近接スイッチにて構成されている。
Further, on the driven portion side of the
例えば、従動部側センサ16について説明すれば、図4に示すように、従動側ハブ15には、従動ハブ15と一体に回転する半円弧状の被検出片23が装着されており、前記従動部側センサ16の先端部をこの被検出片23の円周部に近接させた状態で固定基台2に取り付けてある。そして、被検出片23が従動側ハブ15と一体に回転して、被検出片23が従動部側センサ16の直前を横切るたびに、従動部側センサ16から断続的に波形信号が出力される。
For example, the driven
駆動部側センサ17については、図示はしないが、駆動側ハブ14と一体に回転する半円弧状の被検出片が装着されており、前記駆動部側センサ17の先端部をこの被検出片の円周部に近接させた状態で固定基台2に取り付けてある。そして、被検出片が駆動部側ハブ14と一体に回転して、被検出片が駆動部側センサ17の直前を横切るたびに、駆動部側センサ17から断続的に波形信号が出力される。
Although not shown, the drive unit side sensor 17 is mounted with a semicircular arc detected piece that rotates integrally with the
したがって、双方のセンサ16,17から出力される波形信号を分析することにより、駆動部側ハブ14と従動部側ハブ15との間に設けられた摩擦板の滑り量を検出することができる。例えば、電動モータ12が定速回転されている状態において、過負荷保護装置11内に摩擦板による滑りがなく、駆動部側と従動部側とが1対1で回転していれば、双方のセンサ16,17から一定周期の波形信号が出力される。これに対して、過負荷が生じて過負荷保護装置11内の摩擦板に滑りが発生すると、センサ16,17から出力される波形信号に大きな変動が発生し、あるいは、波形信号が出力されなくなる。このように、双方のセンサ16,17の波形信号の変化から後述する信号処理手段18が過負荷状態の発生を検知することができる。
Therefore, by analyzing the waveform signals output from both the
なお、センサ16は、近接スイッチに限ることなく、リミットスイッチ、ロータリエンコーダ等を使用することも可能である。また、駆動部として電動モータ12を使用しているが、油圧モータ、空圧モータ等、回転駆動力を持つものであれば何でもよい。
The
図5は攪拌ミキサ1の制御構成ブロック図であり、この制御系では信号処理手段18を備え、該信号処理手段18に前記電動モータ12、従動部側センサ16、駆動部側センサ17が接続されている。信号処理手段18は、高速演算処理を行う演算回路19と、実行処理プログラムやセンサ16,17から検出信号に基づく回転累積量等のデータを格納するメモリ20と、計時機能を有するタイマ21とを具備している。
FIG. 5 is a control configuration block diagram of the agitating mixer 1, and this control system includes a signal processing unit 18, to which the
駆動モータ12が回転して攪拌ミキサ1が駆動されると、過負荷保護装置11の従動部側センサ16と駆動側センサ17から所定間隔の波形信号が信号処理手段18に入力される。そして、異物の噛み込みなどによって設定トルク以上の過負荷状態になると、過負荷保護装置11の摩擦板がスリップし始める。スリップが開始されると従動側センサ16の検出信号の波形が変化して、前記信号処理手段18は過負荷状態が発生したと判定し、駆動部に設けられている電動モータ12の駆動を一旦停止する。
When the
また、過負荷状態になって電動モータ12の駆動を一旦停止すると同時に、信号処理手段18がタイマ21の計時をスタートさせ、所定の微小時間が経過した後に、再び電動モータ12の駆動を開始する。この間に、攪拌ミキサの羽根と異物の噛み込み状態に変化が生じて過負荷が解消された場合は、通常の駆動状態に自動復帰させる。
In addition, the driving of the
そして、スリップによって生じた駆動側と従動側の回転累積量の差から、信号処理演算手段18が摩擦板の消耗度を検知する。そして、摩擦板の消耗度に基づいて、過負荷保護装置の初期設定を再設定する時期や摩擦板を新品に交換する時期を判定することができる。かくして、過負荷保護装置における初期設定の伝達トルクを最適な範囲に保持して、
土質改良機の保守管理性が向上できる。
Then, the signal processing calculation means 18 detects the degree of wear of the friction plate from the difference between the accumulated rotational amounts of the driving side and the driven side caused by the slip . Their to, on the basis of the degree of wear of the friction plates, the timing and friction plates to reconfigure the initial setting of the overload protection device can determine when to replace a new one. Thus, the initial set transmission torque in the overload protection device is kept within the optimum range
Maintainability of the soil improvement machine can be improved.
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。 It should be noted that the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
1 攪拌ミキサ
6 撹拌軸
7 羽根
11 過負荷保護装置
12 電動モータ(駆動部)
13 モータ軸
14 駆動側ハブ
15 従動側ハブ
16 従動側センサ
17 駆動側センサ
18 信号処理手段
19 演算回路
20 メモリ
21 タイマ
23 被検出片
1 Stirring Mixer 6 Stirring Shaft 7
13
23 Detected piece
Claims (1)
前記従動部と前記駆動部の間に過負荷保護装置を設け、軸トルクが所定値以上になって過負荷状態になると、前記過負荷保護装置に設けられた摩擦板で滑りを発生させるように構成し、
さらに、前記過負荷保護装置の駆動部側の回転状態を検出するセンサと、前記過負荷保護装置の従動部側の回転状態を検出するセンサを設け、
前記従動部側のセンサの検出信号に基づいて過負荷状態を検知するとともに、前記駆動部側および従動部側の双方のセンサの検出信号に基づいて求められる駆動部側および従動部側の夫々の回転累積量の差によって前記過負荷保護装置の摩擦板の消耗度を検知する信号処理手段を備えたことを特徴とする土質改良機の撹拌ミキサにおける異常検知装置。 Agitation of a soil improvement machine comprising a driven part having an agitation shaft that rotates integrally with a blade and a drive unit that imparts rotation to the agitation shaft, and mixing and stirring the soil and the soil conditioner by the rotation of the blade In the mixer,
An overload protection device is provided between the driven unit and the drive unit, and when the shaft torque becomes a predetermined value or more and an overload state is reached, a slip is generated by the friction plate provided in the overload protection device. Configure
Furthermore, a sensor for detecting the rotation state on the drive unit side of the overload protection device and a sensor for detecting the rotation state on the driven portion side of the overload protection device are provided,
While detecting an overload state based on the detection signal of the sensor on the driven unit side, each of the driving unit side and the driven unit side obtained based on the detection signals of the sensors on both the driving unit side and the driven unit side An abnormality detection device for a mixing mixer of a soil conditioner, comprising signal processing means for detecting a degree of wear of a friction plate of the overload protection device based on a difference in accumulated rotation amount .
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