JP5930765B2 - Roller bit wear detection device - Google Patents

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Description

本発明は、掘削機やシールド掘進機のカッタヘッドに取り付けられて岩盤などの硬質の地盤を掘削するローラビットにおいて、掘削ビットの磨耗を検出する油圧式のローラビット磨耗検出装置に関する。   The present invention relates to a hydraulic roller bit wear detection device that detects wear of a drill bit in a roller bit that is attached to a cutter head of an excavator or a shield machine and excavates hard ground such as a rock.

従来のカッタの磨耗検出技術として、1)カッタビットの磨耗を検出する検出ヘッドに、一次側コイルおよび二次側コイルをそれぞれ巻回した磁性体コアを収納して一部を切削面に露出させ、一次側コイルに印加された交流電圧の磨耗による磁気抵抗の変化を、二次側コイルの出力電圧により検出するものが、特許文献1の図1−9に開示されている。また、2)カッタビットの所定位置に埋設されたセンサ容器内に磨耗検出センサを内装したものが、特許文献1の図10に開示されている。さらに、3)カッタビット内に、圧力流体が封入された筒状の密閉容器を埋め込み、磨耗による密閉容器の破損を、圧力計により圧力流体の圧力低下で検出するものが、特許文献1の図11に開示されている。   As a conventional cutter wear detection technique, 1) a magnetic head around which a primary coil and a secondary coil are wound is housed in a detection head that detects wear of a cutter bit, and a part thereof is exposed to the cutting surface. FIG. 1-9 of Patent Document 1 discloses that a change in magnetic resistance due to wear of an AC voltage applied to a primary coil is detected by an output voltage of a secondary coil. 2) FIG. 10 of Patent Document 1 discloses a sensor container in which a wear detection sensor is embedded in a predetermined position of a cutter bit. Further, 3) An example in which a cylindrical sealed container filled with a pressure fluid is embedded in a cutter bit and the damage of the sealed container due to wear is detected by a pressure drop of the pressure fluid with a pressure gauge is shown in FIG. 11.

特許第3247628号(図1−9、図10、図11)Japanese Patent No. 3247628 (FIGS. 1-9, 10, 11)

ところで、岩盤などの硬質の地盤を掘削するローラビットには、大きな衝撃力や負荷が加わり、従来技術1)、2)のように、金属細線などの検出部材などの複雑な部品や繊細な部品を使用すると、破損しやすいという問題がある。   By the way, a large impact force and load are applied to a roller bit for excavating hard ground such as rock, and complex parts and delicate parts such as detection members such as thin metal wires are applied as in conventional techniques 1) and 2). When using, there is a problem that it is easily damaged.

また従来技術3)のように、磨耗により破損する密閉容器の油圧変化を検出するものは構造が単純で、カッタヘッドに固定されたカッタビットに好適である。しかし、掘削時に大きな負荷を受けて回転されるローラビットに適用する場合、油圧の変化を検出する圧力管の形成がきわめて難しいという問題があった。これは、ローラビットと支軸との間に介装される軸受として、ラジアル方向およびスラスト方向の負荷を支持する円錐コロ軸受が使用されており、しかも軸受がオイルに浸された湿式に構成されているためである。   In addition, as in the prior art 3), a device that detects a change in hydraulic pressure of a sealed container that is damaged by wear has a simple structure and is suitable for a cutter bit fixed to a cutter head. However, when it is applied to a roller bit that is rotated by receiving a large load during excavation, there is a problem that it is very difficult to form a pressure pipe that detects a change in hydraulic pressure. This is because a conical roller bearing that supports radial and thrust loads is used as a bearing interposed between the roller bit and the support shaft, and the bearing is constructed in a wet manner soaked in oil. This is because.

本発明は、大きな衝撃力や負荷が加わるローラビットであっても、磨耗を良好に検出できる油圧式のローラビット磨耗検出装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hydraulic roller bit wear detection device that can detect wear well even for a roller bit to which a large impact force or load is applied.

請求項1に係る発明は、
支軸に軸受を介してビット本体が回転自在に支持され、当該ビット本体の外周で刃先部に設けられた切削チップの磨耗状態を検出するローラビット磨耗検出装置であって、
ビット本体の軸穴と支軸との間に形成された潤滑油室内に、少なくとも一対の軸受部からなる前記軸受を介在させ、
前記一対の軸受部間でビット本体の軸穴内に、支軸に回転自在に外嵌されるインナーリングを取り付け、
当該インナーリングに、穴部内周面に沿って形成された内周溝と、当該内周溝から外周面に連通する連通穴と、当該インナーリングにより前記一対の軸受部側に互いに分離された前記潤滑油室を連通する透孔とを形成し、
ビット本体の刃先部に所定深さに形成された検出室と、当該検出室と前記連通穴とを連通する圧油通路とを設け、
支軸に形成された検出圧油注入穴から、前記内周溝および前記連通穴ならびに前記圧油通路を介して前記検出室に圧油を供給し、供給された圧油の油圧値から刃先部の磨耗を検出するものである。
The invention according to claim 1
A roller bit wear detection device that detects a wear state of a cutting tip provided on a cutting edge portion of a bit body, the bit body being rotatably supported on a support shaft via a bearing,
In the lubricating oil chamber formed between the shaft hole of the bit body and the support shaft, the bearing consisting of at least a pair of bearing portions is interposed,
In the shaft hole of the bit body between the pair of bearing portions, an inner ring that is rotatably fitted to the support shaft is attached,
In the inner ring, an inner circumferential groove formed along the inner circumferential surface of the hole, a communication hole communicating from the inner circumferential groove to the outer circumferential surface, and the pair of bearing portions separated from each other by the inner ring A through hole communicating with the lubricating oil chamber,
A detection chamber formed at a predetermined depth in the cutting edge of the bit body, and a pressure oil passage communicating the detection chamber and the communication hole;
From the detection pressure oil injection hole formed in the support shaft, the pressure oil is supplied to the detection chamber via the inner circumferential groove, the communication hole, and the pressure oil passage, and the cutting edge portion is determined from the hydraulic value of the supplied pressure oil. Is to detect the wear of the.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の構成において、
インナーリングの外周面に、連通穴が接続される外周溝を全周にわたって形成したものである。
The invention according to claim 2 is the configuration according to claim 1,
An outer peripheral groove to which the communication hole is connected is formed on the entire outer periphery of the inner ring.

請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の構成において、
刃先部を、ビット本体の外周部で母材に掘削チップが一定間隔ごとに植設されたチップインサートタイプとし、
検出室は、前記掘削チップ間の母材に外周部から穿孔して、その開口部を溶接により肉盛りして形成したものである。
The invention according to claim 3 is the configuration according to claim 1 or 2,
The cutting edge is a tip insert type in which drilling tips are planted at regular intervals on the base material at the outer periphery of the bit body,
The detection chamber is formed by perforating the base material between the excavation chips from the outer peripheral portion and building up the opening by welding.

請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の構成において、
インナーリングの内周溝の両側に形成された内周シール溝に、支軸に摺接する内周リングシール材を設けたものである。
The invention according to claim 4 is the configuration according to any one of claims 1 to 3,
Inner ring seals that are in sliding contact with the support shaft are provided on inner seal grooves formed on both sides of the inner ring groove of the inner ring.

請求項1記載の発明によれば、支軸とビット本体との間に、潤滑油室を形成して一対の軸受部を介在させたローラビットであっても、ビット本体の軸穴に、潤滑油室内で軸受部間に、支軸に回転自在に外嵌されるインナーリングを取り付け、検出用圧油を、支軸に形成された検出圧油注入穴から、インナーリングに形成された内周溝や連通穴から、ビット本体の圧油通路を介して検出室に供給することにより、硬質の掘削地盤から大きい衝撃や負荷が加わるローラビットであっても、刃先部の磨耗を確実に検出することができる。またインナーリングに形成された透孔により、インナーリングで軸受部ごとに分断された潤滑油室を連通させることができる。したがって、一方の潤滑油室に給油すればよく、給油構造を簡略化することができる。   According to the first aspect of the present invention, even in the case of a roller bit in which a lubricating oil chamber is formed between the support shaft and the bit body and a pair of bearing portions are interposed, lubrication is performed in the shaft hole of the bit body. An inner ring that is rotatably fitted to the support shaft is attached between the bearings in the oil chamber, and the detection pressure oil is supplied from the detection pressure oil injection hole formed on the support shaft to the inner circumference formed on the inner ring. By supplying the detection chamber through the pressure oil passage of the bit body from the groove or the communication hole, it is possible to reliably detect the wear of the cutting edge even in the case of a roller bit to which a large impact or load is applied from the hard excavated ground. be able to. Further, through the through hole formed in the inner ring, the lubricating oil chamber divided for each bearing portion by the inner ring can be communicated. Therefore, it is sufficient to supply oil to one lubricating oil chamber, and the oil supply structure can be simplified.

請求項2記載の発明によれば、インナーリングの外周部に外周溝を形成したので、連通穴と圧油通路と位置合わせする必要がなくなり、ビット本体の軸穴内へのインナーリングの装着作業を容易に行うことができる。   According to the invention described in claim 2, since the outer peripheral groove is formed in the outer peripheral portion of the inner ring, it is not necessary to align the communication hole and the pressure oil passage, and the mounting work of the inner ring into the shaft hole of the bit body is eliminated. It can be done easily.

請求項3記載の発明によれば、刃先部をチップインサートタイプとしたので、刃先部外周で掘削チップ間の母材から検出室を穿孔して形成することができ、穿孔の刃先側を溶接により肉盛りして埋め込むことで、検出室を容易に形成することができる。   According to the invention described in claim 3, since the cutting edge portion is a tip insert type, the detection chamber can be formed by drilling the base material between the drilling tips on the outer periphery of the cutting edge portion, and the cutting edge side of the drilling can be formed by welding. The detection chamber can be easily formed by overlaying and embedding.

請求項4記載の発明によれば、インナーリングの内周溝の両側に内周リングシール材を設けることにより、支軸との摺接部で内周溝のシールを良好に行うことができる。   According to the invention described in claim 4, by providing the inner ring seal material on both sides of the inner ring groove of the inner ring, the inner ring groove can be well sealed at the sliding contact portion with the support shaft.

本発明に係るローラビットの磨耗検出装置の実施例を示すローラビットの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the roller bit which shows the Example of the wear detection apparatus of the roller bit which concerns on this invention. 図1に示すA−A断面図である。It is AA sectional drawing shown in FIG. ローラビットの側面図である。It is a side view of a roller bit. インナーリングの正面図である。It is a front view of an inner ring. インナーリングの図4に示すB−B断面図である。It is BB sectional drawing of an inner ring shown in FIG. 磨耗検出用の圧油供給検出部を示す構成図である。It is a block diagram which shows the pressure oil supply detection part for wear detection. ゲージローラビットを示すカッタヘッドの正面図である。It is a front view of the cutter head which shows a gauge roller bit. 圧油供給検出部の他の実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other Example of a pressure oil supply detection part.

[実施例1]
以下、本発明に係る油圧式の磨耗検出装置を有するローラビットの実施例1を図1〜図7に基づいて説明する。
[Example 1]
Hereinafter, a first embodiment of a roller bit having a hydraulic wear detecting device according to the present invention will be described with reference to FIGS.

[カッタヘッド]
図7は、シールド掘進機のカッタヘッド1で、軸心部から半径方向に伸び外周リング4に連結される3本の主スポーク2と、これら主スポーク2間で軸心部から半径方向に伸び外周リング4に連結される3本の副スポーク3とを具備している。これら主スポーク2、副スポーク3および外周リング4に、固定式のカッタビット5やローラビット6が取り付けられ、主スポーク2および副スポーク3間が土砂取り入れ口7に形成される。
[Cutter head]
FIG. 7 shows a cutter head 1 of a shield machine, which has three main spokes 2 extending in a radial direction from an axial center and coupled to an outer ring 4 and extending between the main spokes 2 in a radial direction from the central axis. And three auxiliary spokes 3 connected to the outer ring 4. A fixed cutter bit 5 and a roller bit 6 are attached to the main spoke 2, the sub spoke 3, and the outer ring 4, and the earth and sand intake 7 is formed between the main spoke 2 and the sub spoke 3.

これらローラビット6のうち、1本の主スポーク2の外周部に設置された1個が磨耗検出装置を有する磨耗検出用のゲージローラビット6Aに構成されている。
[ゲージローラビット]
前記ゲージローラビット6Aは、支軸10に軸受20を介してビット本体30が回転自在に支持されたものである。
One of these roller bits 6 installed on the outer peripheral portion of one main spoke 2 is configured as a gauge roller bit 6A for wear detection having a wear detection device.
[Gauge roller bit]
The gauge roller bit 6A is configured such that a bit body 30 is rotatably supported on a support shaft 10 via a bearing 20.

前記支軸10の両端部には、カッタヘッドの軸受支持部51(図6)に取り付けられる正方形断面の角柱部11L,11Rが形成され、左角柱部11Lから右角柱部11R側に、抜止め用の鍔部12、回転支持部13および固定用の雄ねじ部14が順に形成されている。   At both ends of the support shaft 10, square columnar portions 11L and 11R having a square cross section to be attached to the bearing support portion 51 (FIG. 6) of the cutter head are formed, and are secured from the left rectangular column portion 11L to the right rectangular column portion 11R side. A flange portion 12, a rotation support portion 13, and a fixing male screw portion 14 are formed in this order.

前記軸受20は、一対の円錐コロ軸受21L,21Rを背面合わせに設置したアンギュラコンタクト軸受に構成され、また円錐コロ軸受21L,21Rが潤滑油に浸された湿式に構成されている。すなわち、支軸10の回転支持部13の両端側とビット本体30の軸穴31との間に、左右一対のシール体22L,22Rが設けられて、密閉された潤滑油室23が形成されている。前記潤滑油室23内で、回転支持部13とビット本体30の軸穴31との間に円錐コロ軸受(軸受部)21L,21Rが所定間隔をあけて設置され、内輪21Li,21Riが回転支持部13に固定されるとともに、外輪21Lo,21Roがビット本体30の軸穴31に固定されている。そして、これら円錐コロ軸受21L,21R間に、ビット本体30の軸穴31にしまりばめされたインナーリング40が設置されて回転支持部13に回転自在に外嵌されている。   The bearing 20 is configured as an angular contact bearing in which a pair of conical roller bearings 21L and 21R are installed back to back, and the conical roller bearings 21L and 21R are configured in a wet manner soaked in lubricating oil. That is, a pair of left and right seal bodies 22L and 22R are provided between both end sides of the rotation support portion 13 of the support shaft 10 and the shaft hole 31 of the bit body 30, and a sealed lubricating oil chamber 23 is formed. Yes. In the lubricating oil chamber 23, conical roller bearings (bearing portions) 21L and 21R are installed at a predetermined interval between the rotation support portion 13 and the shaft hole 31 of the bit body 30, and the inner rings 21Li and 21Ri are rotatably supported. While being fixed to the portion 13, the outer rings 21 Lo and 21 Ro are fixed to the shaft hole 31 of the bit body 30. An inner ring 40 fitted in the shaft hole 31 of the bit body 30 is installed between the conical roller bearings 21 </ b> L and 21 </ b> R and is rotatably fitted to the rotation support portion 13.

左右のシール体22L,22Rは、対称構造に構成されており、支軸10に固定されたシールホルダ24L,24Rと、ビット本体30に固定されたシールリング25L,25Rと、これらシールホルダ24L,24Rとシールリング25L,25Rとをシールしつつ回転自在に嵌め合わせるフローティングシール26とを具備している。左側のシールホルダ24Lは、鍔部12に位置規制されて回転支持部13に外嵌固定され、また右側のシールホルダ24Rは、雄ねじ部14に嵌合されて回り止めピース27により固定される。そして左右のシールホルダ24L,24Rは、外周面24aが軸穴31に隙間を介して嵌合されている。また左右のシールリング25L,25Rは、軸穴31に形成された係止段部にそれぞれ中央側への移動を規制されて軸穴31に内嵌めされている。さらに左右のフローティングシール26は、シールホルダ24L,24Rとシールリング25L,25Rの間の空間部にそれぞれ設置され互いに摺接される一対一組のリング体26a,26bと、これらリング体26bとシールホルダ24L,24Rとの間に介在されるリングシール材26cと、リング体26aとシールリング25L,25Rとの間に介在されてリング体26aを保持するリングシール材26dとを有している。   The left and right seal bodies 22L and 22R are configured in a symmetrical structure, and seal holders 24L and 24R fixed to the support shaft 10, seal rings 25L and 25R fixed to the bit body 30, and the seal holders 24L, 24R and seal rings 25L and 25R are provided, and a floating seal 26 that fits rotatably while sealing. The left seal holder 24L is regulated by the flange 12 and is fitted and fixed to the rotation support portion 13. The right seal holder 24R is fitted to the male screw portion 14 and fixed by the rotation prevention piece 27. The left and right seal holders 24L and 24R have outer peripheral surfaces 24a fitted into the shaft holes 31 through a gap. Further, the left and right seal rings 25L and 25R are fitted into the shaft hole 31 while being restricted from moving toward the center by the engaging step portions formed in the shaft hole 31, respectively. Furthermore, the left and right floating seals 26 are installed in a space between the seal holders 24L and 24R and the seal rings 25L and 25R, respectively, and are paired with a pair of ring bodies 26a and 26b. A ring seal material 26c interposed between the holders 24L and 24R and a ring seal material 26d interposed between the ring body 26a and the seal rings 25L and 25R to hold the ring body 26a are provided.

[インナーリング]
前記インナーリング40は、図4、図5に示すように、穴部40aの内周面で回転支持部13に内リングシール材47aを介して摺接される内リング部41と、軸穴31にしまりばめされる外リング部42と、これら内外リング部41,42とを連結する連結壁部43とでI字形断面に形成されている。そして内リング部41に、内周面の中央部に沿って内周溝44が全周にわたって形成され、また外リング部42の外周面の中央部に沿って外周溝45が全周にわたって形成され、さらに連結壁部43に半径方向に穿設されて内周溝44と外周溝45とを接続する単数または複数(図では90°ごとに4本)の連通穴46が穿穴されている。さらにまた、内リング部41の内周面で内周溝44の両側に、回転支持部13に摺接する内リングシール材47aが内周シール溝47を介して内装され、また外リング部42の外周面で外周溝45の両側に、軸穴31に接する外リングシール材48aが外周シール溝48を介して内装されている。
[Inner ring]
As shown in FIGS. 4 and 5, the inner ring 40 includes an inner ring portion 41 that is in sliding contact with the rotation support portion 13 via an inner ring seal material 47 a on the inner peripheral surface of the hole portion 40 a, and a shaft hole 31. The outer ring portion 42 to be fit and the connecting wall portion 43 that connects the inner and outer ring portions 41 and 42 are formed in an I-shaped cross section. In the inner ring portion 41, an inner peripheral groove 44 is formed over the entire circumference along the central portion of the inner peripheral surface, and an outer peripheral groove 45 is formed over the entire periphery along the central portion of the outer peripheral surface of the outer ring portion 42. Further, one or a plurality of (four in every 90 °) communication holes 46 are formed in the connecting wall portion 43 in the radial direction so as to connect the inner peripheral groove 44 and the outer peripheral groove 45. Furthermore, an inner ring seal material 47a slidably contacting the rotation support portion 13 is provided on both sides of the inner circumferential groove 44 on the inner circumferential surface of the inner ring portion 41 via the inner circumferential seal groove 47, and the outer ring portion 42 Outer ring seal members 48 a that are in contact with the shaft holes 31 are provided on both sides of the outer peripheral groove 45 on the outer peripheral surface via the outer peripheral seal grooves 48.

このインナーリング40により、潤滑油室23が円錐コロ軸受21L,21R毎とに分断されることになるが、連結壁部43に、一定間隔ごとに複数の透孔49が、連通穴46と重ならない位置に形成されている。これにより、左右の潤滑油室23を連通させることができ、潤滑油注入軸穴15Aおよび潤滑油注入分岐穴15Bを介して左右一方の潤滑油室23に循環油を供給して充填することができる。   The inner ring 40 divides the lubricating oil chamber 23 into the conical roller bearings 21L and 21R. However, a plurality of through holes 49 are formed in the connecting wall portion 43 at regular intervals. It is formed at a position that does not become necessary. Accordingly, the left and right lubricating oil chambers 23 can be communicated, and circulating oil can be supplied to and filled in the left and right lubricating oil chambers 23 via the lubricating oil injection shaft hole 15A and the lubricating oil injection branch hole 15B. it can.

支軸10には、潤滑油注入穴15と検出圧油注入穴16がそれぞれ形成されている。この潤滑油注入軸穴15Aで左端面の開口部に、潤滑油が充填された後に閉鎖プラグ17が装着される。さらに潤滑油注入軸穴15Aの奥端部から半径方向に伸びる潤滑油注入分岐穴15Bが形成されて軸受20のシールホルダ24Lの連通穴24cに接続されている。また右側のシールホルダ24Rには、潤滑油室23に連通される潤滑油調整穴28が形成されて、閉鎖プラグ28aにより閉鎖されている。なお、この潤滑油室23への潤滑油の充填に際しては、左端面が下位となるようゲージローラビット6Aをセットし、潤滑油供給ノズルを接続して潤滑油注入軸穴15Aから潤滑油を潤滑油室23に供給し、潤滑油調整穴28の閉鎖プラグ28aを外して空気抜きを行う。そして目視により潤滑油調整穴28から潤滑油がオーバーフローするのを確認し、オーバーフローした潤滑油を、膨張を吸収するためにスポイトなどを用いて適切量抜き出した後、閉鎖プラグ28aが装着される。反転させて潤滑油供給ノズルを外した後、潤滑油注入軸穴15Aに閉鎖プラグ17が装着される。   A lubricating oil injection hole 15 and a detection pressure oil injection hole 16 are respectively formed in the support shaft 10. After the lubricating oil is filled into the opening on the left end surface of the lubricating oil injection shaft hole 15A, the closing plug 17 is attached. Further, a lubricating oil injection branch hole 15B extending in the radial direction from the inner end of the lubricating oil injection shaft hole 15A is formed and connected to the communication hole 24c of the seal holder 24L of the bearing 20. The right seal holder 24R has a lubricating oil adjustment hole 28 communicating with the lubricating oil chamber 23 and is closed by a closing plug 28a. When filling the lubricating oil into the lubricating oil chamber 23, the gauge roller bit 6A is set so that the left end surface is lower, and the lubricating oil supply nozzle is connected to lubricate the lubricating oil from the lubricating oil injection shaft hole 15A. The oil is supplied to the oil chamber 23, and the air is vented by removing the closing plug 28 a of the lubricating oil adjusting hole 28. Then, it is confirmed that the lubricating oil overflows from the lubricating oil adjusting hole 28 by visual inspection, and after the appropriate amount of the overflowing lubricating oil is extracted using a dropper or the like to absorb the expansion, the closing plug 28a is attached. After inverting and removing the lubricating oil supply nozzle, the closing plug 17 is attached to the lubricating oil injection shaft hole 15A.

また、検出圧油注入軸穴16Aは、右角柱部11Rに開口される検出圧油注入口16Cが半径方向に形成されている。さらにまた、検出圧油注入軸穴16Aの奥端部から半径方向に伸びる検出圧油注入分岐穴16Bが形成されてインナーリング40の内周溝44に臨んで開口されている。これら検出圧油注入軸穴16A、検出圧油注入分岐穴16Bおよび検出圧油注入口16Cにより検出圧油注入穴16が構成される。   Further, the detection pressure oil injection shaft hole 16A is formed with a detection pressure oil injection port 16C opened in the right prism portion 11R in the radial direction. Furthermore, a detection pressure oil injection branch hole 16 </ b> B extending in the radial direction from the inner end of the detection pressure oil injection shaft hole 16 </ b> A is formed and opened facing the inner peripheral groove 44 of the inner ring 40. These detection pressure oil injection shaft holes 16A, detection pressure oil injection branch holes 16B, and detection pressure oil injection holes 16C constitute a detection pressure oil injection hole 16.

[刃先部、検出室]
ビット本体30の軸心方向の右寄りに全周にわたって突出された刃先部32は、図2,図3に示すように、母材に一定間隔ごとに掘削チップ33が埋め込まれたチップインサートタイプに構成されている。そして、掘削チップ33が埋め込まれていない母材部分には、磨耗検出深さDの位置に検出室34が形成されている。そして、前記インナーリング40の外周溝45とこの検出室34とを連通する圧油通路35A〜35Cが半径方向および軸心方向に形成されている。34aは検出室34を形成するために穿穴後の開口部を埋め込んで形成した溶接肉盛部である。
[Cutting edge, detection chamber]
As shown in FIGS. 2 and 3, the cutting edge portion 32 protruding to the right in the axial direction of the bit body 30 is configured to be a tip insert type in which excavation tips 33 are embedded in the base material at regular intervals. Has been. And the detection chamber 34 is formed in the position of the wear detection depth D in the base material part in which the excavation tip 33 is not embedded. Pressure oil passages 35 </ b> A to 35 </ b> C that connect the outer circumferential groove 45 of the inner ring 40 and the detection chamber 34 are formed in the radial direction and the axial direction. Reference numeral 34a denotes a weld overlay formed by embedding an opening after drilling in order to form the detection chamber 34.

[配管検出部]
図6に示すように、支軸10の右角柱部11Rを楔ブロックにより支持する軸受支持部51に、検出圧油注入穴16に連通される検出油圧配管53が接続され、この検出油圧配管53の入口にカップラ54Aが取り付けられている。このカッタヘッド1側に設けられたカップラ54Aに、シールド掘進機本体側に設置された油圧供給源である油圧ポンプ60から検出圧油を導入する圧油供給管55が油圧ホース56およびカップラ54Bを介して接続される。この圧油供給管55には、磨耗検知スイッチ57により操作される開閉弁58が介在されるとともに、圧油供給管55の油圧を検出する油圧計59が取り付けられている。
[Piping detector]
As shown in FIG. 6, a detection hydraulic pipe 53 connected to the detection pressure oil injection hole 16 is connected to a bearing support portion 51 that supports the right prism portion 11R of the support shaft 10 with a wedge block. A coupler 54A is attached to the inlet of the. A pressure oil supply pipe 55 for introducing detected pressure oil from a hydraulic pump 60, which is a hydraulic supply source installed on the shield machine main body side, to the coupler 54A provided on the cutter head 1 side connects the hydraulic hose 56 and the coupler 54B. Connected through. The pressure oil supply pipe 55 is provided with an open / close valve 58 operated by a wear detection switch 57 and a hydraulic gauge 59 for detecting the oil pressure of the pressure oil supply pipe 55.

したがって、刃先部32が磨耗限となる耐用掘削時間に接近すると、カッタヘッド1を停止し、検出油圧配管53にカップラ54A,54Bを介して油圧ホース56および圧油供給管55を接続し、さらに磨耗検知スイッチ57を操作して開閉弁58を開ける。すると、油圧ポンプ60の圧油が、圧油供給管55、検出油圧配管53を介してゲージローラビット6Aの検出圧油注入穴16に注入される。さらに圧油がインナーリング40の内周溝44、連通穴46、外周溝45から圧油通路35A〜35Cを介して検出室34に送られる。この時、刃先部32の磨耗が小さくて検出室34に達していない場合には、油圧計59により所定の油圧値が検出される。また刃先部32の磨耗が検出室34に達している場合には、圧油が漏出されるため、油圧計59に所定の油圧値が検出されることがない。   Therefore, when the cutting edge portion 32 approaches the durable excavation time when the wear limit is reached, the cutter head 1 is stopped, and the hydraulic hose 56 and the pressure oil supply pipe 55 are connected to the detection hydraulic pipe 53 via the couplers 54A and 54B. The on / off valve 58 is opened by operating the wear detection switch 57. Then, the pressure oil of the hydraulic pump 60 is injected into the detection pressure oil injection hole 16 of the gauge roller bit 6A through the pressure oil supply pipe 55 and the detection hydraulic pipe 53. Further, the pressure oil is sent from the inner circumferential groove 44, the communication hole 46, and the outer circumferential groove 45 of the inner ring 40 to the detection chamber 34 via the pressure oil passages 35 </ b> A to 35 </ b> C. At this time, when the wear of the cutting edge portion 32 is small and does not reach the detection chamber 34, a predetermined hydraulic pressure value is detected by the hydraulic pressure gauge 59. In addition, when the wear of the cutting edge portion 32 reaches the detection chamber 34, pressure oil is leaked, so that a predetermined hydraulic pressure value is not detected by the hydraulic pressure gauge 59.

上記実施例によれば、支軸10の回転支持部13とビット本体30の軸穴31との間に、潤滑油室23を形成して一対の円錐ころ軸受21L,21Rを介在させたゲージローラビット6Aであっても、ビット本体30の軸穴31内で円錐ころ軸受21L,21R間に、支軸10に回転自在に外嵌されるインナーリング40を取り付け、検出用圧油を支軸10に形成された検出圧油注入穴16から、インナーリング40に形成された内周溝44、連通穴46、外周溝45を介して、ビット本体30の圧油通路35A〜35Cから検出室34に充填することができるので、刃先部32の磨耗を確実に検出することができる。   According to the above embodiment, the gauge roller in which the lubricating oil chamber 23 is formed between the rotation support portion 13 of the support shaft 10 and the shaft hole 31 of the bit body 30 and the pair of tapered roller bearings 21L and 21R are interposed. Even in the case of the bit 6A, an inner ring 40 that is rotatably fitted to the support shaft 10 is attached between the tapered roller bearings 21L and 21R in the shaft hole 31 of the bit body 30, and pressure oil for detection is supplied to the support shaft 10 From the detection pressure oil injection hole 16 formed in the inner ring 40 to the detection chamber 34 from the pressure oil passages 35A to 35C of the bit body 30 through the inner peripheral groove 44, the communication hole 46, and the outer peripheral groove 45 formed in the inner ring 40. Since it can be filled, the wear of the blade edge portion 32 can be reliably detected.

また、インナーリング40に形成された透孔49により、インナーリング40により分断された潤滑油室23を連通させることができ、潤滑油室23の一方に給油すればよく、給油構造を簡略化することができる。   Moreover, the lubricating oil chamber 23 divided by the inner ring 40 can be communicated with the through hole 49 formed in the inner ring 40, and it is sufficient to supply oil to one of the lubricating oil chambers 23, thereby simplifying the oil supply structure. be able to.

さらに、刃先部32をチップインサートタイプとしたので、検出室34を刃先部32の母材外周から穿孔し、この穿孔孔の刃先端側を溶接により肉盛りして埋め込むことで、検出室34を容易に形成することができる。   Furthermore, since the blade tip portion 32 is a chip insert type, the detection chamber 34 is drilled from the outer periphery of the base material of the blade tip portion 32, and the blade tip side of this drilled hole is built up by welding and embedded, thereby forming the detection chamber 34. It can be formed easily.

さらにまた、インナーリング40の内周溝44の両側に、内周シール溝47を介して内リングシール材47aを設けたので、インナーリング40と支軸10との摺接部における内周溝44のシールを良好に行うことができる。   Furthermore, since the inner ring seal material 47a is provided on both sides of the inner peripheral groove 44 of the inner ring 40 via the inner peripheral seal groove 47, the inner peripheral groove 44 at the sliding contact portion between the inner ring 40 and the support shaft 10 is provided. Can be satisfactorily performed.

またインナーリング40の内周面に、連通穴46に接続される内周溝44を形成したので、磨耗検出に際して、支軸10に対してビット本体30を、連通穴46と検出圧油注入分岐穴16Bとが一致する特定位置に停止させる必要がなくなり、任意位置でよく、検出が容易に行える。さらに、インナーリング40の外周面に、連通穴46に接続される外周溝45を形成したので、ビット本体30の軸穴31内へのインナーリング40の組付作業に際して、連通穴46と圧油通路35Cと位置合わせする必要がなくなり、容易に組立を行うことができる。   Further, since the inner peripheral groove 44 connected to the communication hole 46 is formed on the inner peripheral surface of the inner ring 40, the bit body 30 is connected to the support shaft 10 and the communication hole 46 and the detected pressure oil injection branch when detecting wear. It is not necessary to stop at a specific position where the hole 16B coincides with the hole 16B. Further, since the outer peripheral groove 45 connected to the communication hole 46 is formed on the outer peripheral surface of the inner ring 40, the communication hole 46 and the pressure oil are attached when the inner ring 40 is assembled into the shaft hole 31 of the bit body 30. It is not necessary to align with the passage 35C, and assembly can be easily performed.

[実施例2]
上記ゲージローラビット6Aでは、カッタヘッド1を停止して手動で磨耗を検出しているが、図8に示すように、自動的に刃先部32の磨耗を検出することができる。なお、実施例2の同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
[Example 2]
In the gauge roller bit 6A, the cutter head 1 is stopped and the wear is manually detected. However, as shown in FIG. 8, the wear of the cutting edge portion 32 can be automatically detected. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same member of Example 2, and description is abbreviate | omitted.

[配管検出部]
すなわち、検出油圧配管53を、カッタヘッド1を支持する回転軸に設けられた軸付ロータリジョイント61を介して圧油供給管55を接続する。磨耗検知スイッチ57により監視動作信号が入力される磨耗監視部62では、監視動作信号が入力されると、タイマー63により一定時間ごとに開閉弁58を開け、油圧ポンプ60(または油圧アクチュエータ65)から圧油を検出室34に供給し、油圧センサ64により圧油供給管55を介して検出室34の油圧を検出する。磨耗監視部62では、刃先部32の磨耗が検出室34に達しており、圧油が流出して油圧センサ64に所定の油圧値が検出されない場合には、刃先部32が磨耗していると判断して、磨耗警報器66である警告ブザーや警報ランプを作動させる。
[Piping detector]
That is, the pressure oil supply pipe 55 is connected to the detection hydraulic pipe 53 via the shaft-equipped rotary joint 61 provided on the rotating shaft that supports the cutter head 1. In the wear monitoring unit 62 to which the monitoring operation signal is input by the wear detection switch 57, when the monitoring operation signal is input, the timer 63 opens the on-off valve 58 at regular intervals, and the hydraulic pump 60 (or the hydraulic actuator 65) Pressure oil is supplied to the detection chamber 34, and the oil pressure in the detection chamber 34 is detected by the oil pressure sensor 64 via the pressure oil supply pipe 55. In the wear monitoring unit 62, when the wear of the cutting edge portion 32 reaches the detection chamber 34 and the pressure oil flows out and a predetermined hydraulic pressure value is not detected by the hydraulic pressure sensor 64, the cutting edge portion 32 is worn. Judgment is made and a warning buzzer or warning lamp, which is the wear alarm 66, is activated.

上記実施例2によれば、ゲージローラビット6Aの刃先部32の磨耗を常時監視することができる。もし、ゲージローラビット6Aが磨耗した場合には、磨耗警報器66により自動的に検知することができて、迅速に磨耗ローラビット6を新たなローラビット6に交換することができる。これにより、十分な掘削速度を安定して維持することができる。   According to the second embodiment, it is possible to constantly monitor the wear of the cutting edge portion 32 of the gauge roller bit 6A. If the gauge roller bit 6A is worn, it can be automatically detected by the wear alarm 66, and the worn roller bit 6 can be quickly replaced with a new roller bit 6. Thereby, sufficient excavation speed can be maintained stably.

なお、上記実施例では、カッタヘッド1に1個のゲージローラビット6Aを設けたが、複数個であってもよい。   In the above embodiment, one gauge roller bit 6A is provided in the cutter head 1, but a plurality of gauge roller bits 6A may be provided.

1 カッタヘッド
6 ローラビット
6A ゲージローラビット
10 支軸
16 検出圧油注入穴
17 閉鎖プラグ
20 軸受
21L,21R 円錐コロ軸受
22L,22R シール体
23 潤滑油室
30 ビット本体
31 軸穴
32 刃先部
33 掘削チップ
34 検出室
35A〜35C 圧油通路
40 インナーリング
44 内周溝
45 外周溝
46 連通穴
49 透孔
53 検出油圧配管
55 圧油供給管
58 開閉弁
59 油圧計
1 Cutter head 6 Roller bit 6A Gauge roller bit 10 Support shaft 16 Detection pressure oil injection hole 17 Closure plug 20 Bearing 21L, 21R Conical roller bearing 22L, 22R Seal body 23 Lubricating oil chamber 30 Bit body 31 Shaft hole 32 Cutting edge 33 Excavation Tip 34 Detection chambers 35A to 35C Pressure oil passage 40 Inner ring 44 Inner peripheral groove 45 Outer peripheral groove 46 Communication hole 49 Through hole 53 Detection hydraulic pipe 55 Pressure oil supply pipe 58 On-off valve 59 Hydraulic gauge

Claims (4)

支軸に軸受を介してビット本体が回転自在に支持され、当該ビット本体の外周で刃先部に設けられた切削チップの磨耗状態を検出するローラビット磨耗検出装置であって、
ビット本体の軸穴と支軸との間に形成された潤滑油室内に、少なくとも一対の軸受部からなる前記軸受を介在させ、
前記一対の軸受部間でビット本体の軸穴内に、支軸に回転自在に外嵌されるインナーリングを取り付け、
当該インナーリングに、穴部内周面に沿って形成された内周溝と、当該内周溝から外周面に連通する連通穴と、当該インナーリングにより前記一対の軸受部側に互いに分離された前記潤滑油室を連通する透孔とを形成し、
ビット本体の刃先部に所定深さに形成された検出室と、当該検出室と前記連通穴とを連通する圧油通路とを設け、
支軸に形成された検出圧油注入穴から、前記内周溝および前記連通穴ならびに前記圧油通路を介して前記検出室に圧油を供給し、供給された圧油の油圧値から刃先部の磨耗を検出する
ことを特徴とするローラビット磨耗検出装置。
A roller bit wear detection device that detects a wear state of a cutting tip provided on a cutting edge portion of a bit body, the bit body being rotatably supported on a support shaft via a bearing,
In the lubricating oil chamber formed between the shaft hole of the bit body and the support shaft, the bearing consisting of at least a pair of bearing portions is interposed,
In the shaft hole of the bit body between the pair of bearing portions, an inner ring that is rotatably fitted to the support shaft is attached,
In the inner ring, an inner circumferential groove formed along the inner circumferential surface of the hole, a communication hole communicating from the inner circumferential groove to the outer circumferential surface, and the pair of bearing portions separated from each other by the inner ring A through hole communicating with the lubricating oil chamber,
A detection chamber formed at a predetermined depth in the cutting edge of the bit body, and a pressure oil passage communicating the detection chamber and the communication hole;
From the detection pressure oil injection hole formed in the support shaft, the pressure oil is supplied to the detection chamber via the inner circumferential groove, the communication hole, and the pressure oil passage, and the cutting edge portion is determined from the hydraulic value of the supplied pressure oil. A roller bit wear detection device characterized by detecting wear of a roller.
インナーリングの外周面に、連通穴が接続される外周溝を全周にわたって形成した
ことを特徴とする請求項1記載のローラビット磨耗検出装置。
The roller bit wear detection device according to claim 1, wherein an outer peripheral groove to which the communication hole is connected is formed on the outer peripheral surface of the inner ring over the entire periphery.
刃先部を、ビット本体の外周部で母材に掘削チップが一定間隔ごとに植設されたチップインサートタイプとし、
検出室は、前記掘削チップ間の母材に外周部から穿孔して、その開口部を溶接により肉盛りして形成した
ことを特徴とする請求項1または2記載のローラビット磨耗検出装置。
The cutting edge is a tip insert type in which drilling tips are planted at regular intervals on the base material at the outer periphery of the bit body,
3. The roller bit wear detection device according to claim 1, wherein the detection chamber is formed by drilling a base material between the excavation tips from an outer peripheral portion and depositing an opening thereof by welding.
インナーリングの内周溝の両側に形成された内周シール溝に、支軸に摺接する内周リングシール材を設けた
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のローラビット磨耗検出装置。
The roller bit wear according to any one of claims 1 to 3, wherein an inner ring seal material that is slidably contacted with the support shaft is provided in inner seal grooves formed on both sides of the inner ring groove of the inner ring. Detection device.
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