JP5953257B2 - Lubricating state detection device for rotating shaft - Google Patents
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Description
本発明は、大型クレーンの駆動装置の駆動軸等の回転軸とロープを巻取る大型の巻取りドラム等の被駆動体の潤滑状態の検知装置に関し、更に具体的には減速装置の出力軸と巻取りドラム等をギアカップリング等の連結部材を介して連結されている装置の連結部材の潤滑状態の不具合を、音を発生させて知らせる検知装置に関するものである。 The present invention relates to a detection device for a lubrication state of a driven body such as a large winding drum that winds a rope and a rotating shaft such as a driving shaft of a driving device of a large crane, more specifically, an output shaft of a reduction gear The present invention relates to a detection device that generates a sound to notify a malfunction in a lubrication state of a connecting member of a device in which a winding drum or the like is connected via a connecting member such as a gear coupling.
本発明が好適に適用できる、特に港湾で使用できる大型のコンテナクレーンの例について説明する。 An example of a large container crane to which the present invention can be preferably applied, particularly usable in a harbor will be described.
港湾やコンテナヤード等においては、添付の図8に示すようにコンテナヤード20に併設された岸壁21に並行して敷かれたレール上を走行するコンテナクレーン22を配置している。そして接岸しているコンテナ船23に搭載されているコンテナ24を前記コンテナクレーン22の吊り具25で把持して吊上げ、ブーム22dを移動するトラバーサ22gがコンテナ24を受継ぎ、このトラバーサ22gは陸側に高速で移動し、本体22aの中央部のガーダ22b上のトロリ22iが受取り、次いでこの本体22aの下方で待機しているシャー26に搭載する。
In a harbor, a container yard, etc., as shown in attached FIG. 8, a
このシャーシ26は、コンテナヤード20上に予め決めてあるコンテナ置き場であるレーンまで移動し、ここに配置されている図示しないヤードクレーンで吊り上げ、レーン上の所定の場所に積み上げる。次にヤードクレーンで積上げてあったコンテナ24を吊り上げ、トラックに積み替え、そのトラックで所定の配送先に移送するのが通常の荷役作業である。
The
前記コンテナクレーン22は、枠状に組建てた本体22aの上部に横向きに固定されたガーダ22bと、そのガーダ22bの海側の先端にヒンジ部22cを介してブーム22dを設けている。前記本体22aの上部(あるいはガーダ22b上に)に機械室22Kが設置されており、また、ブーム22dの下方に操縦室22eと22hが設けてある(例えば、特許文献1参照)。
The
前記コンテナクレーン22は、周知のように大型の構造物で、例えば60トン用コンテナクレーン22の場合は、ガーダ22bの地上からの高さは35〜45m、ガーダ22bの長さが50m、ブーム22dの長さは30mであり、そしてクレーン22全体の重量は1300トン以上もの大重量物である。
As is well known, the
しかも機械室22Kは、ブーム22dの下方に位置している操縦室22eや、ガーダ22bの下方に位置している操縦室22hから45m〜120mも離れており、操縦室から機械室22Kに行くことはかなり面倒である。その上、機械室22K内は荷役していない状態では各機器は静止状態であり、荷役状態では巻取りドラムが回転してロープを巻取ると同時に巻出している。従って、荷役操作をしている状態でこの巻取りドラムや機械室22K内の各機器の状態を点検することは危険である。逆に静止状態では機器が異音を発するかどうかを点検できない。
Moreover, the
ところで前記形式のコンテナクレーン22の場合は、トロリ22f、22i、トラバーサ22gや吊上げ機構は、全てロープを介して操作されるように構成されている。また、本体22aの上部の高所に設けてある機械室22K内にはロープを操作する大型の回転ドラム(例えば、直径:80〜130cm、長さ:300cm)や減速機や制御装置などの各種の装置が配置されている。
Incidentally, in the case of the
(連結部材)コンテナクレーン22の場合、動力源とその動力を受けて回転する回転ドラムとの間に連結部材を介して接続するのが普通である。この連結部材の一例としては、“ローレンツギア”を使用した“ギアカップリング”がある。
(Connecting member) In the case of the
このギアカップリングは駆動軸側に一種のスプライン状の外歯を形成し、これと噛合するキャップ状部材側に内歯が形成されている。このギアカップリングは噛合状態で互いに滑り運動をしているので、歯面を潤滑するために粘度が高いグリスが使用されている。 This gear coupling forms a kind of spline-shaped external teeth on the drive shaft side, and has internal teeth formed on the cap-shaped member side that meshes with it. Since the gear couplings are sliding with each other in the meshed state, grease having a high viscosity is used to lubricate the tooth surfaces.
(ギアカップリングの点検の困難性)ギアカップリングは駆動軸の先端に設けたスプラインを抜き取らないとギアカップリング部の潤滑状態の点検ができない。しかし、回転ドラムは大径でかつ長尺の大型構造物であり、その重量が数トンもあるため、狭い場所に起重機を設置する必要があるが、現実にこの作業を行うことは不可能である。 (Difficulty in checking the gear coupling) The gear coupling cannot be checked for lubrication unless the spline provided at the tip of the drive shaft is removed. However, the rotating drum is a large structure with a large diameter and a long length, and its weight is several tons, so it is necessary to install a hoist in a small place, but this work is impossible in reality. is there.
(公知技術は)一般的には、各種の回転手段を持つ装置の回転軸と軸受け部分の回転が不具合(潤滑不良)を防止する重要な方法は、駆動軸と駆動される回転体の連結部分の潤滑油が切れることを積極的に防止する方法が採用されている。 In general, the important method for preventing the rotation (rotation failure) of the rotating shaft and the bearing portion of the device having various rotating means is to connect the driving shaft and the rotating body to be driven. The method of positively preventing the lubricating oil from running out is employed.
具体的には、ピニオンギヤに沿ってグリスを受けるワッシャを配置する装置が提案されている(例えば、特許文献2)。また、自動車関係の変速装置の場合は、潤滑オイルを強制的に流す通路を形成する構造(例えば、特許文献3)や可動部分にグリスを溜める溝を形成する構造が提案されている(例えば、特許文献4)。 Specifically, an apparatus that arranges a washer that receives grease along a pinion gear has been proposed (for example, Patent Document 2). Further, in the case of an automobile-related transmission, a structure for forming a passage for forcibly flowing lubricating oil (for example, Patent Document 3) and a structure for forming a groove for collecting grease in a movable part are proposed (for example, Patent Document 4).
前記特許文献1に記載されたコンテナクレーンにはコンテナ(重量物)を荷役するためにロープを操作する大型の巻取りドラムが使用されている。しかし、この巻取りドラムは、回転速度が遅く、長期に亘って潤滑油を追加できない事情があることから軸受の潤滑剤としてグリスが使用されている。つまり、自動車のエンジンのように粘度の低い潤滑油が使用できず、注油回数が少なくても潤滑性が保持できる粘度の高いグリスを使用せざるを得ないのである。
The container crane described in
従って、前記特許文献2、3、4の何れの構造の装置も、少なくともコンテナクレーンに採用することができない。また、粘度の高いグリスが切れたことを報知する手段も提供されていないのが現状である。
Therefore, any of the structures of
(機械室の内部の様子)図1の平面図は、図8に記載されたコンテナクレーン22の機械室22Kの内部の一例を示している。縞鋼板からなる床板の周囲に金属板の裏面に断熱材を積層した壁材で囲って部屋30を区画し、図示しないが断熱材を積層した金属板の屋根で天井を塞いでいる。
(State inside machine room) The plan view of FIG. 1 shows an example of the inside of the
床板は要所々を補強部材で補強し、基礎部材を配置した部分に巻取りドラム1、1を軸支し、電動モータ2と減速機3で前記巻取りトラム1を駆動する巻取装置4(4a)を構成している。なお、32は床の下方から部屋30に出入りするためのハッチ、33は変圧器、34は工具箱、36はロッカー、37は排気フアンである。
The floor plate is reinforced by reinforcing members at important points, the
図2は、図8の機械室22K内に配置されている巻取装置4を構成する巻取りドラム1(右側)と減速機3の動力伝達部を示す一部切開断面図である。
Figure 2 is a partially cut cross-sectional view showing the
減速機3の両側に出力軸(駆動軸)5、5が配置され、この出力軸5の先端にグリス潤滑が必要な“ギアカップリング6”を介在させて巻取りドラム1が連結支持されている。また、この巻取りドラム1の右端に突設した支持軸7が軸受8で支持されている。
Output shafts (drive shafts) 5 and 5 are arranged on both sides of the
巻取りドラム1には、トロリ22fや吊り具25等の各部材を遠隔操作するためのロープの位置を決めるロープ溝9がロープの数だけ刻設されている。
The winding
前記ギアカップリング6は、出力軸5と巻取りドラム1の軸心との「段差や傾斜状態」を調節する機能を持つ部材であり、そのために“ローレンツギアR”が使用されている。このローレンツギアRは、図3に示すように中央部が膨らんだ太鼓型で、周囲にスプライン状の突条(特殊歯)を有している。そして一旦、カップリング6を組上げると、簡単に分解することができない構造となっている。
The
このような特殊な機構を考慮してローレンツギアRと、この出力軸5の先端にグリス溜め11をタンク状に形成し、通常はこの中にグリスを充填している。当初はグリス溜め11に十分な量のグリスが充填されているが、クレーンの操作時間の経過と共に、ローレンツギアRを潤滑したグリスは少量ずつではあるが減少して行く。その結果、ギアカップリング6が摩耗して動きに不具合が発生するようになる。この状態を放置しておくとギアカップリング6そのものが破壊すると言う問題があった。
In consideration of such a special mechanism, a
前記特許文献2〜4に記載された発明は、小型の装置の回転機構の潤滑装置に関するものであって、大型の装置で緩速かつ静粛に回転する装置、しかも潤滑剤にグリスしか使用できないコンテナクレーンの駆動装置には全く適用することができないものであった。
The inventions described in
粘度が低い潤滑油の場合は、潤滑油がある程度漏れることを前提として潤滑油の経路が設計されている。しかし、粘度が極端に高いグリスの場合は、漏れが発生する筈がないと言う常識から設計されており、このような事情から充填されたグリスの漏れを検知する方法や装置が全く開発提案されなかったようである。 In the case of a lubricating oil having a low viscosity, the lubricating oil path is designed on the assumption that the lubricating oil leaks to some extent. However, in the case of grease with extremely high viscosity, it is designed from the common sense that there is no risk of leakage, and from this situation, a method and device for detecting leakage of filled grease has been completely developed and proposed. There seemed to be no.
本発明は、前記技術的な事情に鑑み、コンテナクレーンの巻取りドラムのように、低速回転する回転体の軸受部の“グリス欠乏状態”を、原始的ではありながら、正確に確認できる手段、つまり、音を発して知らせる装置を提供することを目的とするものである。 In view of the technical circumstances, the present invention is a means capable of accurately confirming the “grease-deficient state” of the bearing portion of the rotating body rotating at a low speed, such as a winding drum of a container crane, That is, an object is to provide a device that emits a sound and notifies it.
1)駆動装置の出力軸と、この出力軸の先端に設けた連結部材と、この連結部材を構成する底付円筒状の受部材と、前記連結部材を軸心に設けた回転体とからなり、
前記出力軸の先端と前記受部材の底部との間に潤滑剤を収容する空間を形成し、
前記空間内で遊動できる大きさの発音体を収容し、
前記空間内の潤滑剤が減少して前記発音体が遊動した際に、その発音体が発音して前記空間内の潤滑剤が欠乏したことを報知することを特徴としている。
1) An output shaft of the drive device, a connecting member provided at the tip of the output shaft, a bottomed cylindrical receiving member constituting the connecting member, and a rotating body provided with the connecting member at the shaft center. ,
Forming a space for accommodating the lubricant between the tip of the output shaft and the bottom of the receiving member;
Contains a sounding body of a size that can move in the space;
When the lubricant in the space is reduced and the sounding body is idle, the sounding body produces a sound to notify that the lubricant in the space is deficient.
2)前記出力軸は駆動装置の出力軸であり、前記連結部材はローレンツギアを含むギアカップリングで構成されており、前記回転体は大型の回転ドラムであることを特徴としている。 2) The output shaft is an output shaft of a driving device, the connecting member is constituted by a gear coupling including a Lorentz gear, and the rotating body is a large rotating drum.
3)前記発音体は、衝撃に伴って発音する金属製の板材、角部を有する板材、中空状体であることを特徴としている。 3) The sounding body is characterized in that it is a metal plate material that generates sound in response to an impact, a plate material having corners, or a hollow body.
4)前記回転体は、コンテナクレーン用のロープを巻き取るための巻取りドラムであることを特徴している。 4) The rotating body is a winding drum for winding a rope for a container crane.
グリスを使用した潤滑装置においてギアカップリングを構成する受部材と出力軸の先端との間にグリス溜めを形成しておき、その中に小さな発音体を収容しておくと、グリスが十分ある場合は発音体が回転軸の回転に連れてグリスと共に回転して音が発生しない。しかし、グリス溜めの中のグリスが無くなると、その分、空間が発生して回転軸の動きに連れて発音体が踊って転がり、グリス溜めの周囲や壁面と衝突して発音することになる。 When a grease reservoir is formed between the receiving member constituting the gear coupling and the tip of the output shaft in a lubricating device using grease, and a small sounding body is accommodated in the grease reservoir, there is sufficient grease No sound is generated when the sounding body rotates with grease as the rotating shaft rotates. However, when there is no grease in the grease reservoir, space is generated correspondingly, and the sounding body dances and rolls along with the movement of the rotation axis, and sounds by colliding with the periphery of the grease reservoir and the wall surface.
そこで耳を澄ませば、回転軸が泣いているように聞こえ、グリスの充填時期を検知でき、焼付き事故を未然に防止できる。 If you listen carefully, you can hear the rotating shaft crying, detect when the grease is filled, and prevent seizure accidents.
大きな荷重を負担するコンテナクレーンの大型の巻取りドラムは回転速度が遅く、しかも大荷重を長期間負担する装置であるので、グリスによる潤滑しかできないが、そのグリス切れを高価な装置を使用することなく簡単に確認することができる。 The large take-up drum of a container crane that bears a large load has a low rotation speed and a device that bears a large load for a long period of time, so it can only be lubricated with grease, but use an expensive device to remove the grease. It can be easily confirmed.
応用として、粘性の低いグリス以外の潤滑油を使用した、静かに回転する回転軸(大型に限らない)の軸受であっても、本発明を適用して焼付き事故を防止することができ、当然、本発明の技術的範囲に属するものである。 As an application, even if it is a bearing of a rotating shaft (not limited to a large size) that uses a lubricating oil other than low-viscosity grease, a seizure accident can be prevented by applying the present invention, Naturally, it belongs to the technical scope of the present invention.
図8は、本発明を好適に適用できるコンテナクレーン22の側面図であって、このクレーン22は本体22aの上部に水平方向にガーダ22bを固定し、その海側の先端にヒンジ部22cを介してブーム22dを延長し、このブーム22dにトロリ22fとトラバーサ22gを走行するように配置し、本体22a側に別のトロリ22iをガーダ22bの下方に配置した形式のコンテナクレーンを示している。
FIG. 8 is a side view of a
コンテナの陸揚げ操作では、ブーム22d側のトロリ22fの吊具25でコンテナ船23に搭載されているコンテナ24を吊上げ、待機しているトラバーサ22gに移載し、このトラバーサ22gを陸側に走行させ、待機している別のトロリ22iの吊具25で、本体22aの下部で待機していたシャーシ26に移載し、このシャーシ26でコンテヤード20上の所定のレーンに運搬し、ヤードクレーンで段積みする。
In the container landing operation, the
前記コンテナクレーン22の本体22aの上部に問題の機械室22Kが設置されており、この機械機22Kを中心として巻取りドラム1にロープを巻取り、あるいは巻戻しによって前記荷役操作が行われる。
A
機械室22Kの配置は図1を参照して説明した通りであり、この図の「D」部の構造を図2に一部断面して描いており、更にこの図2の「C」部を図3に拡大して描いている。
The arrangement of the
図3に示すように減速機3の出力軸4の先端にはギアカップリング6が連結されており、このギアカップリング6を介して巻取りドラム1が駆動されるようになっている。この出力軸5の先端には“ローレンツギアR”が設けられ、このローレンツギアRを介して底付円筒状のギアカップリング6のキャップ形の受け部材6aが設けられ、このギアカップリング6を介して出力軸5の回転を巻取りドラム1に伝達するように構成されている。さて、出力軸5とギアカップリング6との間は、回転方向には固定状態であるが、巻取りドラム1の軸心と出力軸5の軸心との間に若干の角度変化や軸心の段差が発生する「偏心状態」において正確に動力伝達が可能である。
As shown in FIG. 3, a
前記出力軸5の先端と、前記ギアカップリング6の受け穴の底部にはグリス溜め11が受け穴より拡大して穿設されており、このグリス溜め11の中に、本発明で適用した「発音体13」が遊動可能に収容されている。
A
具体的には、巻取りドラム1の直径は80〜130cm、長さは300cmであり、出力軸5の直径は80〜130cmで、巻取りドラム1の回転は10〜100rpmである。また、グリス溜め11の直径は、前記出力軸5の直径に対して1〜10%大きい直径であり、更に出力軸5の先端と受け部材6aに開口した穴の底との間にの形成されるグリス溜め11の幅は2〜10mmである。
Specifically, the diameter of the winding
この発音体13は、本発明で採用した「グリス切れ」の状態、つまり巻取りドラム1に固定されるギアカップリング6の内部のグリス溜め11に溜まっていたグリスが時間経過と共に減少し、遂に空になり、前記発音体13が出力軸5の回転に伴って持ち上げられ、剥離されて落下する際に「カラン、カラン、コトン」と言う小さな音を発する部材である。
The sounding
発音体13は、前記グリス溜め11の中で出力軸5の回転によって「遊動して音を出す部材」であれば、如何なる形状・構造のものでも使用することができる。
The sounding
図4(A),(B)は、発音体13の第1の例の形状を示しており、正面図(A)と側面図(B)で示す六角形の発音体で、防錆加工した金属板を使用して製作する。
4 (A) and 4 (B) show the shape of the first example of the sounding
図5(A),(B)は、外形が四角形で中央部に膨らみを持たせた金属板2枚を張り合わせた構造のものを示している。 FIGS. 5A and 5B show a structure in which two metal plates each having a rectangular outer shape and having a bulge at the center are bonded together.
図6は、中空の球体の周囲に多数のコブを突出させたものである。更に、図7は三角錐状のものを示している。 FIG. 6 shows a number of bumps protruding around a hollow sphere. Further, FIG. 7 shows a triangular pyramid.
発音体13は、グリス溜め11内で踊って、なるべく大きな音を発するように、多角形のもの、コブと付けた球形のもの、角錐形のもの、単なる円板状のものなど、ギアカップリング6の受け部材6aの中で出力軸5の回転に伴って踊って音を発するものであり、グリス溜め11に充填されたグリスと反応して劣化させる性質を持つもの、発音体13の周囲にグリスが付着して剥離あるいは分離し難い性質を持つ材料は避けるのが良い。この意味で発音体13の材料は金属が最も適している。
The
前記のように巻取りドラム1の回転と共に回転するグリス溜め11の中に、発音体13を収容しておけば、「グリス切れ」になると、この発音体13が出力軸5の回転に連られて踊り、グリス溜め11内で自由に運動し、小さいが発音してグリス切れを音で聞き分けることができる。なお、発音体13の音が小さい場合は、簡単な増幅装置を設けてもよいし、場合によっては通報装置を併設してもよい。
If the sounding
本発明は、実施例に記載した大型の装置の回転軸であって、作動状態の観察や分解掃除が簡単にできない装置の、回転軸の潤滑状態を、発音体が発する小さな音によって検知する装置に有効に適用できるが、潤滑油がグリス以外の粘度が低い材料を使用する装置にも適用可能である。 The present invention is a rotating shaft of a large-sized device described in the embodiment, and the device that detects the lubrication state of the rotating shaft of a device that cannot easily observe and disassemble and clean the operating state by a small sound emitted by a sounding body. However, the present invention can also be applied to an apparatus using a material having a low viscosity other than grease.
また、必ずしも大型でなく、中型か小型の装置であっても回転軸の潤滑状態を発音によって感知するのが良い装置であれば、効果的に適用可能である。 In addition, even if the device is not necessarily large and is a medium-sized or small-sized device, it can be effectively applied as long as it is a device that can sense the lubrication state of the rotating shaft by sound.
1 巻取りドラム
2 電動モータ
3 減速機
4 巻取装置
5 出力軸
6 ギアカップリング
6a 受け部材
7 支持軸
8 軸受
11 グリス溜め
13 発音体
22 コンテナクレーン
22K 機械室
24 コンテナ
R ローレンツギア
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記出力軸の先端と前記受部材の底部との間に潤滑剤を収容する空間を形成し、
前記空間内で遊動できる大きさの発音体を収容し、
前記空間内の潤滑剤が減少して前記発音体が遊動した際に、その発音体が発音して前記空間内の潤滑剤が欠乏したことを報知することを特徴とする回転軸の潤滑状態検知装置。 An output shaft of the drive device, a connecting member provided at the tip of the output shaft, a bottomed cylindrical receiving member constituting the connecting member, and a rotating body provided with the connecting member at the shaft center;
Forming a space for accommodating the lubricant between the tip of the output shaft and the bottom of the receiving member;
Contains a sounding body of a size that can move in the space;
When the lubricant in the space decreases and the sounding body moves freely, the sounding body emits a sound and informs that the lubricant in the space is insufficient. apparatus.
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