JP7301702B2 - Construction Machinery and Cylinder Parts Replacement Timing Prediction System - Google Patents

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Description

本発明は、建設機械およびシリンダ部品交換時期予測システムに係り、更に詳しくは、シール部品を有する油圧シリンダを備えた建設機械および建設機械で用いられる油圧シリンダのシール部品の交換時期を予測するシリンダ部品交換時期予測システムに関する。 The present invention relates to a construction machine and a cylinder part replacement time prediction system, and more particularly, a construction machine having a hydraulic cylinder having a seal part and a cylinder part for predicting the replacement time of the seal part of the hydraulic cylinder used in the construction machine. It relates to a replacement timing prediction system.

油圧ショベルやクレーン等の建設機械は、一般的に、油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される油圧シリンダを備えている。油圧シリンダは、一般的に、筒形状の両端部が閉塞するシリンダ本体と、シリンダ本体内を2つの圧力室に仕切るピストンと、一方側端部がピストンに取り付けられ他方側がシリンダ本体から突出しているピストンロッドとを備えている。油圧シリンダは、圧力室に対する圧油の給排によってピストンがシリンダ本体内で摺動することで、伸縮動作を行うものである。 Construction machines such as hydraulic excavators and cranes generally include a hydraulic cylinder driven by pressure oil discharged from a hydraulic pump. A hydraulic cylinder is generally composed of a cylindrical cylinder body closed at both ends, a piston dividing the inside of the cylinder body into two pressure chambers, and one end attached to the piston and the other protruding from the cylinder body. and a piston rod. A hydraulic cylinder expands and contracts by causing a piston to slide within a cylinder body by supplying and discharging pressurized oil to and from a pressure chamber.

ピストンの外周面には環状溝が形成されており、当該環状溝にはピストンシールが介装されている。ピストンシールは、油圧シリンダの伸縮動作の際に、シリンダ本体の内周面に当接しながら移動する(摺動する)。したがって、ピストンシールは、摺動距離の増加に伴い摩耗してしまう。また、ピストンシールは、圧油の作用によって環状溝の端面に押し付けられて変形したり、圧油の熱によって材料の劣化が進行したりして、その機能が徐々に低下してしまう。そのため、ピストンシールを定期的に交換する必要がある。しかし、ピストンシールが交換前に損傷してしまい油圧シリンダの故障に至ることがある。この場合、建設機械の休止時間の増加(稼働率の低下)や修理コストの負担を招いてしまう。 An annular groove is formed in the outer peripheral surface of the piston, and a piston seal is interposed in the annular groove. The piston seal moves (sliding) while being in contact with the inner peripheral surface of the cylinder body when the hydraulic cylinder expands and contracts. Therefore, the piston seal wears out as the sliding distance increases. In addition, the piston seal is deformed by being pressed against the end surface of the annular groove by the action of the pressure oil, or its material deteriorates due to the heat of the pressure oil, and its function gradually deteriorates. Therefore, it is necessary to replace the piston seal periodically. However, damage to the piston seal prior to replacement can lead to failure of the hydraulic cylinder. In this case, an increase in the downtime of the construction machine (reduced operation rate) and a burden of repair costs are incurred.

このような問題の対応策として、例えば、特許文献1に記載の技術が提案されている。特許文献1に記載のアクチュエータ予測システムは、油圧シリンダの2つのチャンバ(圧力室)内の圧力を測定して圧力対時間曲線を生成し、生成した圧力対時間曲線を、欠陥または損傷があることが知られている油圧シリンダから得られた既知の圧力対時間曲線と比較することで、ピストンシール等の故障を予測している。 As a countermeasure against such problems, for example, a technique described in Patent Document 1 has been proposed. The actuator prediction system described in US Pat. Predict failures such as piston seals by comparing with known pressure vs. time curves obtained from hydraulic cylinders for which .

特表2015-514947号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-514947

しかし、特許文献1に記載の技術は、油圧シリンダの動作中に測定したデータによって生成した圧力対時間曲線に基づき異常を検知するものであるので、圧力対時間曲線に何らかの異常が現れたときには、既にピストンシールに欠陥や損傷が生じていることが想定される。したがって、油圧シリンダの不具合を未然に防止する手段としては、効果が不十分であると考えられる。 However, the technique described in Patent Document 1 detects an abnormality based on the pressure vs. time curve generated from the data measured during the operation of the hydraulic cylinder. It is assumed that the piston seal is already defective or damaged. Therefore, it is considered that the effect is insufficient as a means for preventing malfunction of the hydraulic cylinder.

本発明は、上記の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、油圧シリンダのシール部品を適切な時期に交換することを可能にして油圧シリンダの不具合を未然に防止することができる建設機械およびシリンダ部品交換時期予測システムを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made on the basis of the above matters, and an object of the present invention is to prevent failures of hydraulic cylinders by making it possible to replace seal parts of hydraulic cylinders at appropriate times. and to provide a cylinder parts replacement timing prediction system.

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、シール部品を有する油圧シリンダを備えた建設機械において、前記油圧シリンダの変位を検出する変位センサと、報知装置と、前記変位センサにより検出された変位に基づいて変位の変化量に関する値を演算、前記変位の変化量に関する値を積算することで前記油圧シリンダの伸縮による前記シール部品の交換時点からの累積移動量を演算し、前記累積移動量が閾値以上となった場合に報知指令を前記報知装置へ出力する制御装置とを備えていることを特徴とする。
The present application includes a plurality of means for solving the above problems. To give one example, a construction machine equipped with a hydraulic cylinder having a sealing part includes a displacement sensor for detecting the displacement of the hydraulic cylinder and a notification device. and calculating a value related to the amount of change in displacement based on the displacement detected by the displacement sensor, and integrating the value related to the amount of change in displacement, so that the accumulated movement from the time of replacement of the seal part due to expansion and contraction of the hydraulic cylinder is calculated. and a control device that calculates an amount and outputs a notification command to the notification device when the cumulative movement amount becomes equal to or greater than a threshold value.

本発明によれば、変位センサにより検出された変位に基づいて演算した変位の変化量に関する値を積算した積算値を基に、油圧シリンダのシール部品の劣化状態を正確に予測することができる。したがって、正確に予測したシール部品の状態を元にシール部品の交換時期を建設機械の関係者に対して報知することで、油圧シリンダのシール部品を適切な時期に交換することが可能となり、油圧シリンダの不具合を未然に防止することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, it is possible to accurately predict the state of deterioration of the seal component of the hydraulic cylinder based on the integrated value obtained by integrating the values relating to the amount of change in displacement calculated based on the displacement detected by the displacement sensor. Therefore, by notifying the people involved in the construction machinery of the replacement timing of the seal parts based on the accurately predicted state of the seal parts, it becomes possible to replace the seal parts of the hydraulic cylinder at an appropriate time. It is possible to prevent malfunction of the cylinder.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.

本発明の建設機械の第1の実施の形態を適用した油圧ショベルを示す図である。1 is a diagram showing a hydraulic excavator to which a construction machine according to a first embodiment of the present invention is applied; FIG. 本発明の建設機械の第1の実施の形態の一部を構成する油圧シリンダを示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view showing a hydraulic cylinder forming part of a construction machine according to a first embodiment of the present invention; FIG. 図2の符号Sで示す油圧シリンダの一部分を拡大した状態で示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an enlarged state of a portion of the hydraulic cylinder indicated by symbol S in FIG. 2 ; 本発明の建設機械の第1の実施の形態の一部を構成する制御装置のハード構成及び機能構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the hardware configuration and functional configuration of a control device forming part of a construction machine according to a first embodiment of the present invention; FIG. 図4に示す本発明の建設機械の第1の実施の形態の一部を構成する制御装置による部品交換時期に関する演算処理手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flow chart showing an example of an arithmetic processing procedure regarding part replacement timing by a control device constituting a part of the first embodiment of the construction machine of the present invention shown in FIG. 4; FIG. 本発明の建設機械の第2の実施の形態を適用した油圧ショベルを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a hydraulic excavator to which a construction machine according to a second embodiment of the present invention is applied; 本発明の建設機械の第2の実施の形態の一部を構成する制御装置のハード構成及び機能構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing the hardware configuration and functional configuration of a control device forming part of a construction machine according to a second embodiment of the present invention; 図7に示す本発明の建設機械の第2の実施の形態の一部を構成する制御装置による部品交換時期に関する演算処理手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flow chart showing an example of an arithmetic processing procedure regarding part replacement timing by a control device constituting a part of the second embodiment of the construction machine of the present invention shown in FIG. 7; FIG. 本発明の建設機械の第2の実施の形態の変形例における制御装置のハード構成及び機能構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the hardware configuration and functional configuration of a control device in a modified example of the second embodiment of the construction machine of the present invention; 図9に示す本発明の建設機械の第2の実施の形態の変形例の一部を構成する制御装置による部品交換時期に関する演算処理手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flow chart showing an example of an arithmetic processing procedure regarding part replacement timing by a control device forming part of the modification of the second embodiment of the construction machine of the present invention shown in FIG. 9; FIG. 本発明のシリンダ部品交換時期予測システムの一実施の形態の構成を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of a cylinder part replacement timing prediction system of the present invention; 本発明のシリンダ部品交換時期予測システムの一実施の形態の一部を構成するサーバのハード構成及び機能構成を示すブロック図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing the hardware configuration and functional configuration of a server forming part of an embodiment of a cylinder part replacement time prediction system of the present invention;

以下、本発明の建設機械およびシリンダ部品交換時期予測システムの実施の形態について図面を用いて説明する。本実施の形態においては、建設機械の一例として油圧ショベルを例に挙げて説明する。 An embodiment of a construction machine and a cylinder part replacement timing prediction system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a hydraulic excavator will be described as an example of a construction machine.

まず、本発明の建設機械の第1の実施の形態を適用した油圧ショベルの構成について図1~図3を用いて説明する。図1は本発明の建設機械の第1の実施の形態を適用した油圧ショベルを示す図である。図2は本発明の建設機械の第1の実施の形態の一部を構成する油圧シリンダを示す縦断面図である。図3は図2の符号Sで示す油圧シリンダの一部分を拡大した状態で示す断面図である。 First, the configuration of a hydraulic excavator to which a construction machine according to a first embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. FIG. 1 is a diagram showing a hydraulic excavator to which a first embodiment of the construction machine of the present invention is applied. FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing a hydraulic cylinder forming part of the construction machine according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an enlarged state of a portion of the hydraulic cylinder indicated by symbol S in FIG.

図1において、建設機械としての油圧ショベル1は、自走可能な下部走行体2と、下部走行体2上に旋回可能に搭載された上部旋回体3と、上部旋回体3の前部に俯仰動可能に設けられたフロント作業機4とを備えている。 In FIG. 1, a hydraulic excavator 1 as a construction machine includes a self-propelled lower traveling body 2, an upper revolving body 3 rotatably mounted on the lower traveling body 2, and a front portion of the upper revolving body 3 which is elevated. and a front work machine 4 provided movably.

下部走行体2は、クローラ式の走行装置11を左右に備えている。左右の走行装置11はそれぞれ走行油圧モータ12により駆動する。 The lower traveling body 2 is provided with crawler-type traveling devices 11 on the left and right sides. The left and right travel devices 11 are driven by travel hydraulic motors 12, respectively.

上部旋回体3は、旋回油圧モータ(図示せず)によって、下部走行体2に対して旋回駆動される。上部旋回体3は、支持構造体である旋回フレーム21と、旋回フレーム21上の前部左側に設置された運転室22と、旋回フレーム21上の後部側に配置された機械室23と、旋回フレーム21の後端部に取り付けられたカウンタウェイト24とを含んで構成されている。運転室22内には、オペレータがフロント作業機4等の機体を操作するための操作装置(図示せず)や後述のモニタ装置91などが配置されている。機械室23には、フロント作業機4等の機体を駆動するための油圧システムを構成する油圧ポンプや制御弁、油圧ポンプを駆動する原動機(共に図示せず)などが収容されている。カウンタウェイト24は、フロント作業機4との重量バランスをとるためのものである。 The upper revolving structure 3 is driven to revolve with respect to the lower traveling structure 2 by a revolving hydraulic motor (not shown). The upper revolving body 3 includes a revolving frame 21 as a support structure, an operator's cab 22 installed on the front left side of the revolving frame 21, a machine room 23 arranged on the rear side of the revolving frame 21, a revolving and a counterweight 24 attached to the rear end of the frame 21 . In the operator's cab 22, an operation device (not shown) for an operator to operate the machine body such as the front working machine 4, a monitor device 91 described later, and the like are arranged. The machine room 23 accommodates a hydraulic pump and control valves that constitute a hydraulic system for driving the machine body such as the front working machine 4, a prime mover (both not shown) that drives the hydraulic pump, and the like. The counterweight 24 is for balancing the weight with the front working machine 4 .

フロント作業機4は、掘削作業等を行うための多関節型の作業装置であり、例えば、ブーム31、アーム32、アタッチメントとしてのバケット33を備えている。ブーム31は、その基端部が上部旋回体3の旋回フレーム21の前端部に第1回動軸(図示せず)を介して回動可能に連結されている。ブーム31の先端部には、アーム32の基端部が第2回動軸35を介して回動可能に連結されている。アーム32の先端部には、バケット33の基端部が第3回動軸36を介して回動可能に連結されている。ブーム31は、上部旋回体3とブーム31に架け渡されたブームシリンダ37によって駆動される。アーム32は、ブーム31とアーム32に架け渡されたアームシリンダ38によって駆動される。バケット33は、アーム32とバケット33にリンク機構40を介して架け渡されたバケットシリンダ39によって駆動される。ブームシリンダ37、アームシリンダ38、バケットシリンダ39は、圧油の供給によって伸縮可能な油圧シリンダである。これらの油圧シリンダ37、38、39には、油圧ポンプからの圧油が供給される。各油圧シリンダ37、38、39の駆動は、操作装置が出力する油圧信号や電気信号等の操作信号によって制御される。 The front work machine 4 is a multi-joint work device for performing excavation work and the like, and includes, for example, a boom 31, an arm 32, and a bucket 33 as an attachment. The base end of the boom 31 is rotatably connected to the front end of the revolving frame 21 of the upper revolving body 3 via a first rotating shaft (not shown). A proximal end of an arm 32 is rotatably connected to a distal end of the boom 31 via a second rotating shaft 35 . The base end of the bucket 33 is rotatably connected to the tip of the arm 32 via the third rotating shaft 36 . The boom 31 is driven by a boom cylinder 37 that spans the upper swing body 3 and the boom 31 . The arm 32 is driven by an arm cylinder 38 that spans the boom 31 and the arm 32 . The bucket 33 is driven by a bucket cylinder 39 that spans the arm 32 and the bucket 33 via a link mechanism 40 . The boom cylinder 37, the arm cylinder 38, and the bucket cylinder 39 are hydraulic cylinders that can be extended and contracted by supplying pressure oil. These hydraulic cylinders 37 , 38 , 39 are supplied with pressure oil from hydraulic pumps. Driving of the hydraulic cylinders 37, 38, and 39 is controlled by operation signals such as hydraulic signals and electric signals output from the operating device.

ブームシリンダ37、アームシリンダ38、バケットシリンダ39は、互いに同様な基本構造を備える油圧シリンダである。そこで、ブームシリンダ37、アームシリンダ38、バケットシリンダ39の構成を同じ図(図2及び図3)を用いて説明する。 The boom cylinder 37, the arm cylinder 38, and the bucket cylinder 39 are hydraulic cylinders having the same basic structure. Therefore, the configurations of the boom cylinder 37, the arm cylinder 38, and the bucket cylinder 39 will be explained using the same drawings (FIGS. 2 and 3).

図2において、油圧シリンダ(ブームシリンダ37、アームシリンダ38、バケットシリンダ39)は、シリンダ本体41と、シリンダ本体41の内部を移動可能なピストンロッド42と、ピストンロッド42の一方側端部(図2中、右側端部)に設けられ、シリンダ本体41内をピストンロッド42が存在しないボトム側(図2中、右側)の第1圧力室(以下、ボトム室という)C1とピストンロッド42側(図2中、左側)の第2圧力室(以下、ロッド室という)C2との2室に仕切るピストン43とを備えている。 2, the hydraulic cylinder (boom cylinder 37, arm cylinder 38, bucket cylinder 39) includes a cylinder body 41, a piston rod 42 movable inside the cylinder body 41, and one end of the piston rod 42 (see FIG. 2). 2), and a first pressure chamber (hereinafter referred to as bottom chamber) C1 on the bottom side (right side in FIG. 2) where the piston rod 42 does not exist in the cylinder body 41 and the piston rod 42 side ( It has a piston 43 that partitions into two chambers, the second pressure chamber (hereinafter referred to as rod chamber) C2 on the left side in FIG.

シリンダ本体41は、例えば、軸方向一端側(図2中、右端側)が閉塞し他端側(図2中、左端側)が開口する筒状のシリンダチューブ45と、シリンダチューブ45の開口部を閉塞するように装着されたカバー46とで構成されている。シリンダチューブ45の閉塞側端部には、ボトム室C1に対する作動油の給排を行うための第1給排ポート45aが設けられていると共に、リング状の第1取付部45bが設けられている。カバー46には、ロッド室C2に対する作動油の給排を行うための第2給排ポート46aが設けられている。ピストンロッド42は、カバー46を貫通してシリンダ本体41の内外に延伸しており、シリンダ本体41の外側に位置する先端部にリング状の第2取付部42aを有している。ピストンロッド42とカバー46(シリンダ本体41)との隙間を封止するロッドシール47がカバー46側に装着されている。ロッドシール47は、ピストンロッド42の外周面に対して相対的に摺動するように構成されている。 The cylinder body 41 includes, for example, a cylindrical cylinder tube 45 closed at one axial end (right end in FIG. 2) and open at the other end (left end in FIG. 2), and an opening of the cylinder tube 45. and a cover 46 attached to close the A first supply/discharge port 45a for supplying/discharging hydraulic oil to/from the bottom chamber C1 and a ring-shaped first mounting portion 45b are provided at the closed end of the cylinder tube 45. . The cover 46 is provided with a second supply/discharge port 46a for supplying/discharging hydraulic oil to/from the rod chamber C2. The piston rod 42 extends inside and outside the cylinder body 41 through the cover 46 and has a ring-shaped second mounting portion 42 a at the tip located outside the cylinder body 41 . A rod seal 47 that seals a gap between the piston rod 42 and the cover 46 (cylinder body 41) is mounted on the cover 46 side. The rod seal 47 is configured to slide relative to the outer peripheral surface of the piston rod 42 .

ピストン43は、シリンダチューブ45の内周面に対して摺動するように構成されている。ピストン43の外周面には、図3に示すように、ピストンシール50を装着するための環状溝49が設けられている。環状溝49は、例えば、ピストン43の外周面における軸方向(移動可能な方向)の両端部(図3中、左右の両端部)に設けられた第1の環状溝49aと、第1の環状溝49aよりも軸方向内側の位置に設けられた一対の第2の環状溝49bと、一対の第2の環状溝49bの間に設けられた1つの第3の環状溝49cとで構成されている。各第1の環状溝49aには、コンタミシールリング51が配置されている。コンタミシールリング51は、作動油中に含まれる不純物や作動油に混入した異物(コンタミネーション)がシリンダチューブ45の内周面とピストン43の外周面との隙間に侵入することを防ぐものである。各第2の環状溝49bには、軸受リング52が配置されている。軸受リング52は、その外周面がシリンダチューブ45の内周面に接触し、ピストン43をシリンダチューブ45に対して摺動可能に支持する機能を有している。第3の環状溝49cには、シールリング53が配置されている。シールリング53は、ボトム室C1とロッド室C2間の作動油の漏洩を抑制するものである。 The piston 43 is configured to slide against the inner peripheral surface of the cylinder tube 45 . An annular groove 49 for mounting a piston seal 50 is provided on the outer peripheral surface of the piston 43, as shown in FIG. The annular groove 49 includes, for example, first annular grooves 49a provided at both ends (left and right ends in FIG. 3) in the axial direction (movable direction) of the outer peripheral surface of the piston 43, It is composed of a pair of second annular grooves 49b provided axially inside the grooves 49a, and one third annular groove 49c provided between the pair of second annular grooves 49b. there is A contamination seal ring 51 is arranged in each first annular groove 49a. The contamination seal ring 51 prevents impurities contained in the hydraulic oil and foreign substances (contamination) mixed in the hydraulic oil from entering the gap between the inner peripheral surface of the cylinder tube 45 and the outer peripheral surface of the piston 43. . A bearing ring 52 is arranged in each second annular groove 49b. The outer peripheral surface of the bearing ring 52 contacts the inner peripheral surface of the cylinder tube 45 and has a function of supporting the piston 43 slidably with respect to the cylinder tube 45 . A seal ring 53 is arranged in the third annular groove 49c. The seal ring 53 suppresses leakage of hydraulic oil between the bottom chamber C1 and the rod chamber C2.

各油圧シリンダ37、38、39では、図2に示すように、圧油が第1給排ポート45aを介してボトム室C1に供給されると共にロッド室C2側の第2給排ポート46aが作動油タンク(図示せず)に接続されると、ピストン43がカバー46側(図2中、左側)へシリンダチューブ45内を摺動してピストンロッド42をシリンダ本体41から突出させるように移動することで伸長する。また、圧油が第2給排ポート46aを介してロッド室C2に供給されると共にボトム室C1側の第1給排ポート45aが作動油タンクに接続されると、ピストン43がシリンダチューブ45の閉塞端部側(図2中、右側)へシリンダチューブ45内を摺動してピストンロッド42をシリンダ本体41内に引き込むように移動することで縮小する。 In each hydraulic cylinder 37, 38, 39, as shown in FIG. 2, pressure oil is supplied to the bottom chamber C1 through the first supply/discharge port 45a, and the second supply/discharge port 46a on the rod chamber C2 side is operated. When connected to an oil tank (not shown), the piston 43 slides in the cylinder tube 45 toward the cover 46 (left side in FIG. 2) so that the piston rod 42 protrudes from the cylinder body 41. It expands by Further, when pressure oil is supplied to the rod chamber C2 through the second supply/discharge port 46a and the first supply/discharge port 45a on the bottom chamber C1 side is connected to the hydraulic oil tank, the piston 43 is pushed out of the cylinder tube 45. The piston rod 42 is slid in the cylinder tube 45 to the closed end side (right side in FIG. 2) and moved so as to be pulled into the cylinder body 41 to contract.

図3に示すピストンシール50は、油圧シリンダ37、38、39の伸縮動作の際に、シリンダチューブ45の内周面に接触した状態で移動する(摺動が生じる)。したがって、ピストンシール50は、摺動距離の増加に伴って摩耗してしまう。また、ピストンシール50は、圧油の作用によって環状溝49の側壁面に押し付けられて変形したり、高温となった圧油の熱によって材料の劣化が進行したりして、その機能が徐々に低下してしまう。そのため、ピストンシール50を定期的に交換する必要がある。ピストンシール50が交換前に損傷すると、油圧シリンダ37、38、39の故障に至ることがある。この場合、油圧シリンダ37、38、39の修理費用の負担や油圧シリンダ37、38、39を備えた油圧ショベル1の休止を招いてしまう。 The piston seal 50 shown in FIG. 3 moves (sliding) while being in contact with the inner peripheral surface of the cylinder tube 45 when the hydraulic cylinders 37, 38, 39 expand and contract. Therefore, the piston seal 50 wears out as the sliding distance increases. Further, the piston seal 50 is deformed by being pressed against the side wall surface of the annular groove 49 by the action of the pressure oil, or its material deteriorates due to the heat of the high temperature pressure oil, and its function gradually deteriorates. will decline. Therefore, it is necessary to replace the piston seal 50 periodically. Damage to the piston seal 50 prior to replacement may lead to failure of the hydraulic cylinders 37,38,39. In this case, repair costs for the hydraulic cylinders 37, 38, and 39 are incurred, and the hydraulic excavator 1 having the hydraulic cylinders 37, 38, and 39 is stopped.

ロッドシール47でも、油圧シリンダ37、38、39の伸縮動作の際に、ピストンロッド42の外周面に対して相対的に摺動した状態となる。したがって、ロッドシール47も、ピストンシール50と同様に、ピストンロッド42との摺動距離の増加に伴って摩耗してしまう。また、圧油の作用による変形や高温の圧油による材料の劣化等により機能が徐々に低下してしまう。そのため、ロッドシール47も定期的に交換する必要がある。 The rod seal 47 also slides relative to the outer peripheral surface of the piston rod 42 when the hydraulic cylinders 37 , 38 , 39 extend and retract. Therefore, like the piston seal 50, the rod seal 47 also wears as the sliding distance with respect to the piston rod 42 increases. In addition, the function gradually deteriorates due to deformation due to the action of pressure oil, deterioration of materials due to high temperature pressure oil, and the like. Therefore, the rod seal 47 also needs to be replaced periodically.

そこで、本実施の形態に係る油圧ショベル1は、ブームシリンダ37、アームシリンダ38、バケットシリンダ39などの各油圧シリンダのシール部品の交換時期を予測するシリンダ部品交換時期予測システムを備えている。シリンダ部品交換時期予測システムは、図1に示すように、ブームシリンダ37、アームシリンダ38、バケットシリンダ39の変位x(予め定められた位置を基準とした相対位置)をそれぞれ検出する第1の変位センサ61a、第2の変位センサ61b、第3の変位センサ61cと、各変位センサ61a、61b、61c(以下において3つの変位センサをまとめて61と表記することがある)が検出した変位xに基づいて、各油圧シリンダ37、38、39のシール部品の交換時期に関する各種の演算処理を行う制御装置70と、運転室22内に配置され、制御装置70の演算処理の結果を報知する報知装置として機能するモニタ装置91とを備えている。 Therefore, the hydraulic excavator 1 according to the present embodiment includes a cylinder parts replacement timing prediction system that predicts the replacement timing of the seal parts of each hydraulic cylinder such as the boom cylinder 37, the arm cylinder 38, and the bucket cylinder 39. As shown in FIG. 1, the cylinder parts replacement timing prediction system is a first displacement system that detects displacements x (relative positions with respect to a predetermined position) of the boom cylinder 37, the arm cylinder 38, and the bucket cylinder 39, respectively. The displacement x detected by the sensor 61a, the second displacement sensor 61b, the third displacement sensor 61c, and each of the displacement sensors 61a, 61b, and 61c (the three displacement sensors may be collectively referred to as 61 below) A control device 70 that performs various arithmetic processing regarding the replacement timing of the seal parts of the hydraulic cylinders 37, 38, and 39, and a notification device that is arranged in the operator's cab 22 and notifies the result of the arithmetic processing of the control device 70. and a monitor device 91 that functions as a

第1~第3の変位センサ61a、61b、61cは、例えば、各油圧シリンダ37、38、39の変位を直接的に検出するリニアポテンショメータであり、ブームシリンダ37、アームシリンダ38、バケットシリンダ39にそれぞれ取り付けられている。第1~第3の変位センサ61a、61b、61cはそれぞれ、制御装置70と電気的に接続されており、油圧シリンダ37、38、39の変位xの検出信号を制御装置70へ出力する。 The first to third displacement sensors 61a, 61b, 61c are, for example, linear potentiometers that directly detect displacements of the respective hydraulic cylinders 37, 38, 39. attached to each. The first to third displacement sensors 61 a , 61 b , 61 c are electrically connected to the control device 70 and output detection signals of the displacement x of the hydraulic cylinders 37 , 38 , 39 to the control device 70 .

制御装置70は、油圧ショベル1内に配置されている(図1では、便宜上、油圧ショベル1の外側に図示されている)。制御装置70は、演算処理の結果を、モニタ装置91へ出力すると共にサーバ92へ送信する。制御装置70の構成及び機能の詳細は後述する。 The control device 70 is arranged inside the hydraulic excavator 1 (in FIG. 1, it is illustrated outside the hydraulic excavator 1 for convenience). The control device 70 outputs the result of the arithmetic processing to the monitor device 91 and also transmits it to the server 92 . Details of the configuration and functions of the control device 70 will be described later.

モニタ装置91は、例えば、制御装置70と電気的に接続されており、制御装置70からの後述の報知指令等に応じて各種の情報を表示画面に表示する。 The monitor device 91 is electrically connected to, for example, the control device 70, and displays various information on the display screen in response to a notification command or the like from the control device 70, which will be described later.

制御装置70は、油圧ショベル1外の管理センタ等に設置されたサーバ92と通信ネットワーク100を介して接続可能に構成されている。サーバ92は、例えば、油圧ショベル1を含む複数の建設機械に関する各種情報を格納するものであり、制御装置70からの後述の報知指令や交換時期情報等を受信する。サーバ92は、建設機械メーカのサービス員や建設機械のオーナ、施工管理者等の建設機械の関係者が使用するPC等の情報処理装置93および携帯電話等の可搬性の端末装置94に通信ネットワーク100を介して接続可能である。本実施の形態における情報処理装置93および可搬性の端末装置94は、サーバ92を介して制御装置70の演算処理の結果を受信して油圧ショベル1の関係者に対して報知する報知装置として機能するものである。 The control device 70 is configured to be connectable via a communication network 100 to a server 92 installed in a management center or the like outside the hydraulic excavator 1 . The server 92 stores, for example, various types of information about a plurality of construction machines including the hydraulic excavator 1, and receives a notification command, replacement time information, and the like from the control device 70, which will be described later. The server 92 connects an information processing device 93 such as a PC and a portable terminal device 94 such as a mobile phone, which are used by service personnel of construction machinery manufacturers, owners of construction machinery, construction managers, and other persons concerned with construction machinery, to a communication network. 100 can be connected. The information processing device 93 and the portable terminal device 94 in the present embodiment function as a notification device that receives the result of the arithmetic processing of the control device 70 via the server 92 and notifies the relevant personnel of the hydraulic excavator 1 of the result. It is something to do.

次に、本発明の建設機械の第1の実施の形態における制御装置のハード構成及び機能構成について図4を用いて説明する。図4は本発明の建設機械の第1の実施の形態の一部を構成する制御装置のハード構成及び機能構成を示すブロック図である。 Next, the hardware configuration and functional configuration of the control device in the construction machine according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing the hardware configuration and functional configuration of a control device forming part of the construction machine according to the first embodiment of the present invention.

図4において、制御装置70は、ハード構成として、例えば、RAMやROM等からなる記憶装置71と、CPU等からなる処理装置72と、サーバ92等の外部と通信ネットワーク100を介した通信を可能とする通信装置73とを備えている。記憶装置71には、各油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47の交換時期に関する各種の演算処理に必要なプラグラムや各種情報が予め記憶されている。処理装置72は、記憶装置71から所定のプログラムや各種情報を適宜読み込み、当該プログラムに従って処理を実行することで以下の各種機能を実現する。 In FIG. 4, the control device 70 has a hardware configuration such as a storage device 71 made up of a RAM, a ROM, etc., a processing device 72 made up of a CPU, etc., and an external device such as a server 92 capable of communicating with the outside via the communication network 100. and a communication device 73 that The storage device 71 preliminarily stores programs and various information necessary for various kinds of arithmetic processing regarding the replacement timing of the seal parts 50 and 47 of the hydraulic cylinders 37 , 38 and 39 . The processing device 72 reads a predetermined program and various information from the storage device 71 as appropriate, and executes processing according to the program, thereby realizing the following various functions.

制御装置70は、例えば、記憶装置71の機能としての記憶部81と、処理装置72により実行される機能としての変位変化量演算部82、累積移動量演算部83、交換時期判定部84、交換時期情報演算部85を備えている。なお、制御装置70は、ブームシリンダ37、アームシリンダ38、バケットシリンダ39のそれぞれのシール部品の交換時期に関する演算処理を別個に行うものである。しかし、それらの演算処理はすべて同様なものなので、図4では、1つの油圧シリンダに対する演算処理のみを説明する。 The control device 70 includes, for example, a storage unit 81 as a function of the storage device 71, a displacement change amount calculation unit 82 as a function executed by the processing device 72, a cumulative movement amount calculation unit 83, a replacement timing determination unit 84, a replacement A timing information calculation unit 85 is provided. Note that the control device 70 separately performs arithmetic processing regarding the replacement timing of the seal parts of the boom cylinder 37, the arm cylinder 38, and the bucket cylinder 39, respectively. However, since all of those calculation processes are the same, only the calculation process for one hydraulic cylinder will be described in FIG.

記憶部81には、閾値Xthが予め記憶されている。閾値Xthは、交換時期判定部84の判定のために用いられるものであり、後述の累積移動量Xの比較対象である。 The threshold value X th is stored in advance in the storage unit 81 . The threshold value X th is used for determination by the replacement timing determination unit 84, and is a comparison target of the accumulated movement amount X described later.

変位変化量演算部82は、変位センサ61(61a、61b、61c)が逐次検出した変位xに基づいて、油圧シリンダ37、38、39の変位の変化量の絶対値Δxaを逐次演算するものである。具体的には、変位変化量演算部82は、一連の演算処理(後述の図5参照)の演算ループ毎に、変位センサ61が検出した変位xの検出信号を取り込み、現在の演算ループ(カウントnの演算ループ)で取り込んだ変位をxとし、1回前の演算ループ(カウントn-1の演算ループ)で取り込んだ変位をxn-1としたときに、変位xから変位xn-1を減算して得られた値の絶対値をとることで、変位の変化量の絶対値Δxaを演算する。すなわち、変位変化量演算部82は、次の式(1)に基づき、変位の変化量の絶対値Δxaを演算する。
Δxa=|x-xn-1| … (1)
The displacement change amount calculator 82 sequentially calculates the absolute value Δxa of the displacement change amount of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 based on the displacement x sequentially detected by the displacement sensors 61 (61a, 61b, 61c). be. Specifically, the displacement change amount calculation unit 82 takes in the detection signal of the displacement x detected by the displacement sensor 61 for each calculation loop of a series of calculation processing (see FIG. 5 described later), and calculates the current calculation loop (count When the displacement taken in the calculation loop of n) is xn and the displacement taken in the previous calculation loop (calculation loop of count n-1) is xn -1 , the displacement xn to the displacement xn By taking the absolute value of the value obtained by subtracting -1 , the absolute value Δxa of the amount of change in displacement is calculated. That is, the displacement change amount calculator 82 calculates the absolute value Δxa of the displacement change amount based on the following equation (1).
Δxa=|x n −x n−1 | (1)

累積移動量演算部83は、変位変化量演算部82による演算結果の変位の変化量の絶対値Δxaをシール部品50、47の交換時点から積算することで、シール部品50、47の交換時点から現演算処理時までの油圧シリンダ37、38、39の伸縮による累積移動量(すなわち、ピストン43やピストンロッド42の累積移動量)を演算するものである。ピストン43やピストンロッド42の累積移動量は、ピストンシール50やロッドシール47のシール部品が相対的に摺動した距離の総和に相当する。シール部品の摺動距離の大きさに応じてシール部品の摩耗状態(劣化状態)が進行するので、シール部品の摺動距離(累積移動量)はシール部品の交換時期の指標となる。 Cumulative movement amount calculation unit 83 integrates the absolute value Δxa of the amount of change in displacement calculated by displacement change amount calculation unit 82 from the time of replacement of seal parts 50 and 47 . It calculates the cumulative amount of movement due to the expansion and contraction of the hydraulic cylinders 37, 38, and 39 (that is, the cumulative amount of movement of the piston 43 and the piston rod 42) up to the current calculation process. The cumulative amount of movement of the piston 43 and the piston rod 42 corresponds to the sum of the distances by which the seal parts such as the piston seal 50 and the rod seal 47 slide relative to each other. Since the wear state (deterioration state) of the seal part progresses in accordance with the size of the sliding distance of the seal part, the sliding distance (cumulative amount of movement) of the seal part serves as an indicator of the replacement timing of the seal part.

具体的には、累積移動量演算部83は、演算ループ毎に、変位変化量演算部82の演算結果である変位の変化量の絶対値Δxaを前回の演算ループで得た累積移動量Xに対して加算することで、現在の演算ループまでの累積移動量Xを演算する。すなわち、累積移動量演算部83は、次の式(2)に基づき累積移動量Xを演算する。
X=X+Δxa … (2)
Specifically, the cumulative displacement calculation unit 83 adds the absolute value Δxa of the displacement change amount, which is the calculation result of the displacement change calculation unit 82, to the cumulative displacement X obtained in the previous calculation loop for each calculation loop. By adding to the current calculation loop, the cumulative movement amount X up to the current calculation loop is calculated. That is, the cumulative movement amount calculator 83 calculates the cumulative movement amount X based on the following equation (2).
X=X+Δxa (2)

また、累積移動量演算部83は、一連の演算処理の終了時に、最終的な演算結果の累積移動量Xを初期値Xiniとして記憶部81に記憶させる。さらに、累積移動量演算部83は、一連の演算処理の開始時に、記憶部81に記憶させた初期値Xiniを読み込んで累積移動量Xの初期値として設定する。 In addition, the cumulative movement amount calculation unit 83 causes the storage unit 81 to store the cumulative movement amount X of the final calculation result as the initial value X ini at the end of the series of calculation processing. Furthermore, the cumulative movement amount calculation unit 83 reads the initial value X ini stored in the storage unit 81 and sets it as the initial value of the cumulative movement amount X at the start of a series of calculation processes.

交換時期判定部84は、累積移動量演算部83の演算結果の累積移動量Xに基づき、ピストンシール50又はロッドシール47のシール部品が交換時期に到達したか否かを判定するするものである。具体的には、交換時期判定部84は、累積移動量演算部83の演算結果である累積移動量Xを記憶部81に予め記憶されている閾値Xthと比較することで判定する。すなわち、交換時期判定部84は、次の式(3)に基づき、油圧シリンダ37、38、39のシール部品の交換時期の判定を行う。閾値Xthは、各油圧シリンダ37、38、39のピストンシール50やロッドシール47の摺動摩耗に対する耐久性に基づき設定されており、ピストンシール50やロッドシール47に欠陥や損傷が発生せずに正常な機能を維持することが可能な移動量である。
X≧Xth … (3)
The replacement timing determination section 84 determines whether or not the replacement timing of the seal components of the piston seal 50 or the rod seal 47 has arrived based on the cumulative movement amount X calculated by the cumulative movement amount calculation section 83. . Specifically, the replacement timing determination unit 84 determines by comparing the cumulative movement amount X, which is the calculation result of the cumulative movement amount calculation unit 83 , with the threshold value X th prestored in the storage unit 81 . That is, the replacement timing determination unit 84 determines the replacement timing of the sealing parts of the hydraulic cylinders 37, 38, and 39 based on the following equation (3). The threshold value X th is set based on the resistance to sliding wear of the piston seal 50 and rod seal 47 of each hydraulic cylinder 37, 38, 39, and the piston seal 50 and rod seal 47 are free from defects and damage. It is the amount of movement that can maintain normal function.
X≧X th (3)

交換時期判定部84は、累積移動量Xが閾値Xth以上であると判定した場合に、油圧シリンダ37、38、39のシール部品が交換時期であることを報知する報知指令を、モニタ装置91へ出力すると共に通信装置73を介してサーバ92へ出力する。 When the replacement timing determination unit 84 determines that the cumulative movement amount X is equal to or greater than the threshold value Xth , the replacement timing determination unit 84 outputs a notification command to the monitor device 91 to notify that the seal parts of the hydraulic cylinders 37, 38, and 39 are due to be replaced. , and output to the server 92 via the communication device 73 .

交換時期情報演算部85は、各油圧シリンダ37、38、39のシール部品の交換時期までの余裕度を示す交換時期情報Iを演算するものである。具体的には、交換時期情報演算部85は、記憶部81に予め記憶されている閾値Xthに対する累積移動量演算部83の演算結果の累積移動量Xの割合である交換時期情報Iを演算する。すなわち、交換時期判定部84は、次の式(4)に基づき交換時期情報Iを演算する。
I=X/Xth … (4)
The replacement timing information calculation unit 85 calculates replacement timing information I indicating the degree of margin until the replacement timing of the seal parts of the hydraulic cylinders 37 , 38 , 39 . Specifically, the replacement timing information calculation unit 85 calculates the replacement timing information I, which is the ratio of the cumulative movement amount X of the calculation result of the cumulative movement amount calculation unit 83 to the threshold value Xth stored in the storage unit 81 in advance. do. That is, the replacement timing determination unit 84 calculates the replacement timing information I based on the following equation (4).
I=X/ Xth (4)

さらに、交換時期情報演算部85は、演算結果の交換時期情報Iを、モニタ装置91へ出力すると共に通信装置73を介してサーバ92へ出力する。 Furthermore, the replacement time information calculation unit 85 outputs the replacement time information I as a calculation result to the monitor device 91 and also to the server 92 via the communication device 73 .

次に、本発明の建設機械の第1の実施の形態における制御装置が実行する演算処理手順の一例について図4および図5を用いて説明する。図5は図4に示す本発明の建設機械の第1の実施の形態の一部を構成する制御装置による部品交換時期に関する演算処理手順の一例を示すフローチャートである。 Next, an example of the arithmetic processing procedure executed by the control device in the construction machine according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. FIG. 5 is a flow chart showing an example of an arithmetic processing procedure regarding part replacement timing by the control device forming part of the first embodiment of the construction machine of the present invention shown in FIG.

図5に示す制御装置70の一連の演算処理は、基本的に、油圧ショベル1のエンジンの始動から停止までの油圧ショベル1の1稼働サイクル毎に実行されるものである(ステップS10~S100)。油圧ショベル1の稼働サイクルが多数回行われると、それに応じて、図5に示す一連の演算処理が多数繰り返される。この場合、油圧シリンダ37、38、39の伸縮動作が繰り返し行われた状態となるので、上述の累積移動量演算部83が演算する油圧シリンダ37、38、39の累積移動量X(ピストンシール50やロッドシール47のシール部品の摺動距離の総和に相当するもの)が閾値Xth以上に到達し(ステップS70においてYES)、油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47が交換時期であることを報知する報知指令が出力される(ステップS110)。 A series of arithmetic processing of the control device 70 shown in FIG. 5 is basically executed for each operating cycle of the hydraulic excavator 1 from start to stop of the engine of the excavator 1 (steps S10 to S100). . When the operation cycle of the hydraulic excavator 1 is performed many times, the series of arithmetic processing shown in FIG. 5 is repeated many times accordingly. In this case, since the hydraulic cylinders 37, 38 and 39 are repeatedly expanded and contracted, the cumulative movement amount X of the hydraulic cylinders 37, 38 and 39 calculated by the cumulative movement amount calculation unit 83 (the piston seal 50 and the total sliding distance of the seal parts of the rod seal 47) reaches the threshold value Xth or more (YES in step S70), and the seal parts 50, 47 of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 are due to be replaced. A notification command is output to notify that there is something (step S110).

具体的には、図4に示す制御装置70は、油圧ショベル1のエンジン始動により、各油圧シリンダ37、38、39のシール部品の交換時期を予測する一連の演算処理の実行を開始する(図5に示すスタート)。まず、制御装置70は、一連の演算処理で実行する演算ループのカウントを初期化すると共に、当該一連の演算処理の開始時の累積移動量Xの初期値として記憶装置71に記憶されている初期値Xiniを設定する。すなわち、n=1とすると共に、X=Xiniとする(図5に示すステップS10)。初期値Xiniは、油圧ショベル1の前回の稼働サイクルにおいて制御装置70が実行した一連の演算処理によって得た累積移動量Xの最終的な演算結果である。 Specifically, when the engine of the hydraulic excavator 1 is started, the control device 70 shown in FIG. 4 starts executing a series of arithmetic processing for predicting the replacement timing of the seal parts of the hydraulic cylinders 37, 38, and 39 (see FIG. 4). 5). First, the control device 70 initializes the count of the arithmetic loops executed in the series of arithmetic processing, and the initial value stored in the storage device 71 as the initial value of the cumulative movement amount X at the start of the series of arithmetic processing. Set the value X ini . That is, n=1 and X=X ini (step S10 shown in FIG. 5). The initial value X ini is the final calculation result of the cumulative movement amount X obtained by a series of calculation processes executed by the control device 70 in the previous operation cycle of the hydraulic excavator 1 .

次に、制御装置70の変位変化量演算部82が、変位センサ61(61a、61b、61c)が検出した各油圧シリンダ37、38、39の変位xを取り込む(図5に示すステップS20)。さらに、変位変化量演算部82は、現在のカウントnの演算ループで取り込んだ変位xと前回のカウントn-1の演算ループで取り込んだ変位xn-1との差分の絶対値を算出する上述の式(1)によって、変位の変化量の絶対値Δxaを演算する(図5に示すステップS30)。この変位の変化量の絶対値Δxaは、カウントn-1の演算ループからカウントnの演算ループまでの時間(演算ループが一回実行される期間)内で油圧シリンダ37、38、39が移動した微小距離(微小移動量)に相当するものである。 Next, the displacement change amount calculator 82 of the control device 70 takes in the displacement x of each of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 detected by the displacement sensors 61 (61a, 61b, 61c) (step S20 shown in FIG. 5). Furthermore, the displacement change amount calculation unit 82 calculates the absolute value of the difference between the displacement xn taken in the calculation loop of the current count n and the displacement xn-1 taken in the calculation loop of the previous count n-1. The absolute value Δxa of the amount of change in displacement is calculated by the above equation (1) (step S30 shown in FIG. 5). The absolute value Δxa of the amount of change in displacement is determined by the movement of the hydraulic cylinders 37, 38, and 39 within the time from the calculation loop of count n−1 to the calculation loop of count n (the period in which the calculation loop is executed once). This corresponds to a minute distance (minute movement amount).

次いで、制御装置70の累積移動量演算部83は、変位変化量演算部82の演算結果である変位の変化量の絶対値Δxaを、前回の演算ループで得た累積移動量X(カウントn-1の演算ループでの累積移動量演算部83の演算結果)に加算する上述の式(2)によって、カウントnの現在の演算ループ時の累積移動量Xを演算する(図5に示すステップS40)。これにより、1回の演算ループの期間(例えば、0.1秒)内で移動した油圧シリンダ37、38、39の微小移動量が累積移動量Xに加算される。 Next, the cumulative movement amount calculation unit 83 of the control device 70 calculates the absolute value Δxa of the displacement change amount, which is the calculation result of the displacement change amount calculation unit 82, and calculates the cumulative movement amount X (count n− The cumulative movement amount X in the current calculation loop of the count n is calculated (step S40 shown in FIG. ). As a result, minute movement amounts of the hydraulic cylinders 37, 38, and 39 moved within the period of one calculation loop (for example, 0.1 second) are added to the accumulated movement amount X.

それから、制御装置70の交換時期情報演算部85が、累積移動量演算部83の演算結果の累積移動量Xを記憶部81に記憶されている閾値Xthで除算する上述の式(4)によって、交換時期情報Iを演算する(図5に示すステップS50)。さらに、演算結果の交換時期情報Iをモニタ装置91へ出力すると共に通信装置73を介してサーバ92へ出力する(図5に示すステップS60)。 Then, the replacement timing information calculation unit 85 of the control device 70 divides the cumulative movement amount X, which is the calculation result of the cumulative movement amount calculation unit 83, by the threshold value Xth stored in the storage unit 81. , the replacement time information I is calculated (step S50 shown in FIG. 5). Further, the replacement time information I of the calculation result is output to the monitor device 91 and output to the server 92 via the communication device 73 (step S60 shown in FIG. 5).

これにより、モニタ装置91は、カウントnの現演算ループ時点における交換時期情報Iをモニタ装置91の表示画面に表示することが可能となる。また、サーバ92は、制御装置70からの交換時期情報Iを、必要に応じて、建設機械の関係者が使用する情報処理装置93および可搬性の端末装置94に通信ネットワーク100を介して送信する(図1参照)。 As a result, the monitor device 91 can display the replacement time information I at the time of the current calculation loop of the count n on the display screen of the monitor device 91 . In addition, the server 92 transmits the replacement time information I from the control device 70 to the information processing device 93 and the portable terminal device 94 used by the persons concerned with the construction machine via the communication network 100 as necessary. (See Figure 1).

その後、制御装置70の交換時期判定部84が、累積移動量演算部83の演算結果の累積移動量Xを記憶部81に記憶されている閾値Xthと比較する上述の式(3)によって、油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47が交換時期に到達したか否かを判定する(図5に示すステップS70)。ステップS70においてNOと判定した場合、制御装置70は、ステップS80に進み、その後、ステップS80においてYES又はステップS70においてYESと判定するまで、ステップS90、S20~S80の処理ステップ(演算ループ)を繰り返す。一方、ステップS80においてYESと判定した場合には、制御装置70は、ステップS100に進んだ後に、当該一連の演算処理を終了する。また、ステップS70においてYESと判定した場合には、制御装置70は、ステップS110に進んだ後に、当該一連の演算処理を終了する。 After that, the replacement timing determination unit 84 of the control device 70 compares the cumulative movement amount X calculated by the cumulative movement amount calculation unit 83 with the threshold value X th stored in the storage unit 81. According to the above equation (3), It is determined whether or not it is time to replace the seal parts 50, 47 of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 (step S70 shown in FIG. 5). If NO is determined in step S70, the control device 70 proceeds to step S80, and thereafter repeats the processing steps (computation loop) of steps S90 and S20 to S80 until it is determined YES in step S80 or YES in step S70. . On the other hand, if the determination in step S80 is YES, control device 70 proceeds to step S100 and then terminates the series of arithmetic processing. Further, if the determination in step S70 is YES, the control device 70 proceeds to step S110 and then terminates the series of arithmetic processing.

具体的には、ステップS70において、累積移動量Xを閾値Xthと比較して累積移動量Xが閾値Xthよりも小さい(NO)と交換時期判定部84が判定した場合には、制御装置70は、エンジン停止が行われたか否かを判定する(図5に示すステップS80)。エンジン停止が行われていない(NO)と判定した場合、制御装置70は、演算ループのカウントnを1つ増分してn=n+1とし(図5に示すステップS90)、次の演算ループ(カウントn+1の演算ループ)を開始する。 Specifically, in step S70, when the cumulative movement amount X is compared with the threshold value Xth and the replacement timing determination unit 84 determines that the cumulative movement amount X is smaller than the threshold value Xth (NO), the control device 70 determines whether or not the engine has been stopped (step S80 shown in FIG. 5). If it is determined that the engine has not been stopped (NO), the control device 70 increments the calculation loop count n by 1 to n=n+1 (step S90 shown in FIG. 5), and the next calculation loop (count n+1 operation loop) is started.

制御装置70は、変位センサ61が検出した油圧シリンダの変位xを再び取り込み(図5に示すステップS20)、カウントn+1の現演算ループで取り込んだ変位からカウントnの前回の演算ループで取り込んだ変位の差分の絶対値である変位の変化量の絶対値Δxaを演算し(図5に示すステップS30)、カウントn+1の現演算ループからカウントnの前回の演算ループまでの期間内の変位の変化量の絶対値Δxaを加算することで累積移動量Xを演算する(図5に示すステップS40)。この累積移動量Xは、カウント1(最初)の演算ループからカウントn+1の現在の演算ループまで逐次演算された変位の変化量の絶対値Δxaを積算したものに初期値Xiniを加えた値となる。したがって、演算結果の累積移動量Xは、油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47を交換してから現演算処理時までの油圧シリンダ37、38、39の累積移動量に相当する。 The control device 70 again captures the displacement x of the hydraulic cylinder detected by the displacement sensor 61 (step S20 shown in FIG. 5), and subtracts the displacement captured in the previous computation loop of the count n from the displacement captured in the current computation loop of the count n+1. (step S30 in FIG. 5), and the amount of change in displacement during the period from the current calculation loop of count n+1 to the previous calculation loop of count n The cumulative movement amount X is calculated by adding the absolute value Δxa of (step S40 shown in FIG. 5). This accumulated movement amount X is a value obtained by adding the initial value X ini to the sum of the absolute values Δxa of the displacement change amounts sequentially calculated from the calculation loop of count 1 (first) to the current calculation loop of count n+1. Become. Therefore, the cumulative movement amount X of the calculation result corresponds to the cumulative movement amount of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 from the replacement of the seal parts 50, 47 of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 to the current calculation processing.

もし、ステップS90、S20~S80の演算ループが繰り返し行われた後、ステップS80においてエンジン停止が行われた(YES)と判定した場合、累積移動量演算部83が演算した最終的な演算結果の累積移動量Xを初期値Xiniとして記憶装置71に記憶させ(図5に示すステップS100)、当該一連の演算処理を終了する。記憶装置71に記憶された初期値Xiniは、今回の一連の演算処理の開始時の記憶装置71から読み込まれた初期値Xiniに対して当該一連の演算処理の開始から終了までの油圧シリンダ37、38、39の移動量を加算したものとなる。この初期値Xiniを次回実行する一連の演算処理の累積移動量Xの初期値として用いることで、シール部品50、47の交換時点からの油圧シリンダ37、38、39の累積移動量を算出することができる。この累積移動量Xは、交換後のシール部品50、47の摺動距離の総和に相当するので、シール部品50、47の劣化状態を正確に反映した指標となる。 If it is determined that the engine has been stopped (YES) in step S80 after repeating the calculation loop of steps S90 and S20 to S80, the final calculation result calculated by the cumulative movement amount calculation unit 83 is The accumulated movement amount X is stored in the storage device 71 as the initial value X ini (step S100 shown in FIG. 5), and the series of calculation processing is completed. The initial value X ini stored in the storage device 71 is the initial value X ini read from the storage device 71 at the start of the current series of arithmetic processing. The amount of movement of 37, 38, and 39 is added. By using this initial value X ini as the initial value of the cumulative movement amount X of the series of arithmetic processing to be executed next time, the cumulative movement amount of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 from the time of replacement of the seal parts 50, 47 is calculated. be able to. Since this accumulated movement amount X corresponds to the total sliding distance of the seal parts 50 and 47 after replacement, it serves as an index that accurately reflects the deterioration state of the seal parts 50 and 47 .

油圧ショベル1のエンジンの始動から停止までの稼働サイクルが多数回行われると、上述した図5に示すステップS10~S100の処理ステップが多数繰り返し実行される。この場合、油圧シリンダの伸縮動作が繰り返し行われた状態となるので、図5に示す一連の演算処理が繰り返されたある時点において、制御装置70が演算した累積移動量Xが閾値Xth以上に到達する。 When the operation cycle from start to stop of the engine of the hydraulic excavator 1 is performed many times, the processing steps S10 to S100 shown in FIG. 5 are repeatedly performed many times. In this case, since the expansion and contraction operation of the hydraulic cylinder is repeatedly performed, at a certain point in time when the series of calculation processes shown in FIG . reach.

この場合、ステップS70において、交換時期判定部84が、累積移動量Xを閾値Xthと比較して累積移動量Xが閾値Xth以上である(YES)と判定し、油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47が交換時期であることを報知する報知指令を、モニタ装置91へ出力すると共に通信装置73を介してサーバ92へ出力する(図5に示すステップS110)。 In this case, in step S70, the replacement timing determination unit 84 compares the cumulative movement amount X with the threshold value Xth and determines that the cumulative movement amount X is equal to or greater than the threshold value Xth (YES). A notification command for notifying that the seal parts 50 and 47 of 39 are due to be replaced is output to the monitor device 91 and to the server 92 via the communication device 73 (step S110 shown in FIG. 5).

モニタ装置91は、制御装置70の報知指令に応じて、油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47の交換を促す表示(例えば、文字やアイコン)を表示画面に表示する。これにより、油圧ショベル1のオペレータは、油圧シリンダ37、38、39に不具合が発生する前にシール部品50、47の適切な交換時期を知ることができる。 The monitor device 91 displays on the display screen an indication (for example, characters or icons) prompting replacement of the seal parts 50 and 47 of the hydraulic cylinders 37 , 38 and 39 in response to the notification command from the control device 70 . As a result, the operator of the hydraulic excavator 1 can know the proper replacement timing of the seal parts 50 and 47 before the hydraulic cylinders 37, 38 and 39 malfunction.

また、サーバ92は、建設機械の関係者が使用する情報処理装置93および可搬性の端末装置94に対して、必要に応じて通信ネットワーク100を介して、油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47が交換時期であることを報知する報知指令を送信する。したがって、油圧シリンダ37、38、39に不具合が発生する前に、油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47が交換時期であることを油圧ショベル1の関係者に対して報知することができる。 In addition, the server 92 provides the sealing parts of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 via the communication network 100 as necessary to the information processing device 93 and the portable terminal device 94 used by the persons involved in the construction machine. 50 and 47 transmit a notification command to notify that it is time for replacement. Therefore, it is possible to inform the persons concerned with the hydraulic excavator 1 that it is time to replace the seal parts 50, 47 of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 before any trouble occurs in the hydraulic cylinders 37, 38, 39. can.

なお、図5に示す処理ステップのうち、ステップS50~S60とステップ70との順序を入れ替えたり並列にしたりすることが可能である。 Among the processing steps shown in FIG. 5, the order of steps S50 to S60 and step 70 can be changed or arranged in parallel.

上述したように、第1の実施の形態では、シール部品50、47を有する油圧シリンダ37、38、39を備えた油圧ショベル(建設機械)1において、油圧シリンダ37、38、39の変位xを検出する変位センサ61(61a、61b、61c)と、モニタ装置(報知装置)91と、変位センサ61により検出された変位xに基づいて変位の変化量に関する値Δxaを演算すると共に、演算された変位の変化量に関する値Δxaを積算することで得られた油圧シリンダ37、38、39の累積移動量X(積算値)が閾値Xth以上となった場合に報知指令をモニタ装置(報知装置)91へ出力する制御装置70とを備えている。
As described above, in the first embodiment, in the hydraulic excavator (construction machine) 1 equipped with the hydraulic cylinders 37, 38, 39 having the seal parts 50, 47, the displacement x of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 is Based on the displacement x detected by the displacement sensor 61 (61a, 61b, 61c), the monitor device (informing device) 91, and the displacement x detected by the displacement sensor 61, a value Δxa relating to the amount of change in displacement is calculated. A monitor device ( annunciation _ _ and a control device 70 that outputs to a device) 91 .

このような構成によれば、変位センサ61により検出された変位xに基づいて演算した変位の変化量に関する値Δxaを積算することで得られる油圧シリンダ37、38、39の累積移動量X(積算値)を基に、シール部品50、47の劣化状態の正確な予測が可能である。したがって、正確に予測したシール部品50、47の状態を元にシール部品50、47の交換時期を油圧ショベル(建設機械)1の関係者に対して報知することで、油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47を適切な時期に交換することが可能となり、油圧シリンダ37、38、39の不具合を未然に防止することができる。
According to such a configuration, the cumulative movement amount X ( Accurate prediction of the deterioration state of the sealing parts 50 and 47 is possible based on the integrated value) . Therefore, based on the accurately predicted states of the seal parts 50 and 47, the timing for replacing the seal parts 50 and 47 is notified to the persons concerned with the hydraulic excavator (construction machine) 1, thereby enabling the hydraulic cylinders 37, 38 and 39 to The sealing parts 50, 47 can be replaced at appropriate times, and malfunctions of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 can be prevented.

また、上述したように、第1の実施の形態では、油圧ショベル(建設機械)1の油圧シリンダ37、38、39が有するシール部品50、47の交換時期を予測するシリンダ部品交換時期予測システムにおいて、油圧シリンダ37、38、39の変位xを検出する変位センサ61(61a、61b、61c)と、変位センサ61により検出された変位xに基づいて変位の変化量に関する値Δxaを演算し、演算された変位の変化量に関する値Δxaをシール部品50、47の交換時点から積算することで油圧シリンダ37、38、39の伸縮による累積移動量Xを演算し、演算結果の累積移動量Xを閾値Xthと比較し、演算結果の累積移動量Xが前記閾値Xth以上であると判定した場合に報知指令を送信する制御装置70と、制御装置70の報知指令を通信ネットワーク100を介して受信し、受信した報知指令を、油圧ショベル(建設機械)1の関係者が使用するものであって報知指令に応じてシール部品50、47が交換時期であることを報知する報知装置としての情報処理装置93や可搬性の端末装置94に対して報知指令を送信するサーバ92とを備えている。 Further, as described above, in the first embodiment, in the cylinder part replacement timing prediction system for predicting the replacement timing of the seal parts 50, 47 of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 of the hydraulic excavator (construction machine) 1, , displacement sensors 61 (61a, 61b, 61c) for detecting the displacement x of the hydraulic cylinders 37, 38, 39, and the displacement x detected by the displacement sensor 61. By accumulating the value Δxa related to the amount of change in the displacement obtained from the time of replacement of the seal parts 50 and 47, the cumulative movement amount X due to expansion and contraction of the hydraulic cylinders 37, 38, and 39 is calculated. A control device 70 that compares with X th and transmits a notification command when it is determined that the cumulative movement amount X of the calculation result is equal to or greater than the threshold value X th ; Then, the received notification command is used by a person concerned with the hydraulic excavator (construction machine) 1, and information processing as a notification device for notifying that the seal parts 50 and 47 are due to be replaced in response to the notification command. A server 92 that transmits a notification command to a device 93 and a portable terminal device 94 is provided.

このような構成によれば、変位センサ61により検出された変位xに基づいて演算した変位の変化量に関する値Δxaをシール部品50、47の交換時点から積算することで油圧シリンダ37、38、39の累積移動量Xを算出しているので、シール部品50、47の劣化状態の正確な予測が可能である。したがって、正確に予測したシール部品50、47の状態を元にシール部品50、47の交換時期を油圧ショベル(建設機械)1の関係者に対して報知することで、油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47を適切な時期に交換することが可能となり、油圧シリンダ37、38、39の不具合を未然に防止することができる。 According to such a configuration, the value Δxa related to the amount of change in displacement calculated based on the displacement x detected by the displacement sensor 61 is integrated from the point of time when the seal parts 50 and 47 are replaced. is calculated, the deterioration state of the sealing parts 50 and 47 can be accurately predicted. Therefore, based on the accurately predicted states of the seal parts 50 and 47, the replacement timing of the seal parts 50 and 47 is notified to the persons concerned with the hydraulic excavator (construction machine) 1, thereby enabling the hydraulic cylinders 37, 38 and 39 to The sealing parts 50, 47 can be replaced at appropriate times, and malfunctions of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 can be prevented.

また、本実施の形態においては、制御装置70が閾値Xthに対する演算結果の累積移動量X(積算値)の割合である余裕度を示す交換時期情報Iを演算しモニタ装置(報知装置)91へ出力するように構成されている。この構成によれば、交換時期までに十分な残余期間があるにもかかわらず、油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47の交換してしまうことを防止することができる。また、交換時期情報Iを基にメンテナンスの日程等の計画を作成することが可能である。
Further, in the present embodiment, the control device 70 calculates the replacement time information I indicating the margin, which is the ratio of the cumulative movement amount X (integrated value) of the calculation result to the threshold value X th , and the monitor device (notification device). 91. According to this configuration, it is possible to prevent replacement of the seal components 50, 47 of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 even though there is a sufficient remaining period until the replacement time. Also, based on the replacement time information I, it is possible to create a plan such as a maintenance schedule.

次に、本発明の建設機械の第2の実施の形態を図6~図8を用いて説明する。図6は本発明の建設機械の第2の実施の形態を適用した油圧ショベルを示す図である。図7は本発明の建設機械の第2の実施の形態の一部を構成する制御装置のハード構成及び機能構成を示すブロック図である。図8は図7に示す本発明の建設機械の第2の実施の形態の一部を構成する制御装置による部品交換時期に関する演算処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、図6~図8において、図1~図5に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。 Next, a construction machine according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8. FIG. FIG. 6 is a diagram showing a hydraulic excavator to which a construction machine according to a second embodiment of the present invention is applied. FIG. 7 is a block diagram showing the hardware configuration and functional configuration of a control device forming part of the second embodiment of the construction machine of the present invention. FIG. 8 is a flow chart showing an example of an arithmetic processing procedure regarding part replacement timing by the control device forming part of the second embodiment of the construction machine of the present invention shown in FIG. In FIGS. 6 to 8, parts having the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 5 are the same parts, and detailed description thereof will be omitted.

図6及び図7に示す本発明の建設機械の第2の実施の形態が第1の実施の形態に対して相違する点は、主に以下の3つの点である。第1に、油圧シリンダ37、38、39を含む油圧システムを流れる作動油の温度を検出する温度センサ62を更に備えている。第2に、各油圧シリンダ37、38、39には、変位センサ61(61a、61b、61c)の他に、各油圧シリンダ37、38、39のボトム室C1及びロッド室C2(図2参照)の圧力をそれぞれ検出する第1圧力センサ63及び第2圧力センサ64を備えている。第3に、制御装置70Aは、演算処理の機能に関して、追加の機能および一部が異なった機能を備えている。 The second embodiment of the construction machine of the present invention shown in FIGS. 6 and 7 differs from the first embodiment mainly in the following three points. First, it further comprises a temperature sensor 62 for detecting the temperature of hydraulic fluid flowing through the hydraulic system including the hydraulic cylinders 37,38,39. Secondly, each hydraulic cylinder 37, 38, 39 has a bottom chamber C1 and a rod chamber C2 (see FIG. 2) of each hydraulic cylinder 37, 38, 39 in addition to the displacement sensor 61 (61a, 61b, 61c). A first pressure sensor 63 and a second pressure sensor 64 are provided to detect the pressure of each. Thirdly, the control device 70A has an additional function and a partially different function with respect to the arithmetic processing function.

具体的には、図6において、ブームシリンダ37には、ボトム室用の第1圧力センサ63a及びロッド室用の第2圧力センサ64aが取り付けられている。アームシリンダ38には、ボトム室用の第1圧力センサ63b及びロッド室用の第2圧力センサ64bが取り付けられている。バケットシリンダ39には、ボトム室用の第1圧力センサ63c及びロッド室用の第2圧力センサ64cが取り付けられている。第1圧力センサ63a、63b、63c及び第2圧力センサ64a、64b、64cはそれぞれ、制御装置70Aと電気的に接続されており、ブームシリンダ37、アームシリンダ38、バケットシリンダ39のボトム室の圧力P1及びロッド室の圧力P2の検出信号を制御装置70Aへ出力する。 Specifically, in FIG. 6, the boom cylinder 37 is attached with a first pressure sensor 63a for the bottom chamber and a second pressure sensor 64a for the rod chamber. A first pressure sensor 63b for the bottom chamber and a second pressure sensor 64b for the rod chamber are attached to the arm cylinder 38 . A first pressure sensor 63c for the bottom chamber and a second pressure sensor 64c for the rod chamber are attached to the bucket cylinder 39 . The first pressure sensors 63a, 63b, 63c and the second pressure sensors 64a, 64b, 64c are electrically connected to the control device 70A, respectively, and measure the pressures in the bottom chambers of the boom cylinder 37, the arm cylinder 38, and the bucket cylinder 39. A detection signal of pressure P1 and rod chamber pressure P2 is output to the control device 70A.

温度センサ62は、例えば、油圧システムの作動油タンク(図示せず)に設置されている。温度センサ62は、制御装置70Aと電気的に接続されており、作動油の温度Tの検出信号を制御装置70Aへ出力する。 The temperature sensor 62 is installed, for example, in a hydraulic fluid tank (not shown) of the hydraulic system. The temperature sensor 62 is electrically connected to the control device 70A and outputs a detection signal of the temperature T of the working oil to the control device 70A.

図7において、本実施の形態に係る制御装置70Aは、第1の実施の形態に係る制御装置70と同様な各種の機能の他に、処理装置72により実行される機能としての圧力選択部86、第1補正係数演算部87、第2補正係数演算部88、第3補正係数演算部89、補正係数決定部90を更に備えている。また、本実施の形態における累積移動量演算部83Aは、第1の実施の形態における累積移動量演算部83とは、累積移動量Xの演算方法が異なっている。制御装置70Aが実行するブームシリンダ37、アームシリンダ38、バケットシリンダ39の各シール部品の交換時期に関する演算処理は、別個に行われるが、同様なものである。そのため、本実施の形態の演算処理の説明でも、1つの油圧シリンダを対象とする。そのため、図7において、第1及び第2圧力センサ63、64をそれぞれ1つのみ図示している。 In FIG. 7, a control device 70A according to the present embodiment includes various functions similar to those of the control device 70 according to the first embodiment, and a pressure selection unit 86 as a function executed by a processing device 72. , a first correction coefficient calculator 87 , a second correction coefficient calculator 88 , a third correction coefficient calculator 89 , and a correction coefficient determiner 90 . Further, the accumulated movement amount calculation section 83A in the present embodiment differs in the calculation method of the accumulated movement amount X from the accumulated movement amount calculation section 83 in the first embodiment. Arithmetic processing regarding replacement timing of each seal component of the boom cylinder 37, the arm cylinder 38, and the bucket cylinder 39 executed by the control device 70A is performed separately, but is similar. Therefore, the description of the arithmetic processing in the present embodiment also deals with one hydraulic cylinder. Therefore, only one each of the first and second pressure sensors 63 and 64 is shown in FIG.

圧力選択部86は、第1及び第2圧力センサ63、64が検出した油圧シリンダ37、38、39のボトム室及びロッド室内の圧力P1、P2の検出信号を逐次(演算ループ毎に)取り込み、取り込んだ圧力P1、P2のうち大きい方を選択するものである。すなわち、圧力選択部86は、次の式(5)に基づき圧力Pを選択する。圧力選択部86は、選択した圧力Pを第3補正係数演算部89へ出力する。
P=MAX(P1、P2) … (5)
The pressure selection unit 86 sequentially (for each calculation loop) takes in the detection signals of the pressures P1 and P2 in the bottom chambers and rod chambers of the hydraulic cylinders 37, 38 and 39 detected by the first and second pressure sensors 63 and 64, The larger one of the taken pressures P1 and P2 is selected. That is, the pressure selection unit 86 selects the pressure P based on the following equation (5). The pressure selection section 86 outputs the selected pressure P to the third correction coefficient calculation section 89 .
P=MAX (P1, P2) … (5)

第1補正係数演算部87は、第1補正係数Cx用テーブルに基づき、変位変化量演算部82の演算結果である変位の変化量の絶対値Δxaに対応する第1補正係数Cxを逐次(演算ループ毎に)演算するものである。第1補正係数演算部87は、演算結果の第1補正係数Cxを補正係数決定部90へ出力する。第1補正係数Cx用テーブルでは、例えば、変位の変化量の絶対値Δxaが所定値よりも小さい場合には第1補正係数Cxが1に設定され、Δxaが所定値以上の場合には第1補正係数CxがΔxaに比例して増加するよう設定されている。 The first correction coefficient calculator 87 sequentially (calculates) the first correction coefficient Cx corresponding to the absolute value Δxa of the displacement change amount, which is the calculation result of the displacement change calculator 82, based on the table for the first correction coefficient Cx. each loop). The first correction coefficient calculator 87 outputs the first correction coefficient Cx as a calculation result to the correction coefficient determiner 90 . In the first correction coefficient Cx table, for example, the first correction coefficient Cx is set to 1 when the absolute value Δxa of the amount of change in displacement is smaller than a predetermined value, and the first correction coefficient Cx is set to 1 when Δxa is equal to or greater than the predetermined value. The correction coefficient Cx is set to increase in proportion to Δxa.

変位の変化量の絶対値Δxaは、1回の演算ループの期間内における油圧シリンダの微小な移動距離を示すものであり、ピストンシール50やロッドシール47の摺動速度とみなすことが可能である。ピストンシール50やロッドシール47の寿命(交換時期)は、摺動距離以外に、摺動速度にも影響される。そこで、第1補正係数Cxは、油圧シリンダ37、38、39のシール部品の寿命に対する摺動速度の影響をシール部品の寿命に関係する摺動距離(移動量)に転換させることを意図したものである。 The absolute value Δxa of the amount of change in displacement indicates a very small moving distance of the hydraulic cylinder within the period of one calculation loop, and can be regarded as the sliding speed of the piston seal 50 and the rod seal 47. . The service life (replacement time) of the piston seal 50 and the rod seal 47 is affected not only by the sliding distance but also by the sliding speed. Therefore, the first correction coefficient Cx is intended to convert the effect of the sliding speed on the life of the seal parts of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 into a sliding distance (amount of movement) related to the life of the seal parts. is.

第2補正係数演算部88は、温度センサ62が検出した作動油の温度Tの検出信号を逐次(演算ループ毎に)取り込み、第2補正係数Ct用テーブルに基づき、取り込んだ温度Tに対応する第2補正係数Ctを演算するものである。第2補正係数演算部88は、演算結果の第2補正係数Ctを補正係数決定部90へ出力する。第2補正係数Ct用テーブルでは、例えば、作動油の温度Tが所定値よりも小さい場合(低温の場合)には第2補正係数Ctが1に設定され、温度Tが所定値以上の場合(高温の場合)には第2補正係数CtがTに比例して増加するよう設定されている。 The second correction coefficient calculation unit 88 sequentially (for each calculation loop) takes in the detection signal of the temperature T of the hydraulic oil detected by the temperature sensor 62, and corresponds to the taken temperature T based on the table for the second correction coefficient Ct. It calculates the second correction coefficient Ct. The second correction coefficient calculator 88 outputs the second correction coefficient Ct as the calculation result to the correction coefficient determiner 90 . In the table for the second correction coefficient Ct, for example, the second correction coefficient Ct is set to 1 when the temperature T of the hydraulic oil is lower than a predetermined value (when the temperature is low), and when the temperature T is equal to or higher than the predetermined value ( high temperature), the second correction coefficient Ct is set to increase in proportion to T.

油圧シリンダ37、38、39に供給される作動油の温度Tは、ピストンシール50やロッドシール47の材料劣化(寿命)に影響を及ぼす因子の1つである。そこで、第2補正係数Ctは、油圧シリンダ37、38、39のシール部品の寿命に対する作動油の温度Tの影響をシール部品の寿命に関係する摺動距離(移動量)に転換させることを意図したものである。 The temperature T of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinders 37 , 38 , 39 is one of the factors that affect material deterioration (service life) of the piston seal 50 and rod seal 47 . Therefore, the second correction coefficient Ct is intended to convert the influence of the hydraulic oil temperature T on the life of the seal parts of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 into a sliding distance (amount of movement) related to the life of the seal parts. It is what I did.

第3補正係数演算部89は、第3補正係数Cp用テーブルに基づき、圧力選択部86が選択した圧力Pに対応する第3補正係数Cpを逐次(演算ループ毎に)演算するものである。第3補正係数演算部89は、演算結果の第3補正係数Cpを補正係数決定部90へ出力する。第3補正係数Cp用テーブルでは、例えば、油圧シリンダ37、38、39内の圧力Pが所定値よりも小さい場合には第3補正係数Cpが1に設定され、圧力Pが所定値以上の場合には第3補正係数CpはPに比例して増加するよう設定されている。 The third correction coefficient calculator 89 sequentially (per calculation loop) calculates the third correction coefficient Cp corresponding to the pressure P selected by the pressure selector 86 based on the table for the third correction coefficient Cp. The third correction coefficient calculator 89 outputs the third correction coefficient Cp of the calculation result to the correction coefficient determiner 90 . In the table for the third correction coefficient Cp, for example, when the pressure P in the hydraulic cylinders 37, 38, 39 is less than a predetermined value, the third correction coefficient Cp is set to 1, and when the pressure P is equal to or higher than the predetermined value is set so that the third correction coefficient Cp increases in proportion to P.

各油圧シリンダ37、38、39のボトム室またはロッド室内の圧力P(P1またはP2)は、ピストンシール50やロッドシール47の寿命に影響を及ぼす因子の1つである。そこで、第3補正係数Cpは、油圧シリンダ37、38、39のシール部品の寿命に対する各油圧シリンダ37、38、39内の圧力Pの影響をシール部品の寿命に関係する摺動距離(移動量)に転換させることを意図したものである。 The pressure P (P1 or P2) in the bottom chamber or rod chamber of each hydraulic cylinder 37, 38, 39 is one of the factors that affect the service life of the piston seal 50 and rod seal 47. Therefore, the third correction coefficient Cp is used to determine the effect of the pressure P in each hydraulic cylinder 37, 38, 39 on the service life of the sealing parts of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 by the sliding distance (movement amount) related to the service life of the sealing parts. ).

補正係数決定部90は、第1補正係数演算部87の演算結果である第1補正係数Cx、第2補正係数演算部88の演算結果である第2補正係数Ct、第3補正係数演算部89の演算結果である第3補正係数Cpのうち、最も大きい補正係数を逐次(演算ループ毎に)選択して累積移動量演算部83Aの演算に用いる補正係数Cとして決定する。すなわち、補正係数決定部90は、次の式(6)に基づき補正係数Cを決定する。
C=MAX(Cx、Ct、Cp) … (6)
The correction coefficient determination unit 90 determines the first correction coefficient Cx that is the calculation result of the first correction coefficient calculation unit 87, the second correction coefficient Ct that is the calculation result of the second correction coefficient calculation unit 88, and the third correction coefficient calculation unit 89. Among the third correction coefficients Cp that are the calculation results of (1), the largest correction coefficient is selected sequentially (for each calculation loop) and determined as the correction coefficient C used for the calculation of the cumulative movement amount calculation section 83A. That is, the correction coefficient determination unit 90 determines the correction coefficient C based on the following equation (6).
C=MAX(Cx, Ct, Cp) (6)

累積移動量演算部83Aは、変位変化量演算部82の演算結果である変位の変化量の絶対値Δxaを補正係数決定部90により決定された補正係数Cを用いて逐次補正した上で、油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47の交換時点から積算することによって、シール部品50、47の交換時点から現演算処理時までの油圧シリンダ37、38、39の伸縮による累積移動量Xを演算するものである。具体的には、累積移動量演算部83Aは、演算ループ毎に、変位変化量演算部82の演算結果である変位の変化量の絶対値Δxaに補正係数決定部90の補正係数Cを乗算した値を、前回の演算ループで得た累積移動量に対して加算することで、現演算ループまでの累積移動量Xを演算する。すなわち、累積移動量演算部83Aは、次の式(2A)に基づき累積移動量Xを演算する。
X=X+CΔxa … (2A)
The cumulative movement amount calculation unit 83A sequentially corrects the absolute value Δxa of the displacement change amount, which is the calculation result of the displacement change amount calculation unit 82, using the correction coefficient C determined by the correction coefficient determination unit 90, and then calculates the hydraulic pressure. By accumulating from the time of replacement of the seal parts 50, 47 of the cylinders 37, 38, 39, the cumulative movement amount X due to expansion and contraction of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 from the time of replacement of the seal parts 50, 47 to the time of the current calculation process is calculated. Specifically, the cumulative movement amount calculation unit 83A multiplies the absolute value Δxa of the displacement change amount, which is the calculation result of the displacement change amount calculation unit 82, by the correction coefficient C of the correction coefficient determination unit 90 for each calculation loop. By adding the value to the accumulated movement amount obtained in the previous calculation loop, the accumulated movement amount X up to the current calculation loop is calculated. That is, the cumulative movement amount calculator 83A calculates the cumulative movement amount X based on the following equation (2A).
X=X+CΔxa...(2A)

この演算結果の累積移動量Xは、ピストンシール50やロッドシール47の寿命(交換時期)に影響を及ぼす3つの因子(シール部品50、47の摺動速度、作動油の温度T、作動油の圧力P)のうち最も影響の大きな因子をシール部品の摺動距離(移動量)として反映させている分、油圧シリンダ37、38、39の伸縮による実際の累積移動量よりも大きくなるように見積もられる。 The cumulative movement amount X as a result of this calculation is determined by three factors (sliding speed of the seal parts 50 and 47, temperature T of the hydraulic oil, temperature T of the hydraulic oil, and Since the most influential factor of the pressure P) is reflected as the sliding distance (movement amount) of the seal parts, it is estimated to be larger than the actual cumulative movement amount due to expansion and contraction of the hydraulic cylinders 37, 38, and 39. be

なお、累積移動量演算部83Aは、第1の実施の形態の累積移動量演算部83と同様に、一連の演算処理の終了時に最終的な演算結果の累積移動量Xを初期値Xiniとして記憶部81に記憶させると共に、一連の演算処理の開始時に記憶部81に記憶させた初期値Xiniを累積移動量Xの初期値として設定する。 As with the cumulative movement amount calculation section 83 of the first embodiment, the cumulative movement amount calculation section 83A sets the cumulative movement amount X of the final calculation result as an initial value X ini at the end of a series of calculation processing. The initial value X ini stored in the storage unit 81 and stored in the storage unit 81 at the start of a series of arithmetic processing is set as the initial value of the accumulated movement amount X.

このように、累積移動量演算部83Aが演算する累積移動量Xは、Δxaが補正されることで、シール部品の寿命(交換時期)に影響を及ぼす因子の影響が常に反映された移動量となっている。 In this manner, the cumulative movement amount X calculated by the cumulative movement amount calculation unit 83A is a movement amount that always reflects the influence of factors affecting the service life (replacement timing) of the seal component by correcting Δxa. It's becoming

次に、本発明の建設機械の第2の実施の形態における制御装置が実行する演算処理手順の一例について図7および図8を用いて説明する。なお、第1の実施の形態と同様な演算処理手順の説明は省略する。 Next, an example of the arithmetic processing procedure executed by the control device in the construction machine according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. A description of the same arithmetic processing procedure as in the first embodiment will be omitted.

図8に示す制御装置70Aの一連の演算処理は、基本的には、油圧ショベル1のエンジンの始動から停止までの油圧ショベル1の1稼働サイクル毎に実行される(ステップS10~S100)。油圧ショベル1の稼働サイクルが多数回行われると、それに応じて、図8に示す一連の演算処理(ステップS10~S100)が多数繰り返される。 A series of arithmetic processing of the control device 70A shown in FIG. 8 is basically executed for each operating cycle of the hydraulic excavator 1 from start to stop of the engine of the excavator 1 (steps S10 to S100). When the operation cycle of the hydraulic excavator 1 is performed many times, the series of calculation processes (steps S10 to S100) shown in FIG. 8 are repeated many times accordingly.

図8に示す第2の実施の形態の制御装置70Aによる一連の演算処理手順が図5に示す第1の実施の形態の制御装置70による一連の演算処理手順と相違する主な点は、累積移動量Xの演算に関して、シール部品の寿命(交換時期)に影響を及ぼす作動油の温度Tや圧力P、油圧シリンダ37、38、39の移動速度に対応した補正を行うことである。具体的には、図8に示す本実施の形態の演算処理手順のステップS10~S110のうち、ステップS20A、S32、S34、S40Aが、図5に示す第1の実施の形態の演算処理手順とは異なっている。それ以外のステップS10、S30、S50~S110については、図5に示す第1の実施の形態の演算処理手順と同様である。 The main difference between the series of arithmetic processing procedures by the control device 70A of the second embodiment shown in FIG. 8 and the series of arithmetic processing procedures by the control device 70 of the first embodiment shown in FIG. Regarding the calculation of the movement amount X, correction corresponding to the movement speed of the hydraulic cylinders 37, 38, and 39 and the temperature T and pressure P of the hydraulic oil that affect the life (replacement timing) of the seal parts is performed. Specifically, steps S20A, S32, S34, and S40A among steps S10 to S110 of the arithmetic processing procedure of the present embodiment shown in FIG. 8 are the same as those of the arithmetic processing procedure of the first embodiment shown in FIG. is different. Other steps S10, S30, S50 to S110 are the same as the arithmetic processing procedure of the first embodiment shown in FIG.

ステップS20Aでは、第1の実施の形態の図5に示すステップS20と同様に、制御装置70Aの変位変化量演算部82が演算ループ毎に変位センサ61から油圧シリンダ37、38、39の変位xを取り込む。一方、第1の実施の形態の図5に示すステップS20とは異なり、制御装置70Aの第2補正係数演算部88が演算ループ毎に温度センサ62が検出した作動油の温度Tを取り込むと共に、圧力選択部86が演算ループ毎に第1圧力センサ63及び第2圧力センサ64が検出した油圧シリンダ37、38、39のボトム室内の圧力P1及びロッド室内の圧力P2を取り込む。 In step S20A, similarly to step S20 shown in FIG. 5 of the first embodiment, the displacement change amount calculation unit 82 of the control device 70A calculates the displacement x of the hydraulic cylinders 37, 38, and 39 from the displacement sensor 61 for each calculation loop. take in. On the other hand, unlike step S20 shown in FIG. 5 of the first embodiment, the second correction coefficient calculation unit 88 of the control device 70A takes in the temperature T of the hydraulic oil detected by the temperature sensor 62 for each calculation loop, The pressure selection unit 86 takes in the pressure P1 in the bottom chamber and the pressure P2 in the rod chamber of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 detected by the first pressure sensor 63 and the second pressure sensor 64 for each calculation loop.

ステップS32では、第1補正係数演算部87が第1補正係数Cx用テーブルを用いてステップS30における変位変化量演算部82の演算結果である変位の変化量の絶対値Δxaに対応する第1補正係数Cxを演算する。また、第2補正係数演算部88が、第2補正係数Ct用テーブルを用いてステップS20Aにて取り込んだ温度Tに対応する第2補正係数Ctを演算する。さらに、圧力選択部86がステップS20Aにて取り込んだ第1圧力センサ63及び第2圧力センサ64からの圧力P1、P2のうち大きい方を圧力Pとして選択し、第3補正係数演算部89が第3補正係数Cp用テーブルを用いて圧力選択部86が選択した圧力Pに対応する第3補正係数Cpを演算する。 In step S32, the first correction coefficient calculator 87 uses the table for the first correction coefficient Cx to perform a first correction corresponding to the absolute value Δxa of the displacement change amount, which is the calculation result of the displacement change calculator 82 in step S30. Calculate the coefficient Cx. Further, the second correction coefficient calculator 88 calculates the second correction coefficient Ct corresponding to the temperature T read in step S20A using the table for the second correction coefficient Ct. Further, the pressure selection unit 86 selects the larger one of the pressures P1 and P2 from the first pressure sensor 63 and the second pressure sensor 64 captured in step S20A as the pressure P, and the third correction coefficient calculation unit 89 selects the A third correction coefficient Cp corresponding to the pressure P selected by the pressure selection unit 86 is calculated using the table for three correction coefficients Cp.

ステップS34では、補正係数決定部90が、ステップS32における第1補正係数演算部87の演算結果である第1補正係数Cx、第2補正係数演算部88の演算結果である第2補正係数Ct、第3補正係数演算部89の演算結果である第3補正係数Cpのうち、最も大きいものを補正係数Cとして決定する。 In step S34, the correction coefficient determination unit 90 determines the first correction coefficient Cx that is the calculation result of the first correction coefficient calculation unit 87 in step S32, the second correction coefficient Ct that is the calculation result of the second correction coefficient calculation unit 88, Among the third correction coefficients Cp that are the calculation results of the third correction coefficient calculator 89, the largest one is determined as the correction coefficient C. FIG.

ステップS40Aでは、累積移動量演算部83Aが、ステップS30にて変位変化量演算部82が演算した変位の変化量の絶対値Δxaに対してステップS34にて補正係数決定部90が決定した補正係数Cを乗算して前回のカウントn-1の演算ループで得た演算結果の累積移動量に加算する上述の式(2A)によって、カウントnの現演算ループにおける累積移動量Xを演算する。この累積移動量Xは、カウント1(最初)の演算ループからカウントnの現演算ループまで逐次演算された変位の変化量の絶対値Δxaをシール部品50、47の寿命(交換時期)に影響を及ぼす因子の影響を反映させる補正係数Cによって逐次補正した上で積算した値に初期値Xiniを加えたものとなる。したがって、演算結果の累積移動量Xは、油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47の交換時点から現演算処理時までの、シール部品50、47の寿命(交換時期)に影響を及ぼす因子の影響が反映された油圧シリンダ37、38、39の累積移動量に相当する。この累積移動量Xは、シール部品50、47の寿命(交換時期)に影響を及ぼす因子の影響が反映されている分、第1の実施の形態の場合よりも、シール部品50、47の劣化状態をより正確に反した指標となる。 In step S40A, the cumulative movement amount calculation unit 83A calculates the correction coefficient determined by the correction coefficient determination unit 90 in step S34 with respect to the absolute value Δxa of the displacement change amount calculated by the displacement change amount calculation unit 82 in step S30. The accumulated movement amount X in the current calculation loop of the count n is calculated by the above equation (2A) in which C is multiplied and added to the accumulated movement amount of the calculation result obtained in the previous calculation loop of the count n-1. This cumulative movement amount X is calculated by calculating the absolute value Δxa of the change amount of displacement sequentially calculated from the calculation loop of count 1 (first) to the current calculation loop of count n. It is obtained by adding the initial value X ini to the integrated value after successively correcting with the correction coefficient C that reflects the influence of the factor. Therefore, the cumulative movement amount X of the calculation result affects the life (replacement time) of the seal parts 50, 47 from the time of replacement of the seal parts 50, 47 of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 to the current calculation process. It corresponds to the cumulative movement amount of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 reflecting the influence of factors. This cumulative movement amount X reflects the effects of factors that affect the service life (replacement timing) of the seal parts 50 and 47, so the deterioration of the seal parts 50 and 47 is greater than in the case of the first embodiment. A more accurate counterpoint of the state.

なお、図5に示す第1の実施の形態の演算処理と同様に、図8に示す処理ステップのうち、ステップS50~S60とステップ70との順序を入れ替えたり並列にしたりすることが可能である。 Note that, in the same manner as in the arithmetic processing of the first embodiment shown in FIG. 5, among the processing steps shown in FIG. 8, the order of steps S50 to S60 and step 70 can be exchanged or made parallel. .

上述した本発明の建設機械の第2の実施の形態においては、油圧シリンダ37、38、39を含む油圧システムを流れる作動油の温度を検出する温度センサ62及び油圧シリンダ37、38、39の圧力を検出する圧力センサ63、64を更に備え、制御装置70Aが第1補正係数Cx、第2補正係数Ct、第3補正係数Cpのうちの最も大きい補正係数Cを用いて演算結果の変位の変化量に関する値Δxaを補正するように構成されている。 In the second embodiment of the construction machine of the present invention described above, the temperature sensor 62 for detecting the temperature of hydraulic oil flowing through the hydraulic system including the hydraulic cylinders 37, 38, 39 and the pressure of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 The control device 70A uses the largest correction coefficient C among the first correction coefficient Cx, the second correction coefficient Ct, and the third correction coefficient Cp to detect the change in the displacement of the calculation result. It is arranged to correct the quantity Δxa.

この構成によれば、制御装置70Aが演算する累積移動量Xに油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47の寿命(交換時期)に影響を及ぼす因子の影響が反映されているので、シール部品の劣化状態をより正確に予測することができる。したがって、油圧シリンダ37、38、39のシール部品をより適切な時期に交換することが可能となり、油圧シリンダ37、38、39の不具合を未然に防止することができる。 According to this configuration, the cumulative movement amount X calculated by the control device 70A reflects the influence of the factor affecting the service life (replacement timing) of the seal parts 50, 47 of the hydraulic cylinders 37, 38, 39. It is possible to more accurately predict the state of deterioration of the seal component. Therefore, it becomes possible to replace the sealing parts of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 at a more appropriate time, and troubles of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 can be prevented.

次に、本発明の建設機械の第2の実施の形態の変形例を図9及び図10を用いて説明する。図9は本発明の建設機械の第2の実施の形態の変形例における制御装置のハード構成及び機能構成を示すブロック図である。図10は図9に示す本発明の建設機械の第2の実施の形態の変形例の一部を構成する制御装置による部品交換時期に関する演算処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、図9及び図10において、図1~図8に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。 Next, a modified example of the second embodiment of the construction machine of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. FIG. 9 is a block diagram showing the hardware configuration and functional configuration of the control device in the modification of the second embodiment of the construction machine of the present invention. FIG. 10 is a flow chart showing an example of an arithmetic processing procedure regarding part replacement timing by a control device forming part of the modification of the second embodiment of the construction machine of the present invention shown in FIG. In FIGS. 9 and 10, parts having the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 8 are the same parts, and detailed description thereof will be omitted.

図9に示す本発明の建設機械の第2の実施の形態の変形例が第2の実施の形態(図7参照)に対して相違する点は、制御装置70Bが第2の実施の形態の補正係数決定部90の機能を備えていないこと、および、累積移動量演算部83Bの演算方法が第2の実施の形態の累積移動量演算部83Aとは異なることである。 The modification of the second embodiment of the construction machine of the present invention shown in FIG. 9 differs from the second embodiment (see FIG. 7) in that the control device 70B The difference is that the function of the correction coefficient determination section 90 is not provided, and the calculation method of the cumulative movement amount calculation section 83B is different from that of the cumulative movement amount calculation section 83A of the second embodiment.

累積移動量演算部83Bは、第1補正係数演算部87の演算結果である第1補正係数Cxと第2補正係数演算部88の演算結果である第2補正係数Ctと第3補正係数演算部89の演算結果である第3補正係数Cpとの平均値を用いて、変位変化量演算部82の演算結果である変位の変化量の絶対値Δxaを逐次補正した上で、油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47の交換時点から積算することによって、シール部品50、47の交換時点から現演算処理時までの油圧シリンダ37、38、39の伸縮による累積移動量Xを演算するものである。具体的には、累積移動量演算部83Bは、演算ループ毎に、変位変化量演算部82の演算結果である変位の変化量の絶対値Δxaに第1補正係数Cxと第2補正係数Ctと第3補正係数Cpとの平均値を乗算した値を、前回の演算ループで得た累積移動量に対して加算することで、現演算ループまでの累積移動量Xを演算する。すなわち、累積移動量演算部83Bは、次の式(2B)に基づき累積移動量Xを演算する
X=X+(Cx+Ct+Cp)/3×Δxa … (2B)
The cumulative movement amount calculation unit 83B calculates a first correction coefficient Cx that is the calculation result of the first correction coefficient calculation unit 87, a second correction coefficient Ct that is the calculation result of the second correction coefficient calculation unit 88, and a third correction coefficient calculation unit. Using the average value of the third correction coefficient Cp, which is the calculation result of 89, the displacement change amount absolute value Δxa, which is the calculation result of the displacement change amount calculation unit 82, is sequentially corrected. , 39 from the time of replacement of the seal parts 50, 47 to calculate the cumulative movement amount X due to expansion and contraction of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 from the time of replacement of the seal parts 50, 47 to the current calculation process. is. Specifically, the cumulative movement amount calculation unit 83B applies the first correction coefficient Cx and the second correction coefficient Ct to the absolute value Δxa of the displacement change amount, which is the calculation result of the displacement change amount calculation unit 82, for each calculation loop. By adding the value obtained by multiplying the third correction coefficient Cp by the average value to the accumulated movement amount obtained in the previous calculation loop, the accumulated movement amount X up to the current calculation loop is calculated. That is, the cumulative movement amount calculator 83B calculates the cumulative movement amount X based on the following equation (2B): X=X+(Cx+Ct+Cp)/3×Δxa (2B)

この演算結果の累積移動量Xは、ピストンシール50やロッドシール47の寿命(交換時期)に影響を及ぼす3つの因子(シール部品の摺動速度、作動油の温度T、作動油の圧力P)の影響をシール部品の摺動距離(移動量)として反映させている分、油圧シリンダ37、38、39の伸縮による実際の累積移動量よりも長くなるように見積もられる。 The cumulative movement amount X as a result of this calculation is determined by three factors (sliding speed of seal parts, temperature T of hydraulic oil, pressure P of hydraulic oil) that affect the service life (replacement timing) of the piston seal 50 and rod seal 47. is reflected in the sliding distance (movement amount) of the seal parts, it is estimated to be longer than the actual cumulative movement amount due to expansion and contraction of the hydraulic cylinders 37, 38, and 39.

また、図10に示す第2の実施の形態の変形例の制御装置70Bによる一連の演算処理手順が第2の実施の形態の制御装置70Aによる一連の演算処理手順と相違する主な点は、制御装置70Bが第2の実施の形態の補正係数決定部90の機能を備えていないこと対応して補正係数Cの決定に関するステップS34が省略されていること、および、累積移動量演算部83Bの演算方法が異なることに対応して累積移動量演算部83Bによる累積移動量Xを演算するステップS40Bが異なることである。 Further, the main difference between the series of arithmetic processing procedures by the control device 70B of the modified example of the second embodiment shown in FIG. 10 and the series of arithmetic processing procedures by the control device 70A of the second embodiment is that Step S34 for determining the correction coefficient C is omitted in response to the fact that the control device 70B does not have the function of the correction coefficient determination unit 90 of the second embodiment, and the cumulative movement amount calculation unit 83B The difference is that the step S40B for calculating the cumulative movement amount X by the cumulative movement amount calculation section 83B is different corresponding to the difference in the calculation method.

具体的には、ステップS32において、第1補正係数演算部87が第1補正係数Cxを、第2補正係数演算部88が第2補正係数Ctを、第3補正係数演算部89が第3補正係数Cpを演算した後、ステップ40Bに進む。 Specifically, in step S32, the first correction coefficient calculator 87 calculates the first correction coefficient Cx, the second correction coefficient calculator 88 calculates the second correction coefficient Ct, and the third correction coefficient calculator 89 calculates the third correction coefficient. After calculating the coefficient Cp, go to step 40B.

ステップS40Bでは、累積移動量演算部83Bが、ステップS30にて変位変化量演算部82が演算した変位の変化量の絶対値Δxaに対してステップS32の演算結果である第1補正係数Cxと第2補正係数Ctと第3補正係数Cpとの平均値を乗算して前回のカウントn-1の演算ループで得た累積移動量に加算する上述の式(2B)によって、カウントnの現演算ループにおける累積移動量Xを演算する。この累積移動量Xは、カウント1(最初)の演算ループからカウントnの現演算ループまで逐次演算された変位の変化量の絶対値Δxaをシール部品50、47の寿命(交換時期)に影響を及ぼす因子の影響を反映させる第1補正係数Cx、第2補正係数Ct、第3補正係数Cpによって逐次補正した上で積算した値に初期値Xiniを加えたものとなる。したがって、この演算結果の累積移動量Xは、油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47の交換時点から現演算処理時までの、シール部品50、47の寿命(交換時期)に影響を及ぼす3つの因子(シール部品の摺動速度、作動油の温度および圧力)の影響が反映された油圧シリンダ37、38、39の累積移動量に相当する。 In step S40B, the cumulative movement amount calculation unit 83B calculates the absolute value Δxa of the displacement change amount calculated by the displacement change amount calculation unit 82 in step S30 with the first correction coefficient Cx, which is the calculation result of step S32, and the first correction coefficient Cx. The average value of the second correction coefficient Ct and the third correction coefficient Cp is multiplied and added to the accumulated movement amount obtained in the previous calculation loop of the count n-1. Calculate the cumulative movement amount X in . This cumulative movement amount X is calculated by calculating the absolute value Δxa of the change amount of displacement sequentially calculated from the calculation loop of count 1 (first) to the current calculation loop of count n. It is obtained by adding the initial value X ini to the integrated value after successively correcting with the first correction coefficient Cx, the second correction coefficient Ct, and the third correction coefficient Cp that reflect the influence of the factor. Therefore, the cumulative movement amount X of the calculation result does not affect the life (replacement time) of the seal parts 50, 47 from the time of replacement of the seal parts 50, 47 of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 to the time of the current calculation process. It corresponds to the cumulative amount of movement of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 reflecting the effects of three factors (sliding speed of seal parts, temperature and pressure of hydraulic oil).

第2の実施の形態における累積移動量演算部83Aによる演算結果の累積移動量Xは、第1補正係数Cx、第2補正係数Ct、第3補正係数Cpのうち最も影響の大きな因子を反映させたものである。それに対して、本変形例における累積移動量演算部83Bによる演算結果の累積移動量Xは、第1補正係数Cx、第2補正係数Ct、第3補正係数Cpのすべての要因を平均して反映させたものとなる。本変形例における累積移動量Xも、シール部品50、47の寿命(交換時期)に影響を及ぼす因子の影響が反映されている分、第1の実施の形態の場合よりも、シール部品50、47の劣化状態をより正確に反した指標となる。 The cumulative movement amount X, which is the calculation result of the cumulative movement amount calculation unit 83A in the second embodiment, reflects the most influential factor among the first correction coefficient Cx, the second correction coefficient Ct, and the third correction coefficient Cp. It is a thing. On the other hand, the cumulative movement amount X of the calculation result by the cumulative movement amount calculation unit 83B in this modified example reflects the average of all the factors of the first correction coefficient Cx, the second correction coefficient Ct, and the third correction coefficient Cp. It will be the one that made it. The cumulative movement amount X in this modified example also reflects the effects of factors that affect the service life (replacement timing) of the seal components 50 and 47, so that the seal components 50 and 47 It is a more accurate indicator of the deterioration state of 47.

上述した本発明の建設機械の第2の実施の形態の変形例においては、油圧シリンダ37、38、39を含む油圧システムを流れる作動油の温度を検出する温度センサ62及び油圧シリンダ37、38、39の圧力を検出する圧力センサ63、64を更に備え、制御装置70Bが第1補正係数と第2補正係数と第3補正係数の平均値を用いて演算結果の変位の変化量に関する値Δxaを補正するように構成されている。 In the modified example of the second embodiment of the construction machine of the present invention described above, the temperature sensor 62 for detecting the temperature of hydraulic oil flowing through the hydraulic system including the hydraulic cylinders 37, 38, 39 and the hydraulic cylinders 37, 38, The control device 70B uses the average values of the first correction coefficient, the second correction coefficient, and the third correction coefficient to calculate the value Δxa regarding the amount of change in the displacement of the calculation result. configured to correct.

この構成によれば、制御装置70Bが演算する累積移動量Xに油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47の寿命(交換時期)に影響を及ぼす3つの因子が反映されているので、シール部品の劣化状態をより正確に予測することができる。したがって、油圧シリンダ37、38、39のシール部品をより適切な時期に交換することが可能となり、油圧シリンダ37、38、39の不具合を未然に防止することができる。 According to this configuration, the three factors affecting the service life (replacement timing) of the seal parts 50 and 47 of the hydraulic cylinders 37, 38 and 39 are reflected in the cumulative movement amount X calculated by the control device 70B. It is possible to more accurately predict the state of deterioration of the seal component. Therefore, it becomes possible to replace the sealing parts of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 at a more appropriate time, and troubles of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 can be prevented.

次に、本発明のシリンダ部品交換時期予測システムの一実施の形態を図11及び図12を用いて説明する。図11は本発明のシリンダ部品交換時期予測システムの一実施の形態の構成を示す図である。図12は本発明のシリンダ部品交換時期予測システムの一実施の形態の一部を構成するサーバのハード構成及び機能構成を示すブロック図である。なお、図11及び図12において、図1~図10に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。 Next, an embodiment of the cylinder parts replacement timing prediction system of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. FIG. 11 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the cylinder part replacement time prediction system of the present invention. FIG. 12 is a block diagram showing the hardware configuration and functional configuration of a server forming part of one embodiment of the cylinder part replacement time prediction system of the present invention. In FIGS. 11 and 12, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 10 denote the same parts, so detailed description thereof will be omitted.

図11に示す本実施の形態に係るシリンダ部品交換時期予測システムは、油圧シリンダであるブームシリンダ37、アームシリンダ38、バケットシリンダ39の伸縮により動作するフロント作業機4を備えた油圧ショベル1と、油圧ショベル1に備えられ、油圧シリンダ37、38、39の変位xをそれぞれ検出する変位センサ61(61a、61b、61c)、油圧システムを流れる作動油の温度Tを検出する温度センサ62、油圧シリンダ37、38、39のボトム室の圧力P1及びロッド室の圧力P2をそれぞれ検出する第1圧力センサ63(63a、63b、63c)及び第2圧力センサ64(64a、64b、64c)とを備えている。さらに、本実施の形態に係るシリンダ部品交換時期予測システムは、変位センサ61により検出された変位x、温度センサ62により検出された温度T、第1圧力センサ63及び第2圧力センサ64によりそれぞれ検出された圧力P1及び圧力P2を通信ネットワーク100を介して受信し、受信した変位x、温度T、第1圧力P1、第2圧力P2に基づいて油圧シリンダ37、38、39に備えられたシール部品50、47(図2及び図3参照)の交換時期に関する各種の演算処理を行うサーバ92Cを備えている。サーバ92Cは、演算された交換時期に関する情報を報知装置としての端末装置94へ出力すると共に、制御装置70Cを介してモニタ装置91へ出力する。 A cylinder parts replacement timing prediction system according to the present embodiment shown in FIG. Displacement sensors 61 (61a, 61b, 61c) provided in the hydraulic excavator 1 for detecting the displacement x of the hydraulic cylinders 37, 38, 39, respectively, a temperature sensor 62 for detecting the temperature T of hydraulic oil flowing through the hydraulic system, hydraulic cylinders A first pressure sensor 63 (63a, 63b, 63c) and a second pressure sensor 64 (64a, 64b, 64c) for detecting the pressure P1 of the bottom chamber and the pressure P2 of the rod chamber of 37, 38, 39, respectively there is Further, the cylinder parts replacement timing prediction system according to the present embodiment detects displacement x detected by the displacement sensor 61, temperature T detected by the temperature sensor 62, the first pressure sensor 63 and the second pressure sensor 64, respectively. The pressure P1 and the pressure P2 thus obtained are received via the communication network 100, and based on the received displacement x, temperature T, first pressure P1, and second pressure P2, seal components provided in the hydraulic cylinders 37, 38, 39 50 and 47 (see FIGS. 2 and 3) are provided with a server 92C for performing various arithmetic processing regarding the replacement timing. The server 92C outputs the information on the calculated replacement time to the terminal device 94 as a notification device and to the monitor device 91 via the control device 70C.

変位センサ61、温度センサ62、第1圧力センサ63及び第2圧力センサ64を備える本実施の形態に係る油圧ショベル1は、第2の実施の形態に係る油圧ショベル1と略同様な構成である。本実施の形態に係る油圧ショベル1が第2の実施の形態の油圧ショベル1と相違する点は、次の通りである。第2の実施の形態に係る制御装置70A(図6及び図7参照)は、変位センサ61により検出された変位x、温度センサ62により検出された温度T、第1圧力センサ63及び第2圧力センサ64によりそれぞれ検出された圧力P1及び圧力P2に基づいて油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47の交換時期に関する各種の演算処理を行い、演算処理の結果をモニタ装置91やサーバ92へ出力するものである。それに対して、本実施の形態に係る制御装置70Cは、油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47の交換時期に関する各種の演算処理を行うことはせず、変位センサ61により検出された変位x、温度センサ62により検出された温度T、第1圧力センサ63及び第2圧力センサ64によりそれぞれ検出された圧力P1及び圧力P2を取り込んで通信ネットワーク100を介してサーバ92Cへ送信するものである。また、制御装置70Cは、サーバ92Cの演算結果を通信ネットワーク100を介して受信してモニタ装置91へ出力するものである。 A hydraulic excavator 1 according to the present embodiment including a displacement sensor 61, a temperature sensor 62, a first pressure sensor 63, and a second pressure sensor 64 has substantially the same configuration as the hydraulic excavator 1 according to the second embodiment. . The difference between the hydraulic excavator 1 according to the present embodiment and the hydraulic excavator 1 according to the second embodiment is as follows. The control device 70A (see FIGS. 6 and 7) according to the second embodiment detects the displacement x detected by the displacement sensor 61, the temperature T detected by the temperature sensor 62, the first pressure sensor 63 and the second pressure Based on the pressure P1 and the pressure P2 respectively detected by the sensor 64, various arithmetic processing regarding the replacement timing of the seal parts 50, 47 of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 is performed, and the result of the arithmetic processing is sent to the monitor device 91 or the server 92. It outputs to On the other hand, the control device 70C according to the present embodiment does not perform various arithmetic processing regarding the replacement timing of the seal parts 50, 47 of the hydraulic cylinders 37, 38, 39, and the displacement detected by the displacement sensor 61 Displacement x, temperature T detected by temperature sensor 62, pressure P1 and pressure P2 detected by first pressure sensor 63 and second pressure sensor 64, respectively, are captured and transmitted to server 92C via communication network 100. be. Further, the control device 70C receives the calculation result of the server 92C via the communication network 100 and outputs it to the monitor device 91. FIG.

すなわち、本実施の形態に係るシリンダ部品交換時期予測システムは、上述した第2の実施の形態に係る建設機械が備えているシリンダ部品交換時期予測システムにおける制御装置70A(図6及び図7参照)が実行していた油圧シリンダ37、38、39のシール部品47、50の交換時期に関する各種の演算処理を、サーバ92Cが代わりに実行するものである。具体的には、図12に示すサーバ92Cのハード構成は、図7に示す第2の実施の形態の制御装置70Aと同様に、RAMやROM等からなる記憶装置96と、CPU等からなる処理装置97と、制御装置70Cや端末装置94等の外部と通信ネットワーク100を介した通信を可能とする通信装置98とを備えている。記憶装置96には、各油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47の交換時期に関する各種の演算処理に必要なプラグラムや各種情報が予め記憶されている。処理装置97は、記憶装置96から所定のプログラムや各種情報を適宜読み込み、当該プログラムに従って処理を実行することで、第2の実施の形態の制御装置70Aと同様な各種機能を実現する。 That is, the cylinder parts replacement timing prediction system according to the present embodiment is the control device 70A (see FIGS. 6 and 7) in the cylinder parts replacement timing prediction system provided in the construction machine according to the second embodiment described above. Instead, the server 92C executes various arithmetic processing related to the replacement timing of the seal parts 47, 50 of the hydraulic cylinders 37, 38, 39, which has been executed by the server 92C. Specifically, the hardware configuration of the server 92C shown in FIG. 12 is similar to the control device 70A of the second embodiment shown in FIG. A device 97 and a communication device 98 that enables communication with the outside such as the control device 70C and the terminal device 94 via the communication network 100 . The storage device 96 preliminarily stores programs and various information necessary for various kinds of arithmetic processing regarding the replacement timing of the seal parts 50, 47 of the hydraulic cylinders 37, 38, 39. FIG. The processing device 97 appropriately reads a predetermined program and various information from the storage device 96 and executes processing according to the program, thereby realizing various functions similar to those of the control device 70A of the second embodiment.

すなわち、サーバ92Cは、記憶装置96の機能としての記憶部81と、処理装置97により実行される機能としての変位変化量演算部82、累積移動量演算部83A、交換時期判定部84、交換時期情報演算部85、圧力選択部86、第1補正係数演算部87、第2補正係数演算部88、第3補正係数演算部89、補正係数決定部90を備えている。サーバ92Cのこれらの機能部は、第2の実施の形態の制御装置70Aの機能部(図7参照)と同様なものなので、ここでは説明しない。 That is, the server 92C includes a storage unit 81 as a function of the storage device 96, a displacement change amount calculation unit 82 as functions executed by the processing device 97, a cumulative movement amount calculation unit 83A, a replacement time determination unit 84, a replacement time An information calculation unit 85 , a pressure selection unit 86 , a first correction coefficient calculation unit 87 , a second correction coefficient calculation unit 88 , a third correction coefficient calculation unit 89 and a correction coefficient determination unit 90 are provided. These functional units of the server 92C are the same as the functional units of the control device 70A (see FIG. 7) of the second embodiment, and will not be described here.

通信装置98は、変位センサ61により検出された変位x、温度センサ62により検出された温度T、第1圧力センサ63及び第2圧力センサ64により検出された圧力P1及び圧力P2を制御装置70Cから通信ネットワーク100を介して受信する。また、サーバ92Cの演算結果としての交換時期情報Iや報知指令を通信ネットワーク100を介して端末装置94及び制御装置70Cへ送信する。 The communication device 98 transmits the displacement x detected by the displacement sensor 61, the temperature T detected by the temperature sensor 62, the pressure P1 and the pressure P2 detected by the first pressure sensor 63 and the second pressure sensor 64 from the control device 70C. Receive via communication network 100 . Also, the replacement time information I and the notification command as the calculation result of the server 92C are transmitted to the terminal device 94 and the control device 70C via the communication network 100. FIG.

本実施の形態に係るシリンダ部品交換時期予測システムのサーバ92Cが実行するシール部品50、47の交換時期に関する演算処理手順は、第2の実施の形態の制御装置70Aが実行する演算処理手順を示す図8のフローチャートと同様なので、ここでは説明しない。ただし、図8に示すステップS60の交換時期情報I及びステップS110の報知指令の出力先は、サーバではなく、端末装置94である。 The arithmetic processing procedure regarding the replacement timing of the seal parts 50 and 47 executed by the server 92C of the cylinder parts replacement timing prediction system according to the present embodiment indicates the arithmetic processing procedure executed by the control device 70A of the second embodiment. Since it is similar to the flow chart of FIG. 8, it will not be described here. However, the output destination of the replacement timing information I in step S60 and the notification command in step S110 shown in FIG. 8 is the terminal device 94, not the server.

上述したように、本実施の形態に係るシリンダ部品交換時期予測システムは、油圧ショベル(建設機械)1油圧シリンダ37、38、39の変位xを検出する変位センサ61と、変位センサ61により検出された変位xを通信ネットワーク100を介して受信し、受信した変位xに基づいて油圧シリンダ37、38、39に備えられたシール部品50、47の交換時期を演算し、演算された交換時期を端末装置(報知装置)94へ出力するサーバ92Cとを備え、サーバ92Cは、変位センサ61により検出された変位xに基づいて変位の変化量に関する値Δxaを演算すると共に、演算された変位の変化量に関する値Δxaを積算することで得られた油圧シリンダ37、38、39の累積移動量X(積算値)が閾値Xth以上となった場合にシール部品50、47の交換時期に関する情報を端末装置(報知装置)94へ出力するように構成されている。
As described above, the cylinder parts replacement timing prediction system according to the present embodiment uses the displacement sensor 61 for detecting the displacement x of the hydraulic cylinders 37, 38, and 39 of the hydraulic excavator (construction machine) 1, and the displacement sensor 61. The detected displacement x is received via the communication network 100, the replacement timing of the seal parts 50, 47 provided in the hydraulic cylinders 37, 38, 39 is calculated based on the received displacement x, and the calculated replacement timing is calculated. to a terminal device (informing device) 94, the server 92C calculates a value Δxa related to the amount of change in displacement based on the displacement x detected by the displacement sensor 61, and the calculated displacement When the cumulative movement amount X (integrated value) of the hydraulic cylinders 37, 38 , 39 obtained by integrating the value Δxa related to the amount of change becomes equal to or greater than the threshold value Xth , It is configured to output information to a terminal device (notification device) 94 .

この構成によれば、変位センサ61により検出された変位xに基づいて演算した変位の変化量に関する値Δxaを積算することで得られる油圧シリンダ37、38、39の累積移動量X(積算値)を基に、シール部品50、47の劣化状態の正確な予測が可能である。したがって、正確に予測したシール部品50、47の状態を元にシール部品50、47の交換時期を油圧ショベル(建設機械)1の関係者に対して報知することで、油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47を適切な時期に交換することが可能となり、油圧シリンダ37、38、39の不具合を未然に防止することができる。
According to this configuration, the cumulative movement amount X ( integrated value ) , it is possible to accurately predict the state of deterioration of the sealing parts 50, 47. Therefore, based on the accurately predicted states of the seal parts 50 and 47, the replacement timing of the seal parts 50 and 47 is notified to the persons concerned with the hydraulic excavator (construction machine) 1, thereby enabling the hydraulic cylinders 37, 38 and 39 to The sealing parts 50, 47 can be replaced at appropriate times, and malfunctions of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 can be prevented.

なお、本発明は本実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。 In addition, the present invention is not limited to the present embodiment, and includes various modifications. The above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the described configurations. A part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Moreover, it is also possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.

例えば、上述した本発明の建設機械及びシリンダ部品交換時期予測システムの実施の形態においては、本発明を適用する建設機械として油圧ショベル1を例に説明した。しかし、交換が必要なシール部品を有する油圧シリンダを備えたクレーンやホイールローダ等の建設機械に広く適用することができる。 For example, in the embodiment of the construction machine and the cylinder part replacement time prediction system of the present invention described above, the hydraulic excavator 1 was described as an example of the construction machine to which the present invention is applied. However, it can be widely applied to construction machines such as cranes and wheel loaders equipped with hydraulic cylinders having seal parts that need to be replaced.

また、上述した本発明の建設機械及びシリンダ部品交換時期予測システムの実施の形態においては、各油圧シリンダ37、38、39の変位を検出する変位センサ61(61a、61b、61c)として、油圧シリンダ37、38、39に設置して変位xを直接的に検出するセンサによって構成した例を示した。しかし、第1の変位センサ、第2の変位センサ、第3の変位センサはそれぞれ、第1回動軸(図示せず)の中心軸回りのブーム31の回転角度、第2回動軸35の中心軸回りのアーム32の回転角度、第3回動軸36の中心軸回りのバケット33の回転角度を検出するロータリーポテンショメータにより構成することも可能である。この場合、第1の変位センサ、第2の変位センサ、第3の変位センサはそれぞれ、ブーム、アーム、バケットに取り付けられる。各変位センサでそれぞれ検出された回転角は、ブーム、アーム、バケットの形状に応じて各油圧シリンダの変位へ変換することができる。各変位センサは、各油圧シリンダ37、38、39の変位を直接的または間接的に取得可能なセンサであれば他のセンサでもよい。 Further, in the embodiment of the construction machine and the cylinder part replacement time prediction system of the present invention described above, the displacement sensors 61 (61a, 61b, 61c) for detecting the displacement of the respective hydraulic cylinders 37, 38, 39 are replaced by hydraulic cylinders. An example is shown in which sensors are installed at 37, 38, and 39 to directly detect the displacement x. However, the first displacement sensor, the second displacement sensor, and the third displacement sensor respectively detect the rotation angle of the boom 31 about the central axis of the first rotation axis (not shown) and the rotation angle of the second rotation axis 35 . A rotary potentiometer that detects the rotation angle of the arm 32 about the central axis and the rotation angle of the bucket 33 about the central axis of the third rotating shaft 36 can also be used. In this case, the first displacement sensor, the second displacement sensor, and the third displacement sensor are attached to the boom, arm, and bucket, respectively. The rotation angle detected by each displacement sensor can be converted into the displacement of each hydraulic cylinder according to the shape of the boom, arm, and bucket. Each displacement sensor may be another sensor that can directly or indirectly acquire the displacement of each hydraulic cylinder 37 , 38 , 39 .

また、上述した本発明の建設機械の第2の実施の形態及びその変形例においては、油圧ショベル1が温度センサ62及び圧力センサ63、64の両方を備えた構成の例を示した。しかし、油圧ショベル1が温度センサ62及び圧力センサ63、64のいずれか一方のみを備える構成も可能である。この場合、制御装置は、油圧ショベル1が備えるセンサに応じた補正係数を用いて演算結果の変位の変化量の絶対値Δxaを逐次補正してから積算することで、累積移動量Xを演算すればよい。この構成の場合でも、制御装置が演算する累積移動量Xには油圧シリンダ37、38、39のシール部品の寿命(交換時期)に影響を及ぼす因子うち少なくとも1つの因子を反映することができるので、シール部品の劣化状態をより正確に予測することができる。したがって、油圧シリンダ37、38、39のシール部品をより適切な時期に交換することが可能となり、油圧シリンダ37、38、39の不具合を未然に防止することができる。 Moreover, in the above-described second embodiment of the construction machine of the present invention and its modified example, the hydraulic excavator 1 has shown an example of a configuration in which both the temperature sensor 62 and the pressure sensors 63 and 64 are provided. However, a configuration in which the hydraulic excavator 1 includes only one of the temperature sensor 62 and the pressure sensors 63 and 64 is also possible. In this case, the control device sequentially corrects the absolute value Δxa of the amount of change in displacement of the calculation result using a correction coefficient corresponding to the sensor provided in the hydraulic excavator 1, and then integrates the absolute value Δxa, thereby calculating the cumulative movement amount X. Just do it. Even in this configuration, at least one of the factors affecting the service life (replacement timing) of the seal parts of the hydraulic cylinders 37, 38, and 39 can be reflected in the cumulative movement amount X calculated by the control device. , the deterioration state of the sealing parts can be predicted more accurately. Therefore, it becomes possible to replace the sealing parts of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 at a more appropriate time, and troubles of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 can be prevented.

また、上述した本発明のシリンダ部品交換時期予測システムの実施の形態においては、サーバ92Cが本発明の建設機械の第2の実施の形態における制御装置70Aによる油圧シリンダ37、38、39のシール部品47、50の交換時期に関する演算処理機能と同様な演算処理機能を備えた構成の例を示した。しかし、シリンダ部品交換時期予測システムのサーバ92Cは、本発明の建設機械の第2の実施の形態の変形例に係る制御装置70Bによる油圧シリンダ37、38、39のシール部品47、50の交換時期に関する演算処理機能と同様な演算処理機能を備えた構成も可能である。また、シリンダ部品交換時期予測システムのサーバ92Cは、本発明の建設機械の第1の実施の形態に係る制御装置70による油圧シリンダ37、38、39のシール部品47、50の交換時期に関する演算処理機能と同様な演算処理機能を備えた構成も可能である。すなわち、シリンダ部品交換時期予測システムのサーバ92Cは、第1~第2の実施の形態及びその変形例に係る制御装置70、70A、70Bのいずれかの演算処理機能と同様な演算処理機能を備えた構成が可能である。 Further, in the embodiment of the cylinder parts replacement timing prediction system of the present invention described above, the server 92C receives the seal parts of the hydraulic cylinders 37, 38, and 39 by the control device 70A in the second embodiment of the construction machine of the present invention. 47 and 50 have shown an example of a configuration having an arithmetic processing function similar to the arithmetic processing function relating to the replacement time. However, the server 92C of the cylinder part replacement timing prediction system predicts the replacement timing of the seal parts 47, 50 of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 by the control device 70B according to the modification of the second embodiment of the construction machine of the present invention. A configuration having an arithmetic processing function similar to the arithmetic processing function related to is also possible. Further, the server 92C of the cylinder parts replacement timing prediction system performs arithmetic processing related to the replacement timing of the seal parts 47, 50 of the hydraulic cylinders 37, 38, 39 by the control device 70 according to the first embodiment of the construction machine of the present invention. A configuration having an arithmetic processing function similar to the function is also possible. That is, the server 92C of the cylinder parts replacement time prediction system has the same arithmetic processing function as the arithmetic processing function of any one of the control devices 70, 70A, and 70B according to the first and second embodiments and their modifications. configuration is possible.

なお、上述した本発明の建設機械の実施の形態においては、各変位センサ61a、61b、61cが検出した各油圧シリンダ37、38、39の変位xを制御装置70のシール部品47、50の交換時期に関する演算処理に用いる例を示した。油圧ショベルの中には、各変位センサ61a、61b、61cが検出した各油圧シリンダ37、38、39の変位xをフロント作業機4(ブーム31、アーム32、バケット33)の姿勢を制御するために用いるものがある。このような油圧ショベルでは、フロント作業機4の姿勢制御用のために予め設置されている変位センサを制御装置70、70A、70Bの演算処理のために利用することができる。変位センサを用いてフロント作業機の姿勢を制御する油圧ショベルでは、新たなセンサを設けることなく、油圧シリンダ37、38、39のシール部品50、47の交換時期に関する各種の演算処理に必要なプラグラムを新たに制御装置に導入するだけで、本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment of the construction machine of the present invention, the displacement x of each hydraulic cylinder 37, 38, 39 detected by each displacement sensor 61a, 61b, 61c is An example used for arithmetic processing related to time was shown. In the hydraulic excavator, the displacement x of each hydraulic cylinder 37, 38, 39 detected by each displacement sensor 61a, 61b, 61c is used to control the attitude of the front working machine 4 (boom 31, arm 32, bucket 33). There is something used for In such a hydraulic excavator, a displacement sensor installed in advance for attitude control of the front working machine 4 can be used for arithmetic processing of the control devices 70, 70A, and 70B. A hydraulic excavator that uses a displacement sensor to control the attitude of the front working machine can be used to implement programs necessary for various arithmetic processing related to the replacement timing of the seal parts 50 and 47 of the hydraulic cylinders 37, 38 and 39 without providing a new sensor. is newly introduced into the control device, the present invention can be applied.

1…油圧ショベル(建設機械)、 4…フロント作業機(作業装置)、 37…ブームシリンダ(油圧シリンダ)、 38…アームシリンダ(油圧シリンダ)、 39…バケットシリンダ(油圧シリンダ)、 47…ロッドシール(シール部品)、 50…ピストンシール(シール部品)、 61…変位センサ、 62…温度センサ、 63…第1圧力センサ(圧力センサ)、 64…第2圧力センサ(圧力センサ)、 70、70A、70B…制御装置、 91…モニタ装置(報知装置)、 92C…サーバ、 94…端末装置(報知装置)、 100…通信ネットワーク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Hydraulic excavator (construction machine), 4... Front work machine (work apparatus), 37... Boom cylinder (hydraulic cylinder), 38... Arm cylinder (hydraulic cylinder), 39... Bucket cylinder (hydraulic cylinder), 47... Rod seal (Seal parts) 50 Piston seal (seal parts) 61 Displacement sensor 62 Temperature sensor 63 First pressure sensor (pressure sensor) 64 Second pressure sensor (pressure sensor) 70, 70A, 70B... Control device, 91... Monitor device (notification device), 92C... Server, 94... Terminal device (notification device), 100... Communication network

Claims (6)

シール部品を有する油圧シリンダを備えた建設機械において、
前記油圧シリンダの変位を検出する変位センサと、
報知装置と、
前記変位センサにより検出された変位に基づいて変位の変化量に関する値を演算、前記変位の変化量に関する値を積算することで前記油圧シリンダの伸縮による前記シール部品の交換時点からの累積移動量を演算し、前記累積移動量が閾値以上となった場合に報知指令を前記報知装置へ出力する制御装置とを備えている
ことを特徴とする建設機械。
In a construction machine with a hydraulic cylinder with sealing parts,
a displacement sensor that detects displacement of the hydraulic cylinder;
a notification device;
A value related to the amount of change in displacement is calculated based on the displacement detected by the displacement sensor, and the value related to the amount of change in displacement is integrated, resulting in an accumulated amount of movement from the time of replacement of the seal component due to expansion and contraction of the hydraulic cylinder. and a control device that outputs a notification command to the notification device when the cumulative movement amount exceeds a threshold value.
請求項1に記載の建設機械において、
前記制御装置は、前記変位の変化量に関する値に対応した第1の補正係数、前記油圧シリンダを含む油圧システムを流れる作動油の温度に対応した第2の補正係数、及び、前記油圧シリンダの圧力に対応した第3の補正係数のうち、少なくとも1つの補正係数を用いて前記変位の変化量に関する値を補正した上で積算する
ことを特徴とする建設機械。
In the construction machine according to claim 1,
The control device comprises a first correction coefficient corresponding to a value related to the amount of change in displacement, a second correction coefficient corresponding to the temperature of hydraulic fluid flowing through a hydraulic system including the hydraulic cylinder, and a pressure of the hydraulic cylinder. a value relating to the amount of change in displacement is corrected using at least one correction coefficient among third correction coefficients corresponding to .
シール部品を有する油圧シリンダを備えた建設機械において、
前記油圧シリンダの変位を検出する変位センサと、
報知装置と、
前記変位センサにより検出された変位に基づいて変位の変化量に関する値を演算すると共に、前記変位の変化量に関する値を積算した積算値が閾値以上となった場合に報知指令を前記報知装置へ出力する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記変位の変化量に関する値に対応した第1の補正係数、前記油圧シリンダを含む油圧システムを流れる作動油の温度に対応した第2の補正係数、前記油圧シリンダの圧力に対応した第3の補正係数のうちの最も大きい補正係数を用いて、前記変位の変化量に関する値を補正した上で積算する
ことを特徴とする建設機械。
In a construction machine with a hydraulic cylinder with sealing parts,
a displacement sensor that detects displacement of the hydraulic cylinder;
a notification device;
A value related to the amount of change in displacement is calculated based on the displacement detected by the displacement sensor, and a notification command is output to the notification device when an integrated value obtained by integrating values related to the amount of change in displacement exceeds a threshold value. and a controller for
The control device has a first correction coefficient corresponding to a value related to the amount of change in displacement , a second correction coefficient corresponding to the temperature of hydraulic fluid flowing through a hydraulic system including the hydraulic cylinder, and a pressure of the hydraulic cylinder. Using the largest correction coefficient among the third correction coefficients obtained , the value related to the amount of change in the displacement is corrected and integrated.
A construction machine characterized by:
シール部品を有する油圧シリンダを備えた建設機械において、
前記油圧シリンダの変位を検出する変位センサと、
報知装置と、
前記変位センサにより検出された変位に基づいて変位の変化量に関する値を演算すると共に、前記変位の変化量に関する値を積算した積算値が閾値以上となった場合に報知指令を前記報知装置へ出力する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記変位の変化量に関する値に対応した第1の補正係数と前記油圧シリンダを含む油圧システムを流れる作動油の温度に対応した第2の補正係数と前記油圧シリンダの圧力に対応した第3の補正係数との平均値を用いて前記変位の変化量に関する値を補正した上で積算する
ことを特徴とする建設機械。
In a construction machine with a hydraulic cylinder with sealing parts,
a displacement sensor that detects displacement of the hydraulic cylinder;
a notification device;
A value related to the amount of change in displacement is calculated based on the displacement detected by the displacement sensor, and a notification command is output to the notification device when an integrated value obtained by integrating values related to the amount of change in displacement exceeds a threshold value. and a controller for
The control device corresponds to a first correction coefficient corresponding to the value related to the amount of change in displacement, a second correction coefficient corresponding to the temperature of hydraulic oil flowing through a hydraulic system including the hydraulic cylinder, and the pressure of the hydraulic cylinder. A construction machine characterized in that the value related to the amount of change in the displacement is corrected by using an average value of the third correction coefficient obtained and then integrated.
請求項1に記載の建設機械において、
前記制御装置は、前記閾値に対する前記累積移動量の割合である余裕度を示す交換時期情報を演算して、前記報知装置へ出力する
ことを特徴とする建設機械。
In the construction machine according to claim 1,
The construction machine, wherein the control device calculates replacement time information indicating a margin, which is a ratio of the cumulative movement amount to the threshold value, and outputs the information to the notification device.
建設機械の油圧シリンダの変位を検出する変位センサと、
前記変位センサにより検出された変位を通信ネットワークを介して受信し、受信した変位に基づいて前記油圧シリンダに備えられたシール部品の交換時期を演算し、演算された交換時期を報知装置へ出力するサーバと、を備え、
前記サーバは、前記変位センサにより検出された変位に基づいて変位の変化量に関する値を演算、前記変位の変化量に関する値を積算することで前記油圧シリンダの伸縮による前記シール部品の交換時点からの累積移動量を演算し、前記累積移動量が閾値以上となった場合に、前記シール部品の交換時期に関する情報を前記報知装置へ出力する
ことを特徴とするシリンダ部品交換時期予測システム。
a displacement sensor that detects the displacement of a hydraulic cylinder of a construction machine;
The displacement detected by the displacement sensor is received via a communication network, the replacement timing of the seal part provided in the hydraulic cylinder is calculated based on the received displacement, and the calculated replacement timing is output to a notification device. a server;
The server calculates a value related to the amount of change in displacement based on the displacement detected by the displacement sensor, and integrates the value related to the amount of change in displacement. and outputting information about the replacement timing of the seal part to the notification device when the cumulative travel amount exceeds a threshold value.
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