JPH109945A - Method for monitoring cutter of tbm and device for monitoring - Google Patents

Method for monitoring cutter of tbm and device for monitoring

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JPH109945A
JPH109945A JP8161684A JP16168496A JPH109945A JP H109945 A JPH109945 A JP H109945A JP 8161684 A JP8161684 A JP 8161684A JP 16168496 A JP16168496 A JP 16168496A JP H109945 A JPH109945 A JP H109945A
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cutter head
tbm
cutter
peak
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道直 寺田
Shigeru Shinohara
茂 篠原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and device for monitoring the state of the wear of the cutter of a TBM in digging operation without discontinuing the digging operation in real time. SOLUTION: A vibration detector 10 is arranged close to the rotary cutter head 2 of a TBM1 to detect the vibrations of the cutter head 2 in actual digging operation by the vibration detector 10. A processing unit 12 carries out a frequency spectrum analysis on the detected vibrations. And by comparing the information of peak distribution to be a standard with the information of peak distribution in digging operation, the state of roller bit according to each peak is monitored.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、TBMによる岩盤トン
ネルの施工におけるカッターの磨耗を検知する方法と装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for detecting wear of a cutter in the construction of a rock tunnel using a TBM.

【0002】[0002]

【従来の技術】TBMによる岩盤トンネルの施工におい
ては、カッターの摩耗は掘削能率を大きく低下させるだ
けでなく、場合によっては、カッターボディーの破損や
ベアリングの損傷等にまで発展して高価な機械部品の交
換を余儀なくされることになり、多大な費用と時間の損
失を招く原因となる。
2. Description of the Related Art In the construction of a rock tunnel using a TBM, wear of a cutter not only greatly reduces excavation efficiency, but in some cases, also leads to breakage of a cutter body, damage to bearings, and other expensive mechanical parts. Has to be replaced, causing a great deal of cost and time loss.

【0003】そのため、カッターの磨耗を早期に発見し
て速やかに交換することは、TBM工法の経済性のみな
らず安全性の向上を図る意味でも極めて重要である。そ
のような意味合いから、従来よりカッターの磨耗状況を
目視観察することが行われている。目視観察するために
は、掘削を中止してTBMを少し後退させ、切羽部に観
察のための空間を設け、観察者がその空間に直接入り、
目視観察によってカッターの磨耗状態を調査している。
[0003] Therefore, it is extremely important to detect the wear of the cutter at an early stage and quickly replace it, not only in terms of improving the economy but also the safety of the TBM method. From such a meaning, it has been conventionally performed to visually observe the state of wear of the cutter. In order to observe visually, the excavation was stopped, the TBM was slightly retracted, a space for observation was provided on the face, and the observer entered the space directly.
The wear condition of the cutter is investigated by visual observation.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな従来の目視観察方法では、カッターの磨耗を調査す
る度に掘削を中止する必要があるために、施工工程の遅
れによる時間と費用の損失を招くという問題がある。ま
た、切羽部とカッターとの狭い空間に観察者が立ち入る
必要があるために、切羽部の崩壊や落石等のような予測
困難な突発的事故の危険があり、安全上の大きな問題が
あった。
However, in the conventional visual observation method as described above, excavation must be stopped every time the wear of the cutter is investigated, so that time and cost are lost due to a delay in the construction process. There is a problem of inviting. Also, since the observer needs to enter the narrow space between the face and the cutter, there is a danger of unpredictable sudden accidents such as collapse of the face or falling rocks, which poses a major safety problem. .

【0005】そこで、本発明は、掘削運転中のTBMの
カッターの磨耗の状態を、掘削を中止することなくリア
ルタイムで監視する方法と装置の提供を目的としてなさ
れたものである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for monitoring the state of wear of a cutter of a TBM during excavation operation in real time without stopping excavation.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1のカッター監視
方法では、TBMの回転するカッターヘッドにその半径
方向に複数配設したローラービットの振動を、カッター
ヘッドの近傍に配設した前記振動検出器で検出するよう
構成した。そして、請求項2のカッター監視方法では、
TBMの回転するカッターヘッドにその半径方向に複数
配設したローラービットの振動を、各ローラービットの
近傍にそれぞれ配設した複数の振動検出器で検出するよ
う構成した。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a cutter monitoring method according to the first aspect, wherein vibrations of a plurality of roller bits provided in a radial direction on a rotating cutter head of the TBM are detected by detecting the vibration provided near the cutter head. It was configured to detect with a vessel. And in the cutter monitoring method of claim 2,
The configuration is such that the vibrations of a plurality of roller bits arranged in the radial direction on the cutter head which rotates the TBM are detected by a plurality of vibration detectors respectively arranged near each roller bit.

【0007】そして、請求項3のカッター監視方法で
は、TBMの回転するカッターヘッドの振動を検出する
振動検出器をカッターヘッドの近傍に配設し、全てのロ
ーラービットが正常で掘進中におけるカッターヘッドの
振動を前記振動検出器によって検出して、その振動を周
波数スペクトル分析して、基準となるピーク分布情報
と、各ピークと各ローラービットとの対応情報とを予め
得ておき、実際に掘進中におけるカッターヘッドの振動
を前記振動検出器によって検出して、その振動を周波数
スペクトル分析して、掘進中のピーク分布情報を得て、
基準となるピーク分布情報と掘進中のピーク分布情報と
における対応するピークどうしを比較することによっ
て、各ピークに対応するローラービットの状態を監視す
るよう構成した。
In the cutter monitoring method according to the third aspect, a vibration detector for detecting vibration of the rotating cutter head of the TBM is provided near the cutter head, and the cutter head is in operation while all the roller bits are normal. Is detected by the vibration detector, the vibration is subjected to frequency spectrum analysis, and reference peak distribution information and corresponding information between each peak and each roller bit are obtained in advance, and the actual excavation is performed. The vibration of the cutter head in is detected by the vibration detector, and the vibration is subjected to frequency spectrum analysis to obtain peak distribution information during excavation,
The state of the roller bit corresponding to each peak is monitored by comparing the corresponding peaks in the reference peak distribution information and the peak distribution information during the excavation.

【0008】そして、請求項4のカッター監視装置で
は、TBMの回転するカッターヘッドの近傍に配設され
てカッターヘッドの振動を検出する振動検出器と、前記
振動検出器によって検出した振動を周波数スペクトル分
析するスペクトル分析手段と、を備えるという手段を講
じた。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a cutter monitoring device which is provided near a rotating cutter head of a TBM and detects vibration of the cutter head, and a frequency spectrum of the vibration detected by the vibration detector. And a spectrum analyzing means for analyzing.

【0009】そして、請求項5のカッター監視装置で
は、所定の基準ピーク分布情報と、基準ピーク分布情報
における各ビークと各ローラービットとを対応させて記
憶した記憶手段と、TBMの回転するカッターヘッドの
近傍に配設されてカッターヘッドの振動を検出する振動
検出器と、前記振動検出器によって検出した振動を周波
数スペクトル分析して、ピーク分布情報を出力するスペ
クトル分析手段と、このスペクトル分析手段から出力さ
れたピーク分布情報を前記基準ピーク分布情報と比較す
ることによって、各ピークに対応するローラービットの
状態を判定する判定手段とを備えるという手段を講じ
た。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a cutter monitoring apparatus, comprising: storage means for storing predetermined reference peak distribution information, each beak and each roller bit in the reference peak distribution information, and a rotating cutter head of the TBM. A vibration detector that is disposed in the vicinity of and detects vibration of the cutter head, a frequency spectrum analysis of the vibration detected by the vibration detector, and a spectrum analysis unit that outputs peak distribution information. A means for determining the state of the roller bit corresponding to each peak by comparing the output peak distribution information with the reference peak distribution information is provided.

【0010】上記方法の原理を以下に説明する。TBM
掘削時においては、カッターヘッドは油圧モータによっ
てギアを介して回転しており、その状態で油圧ジャッキ
により切羽にカッタービットが押しつけられている。こ
の状態では、カッターヘッドは回転しているために、岩
盤に押しつけられたカッタービットも回転して岩盤が切
削されるのである。
The principle of the above method will be described below. TBM
During excavation, the cutter head is rotated via gears by a hydraulic motor, and in this state, the cutter bit is pressed against the face by a hydraulic jack. In this state, since the cutter head is rotating, the cutter bit pressed against the rock also rotates to cut the rock.

【0011】このような掘削の過程でカッタービットの
周囲には種々の要因の振動が発生する。まず、カッター
ヘッドの回転に起因する振動があり、これは、カッター
ヘッドの回転数に応じて変化する。
In the course of such excavation, vibrations of various factors are generated around the cutter bit. First, there is vibration caused by the rotation of the cutter head, which changes according to the number of rotations of the cutter head.

【0012】図8は、カッターヘッドの回転が停止した
状態で、ジャッキの推進力が非常に小さい状態(約20
トン:通常の約5分の1)での振動の周波数スペクトル
分布測定図である。これによると、周波数10kHz弱
と19kHzの2ヵ所に大きなピークが見られる。図9
は、カッターヘッドが毎分7回転している状態で、ジャ
ッキの推進力がゼロの状態の周波数スペクトル分布測定
図である。これによると、図8と同様に周波数10kH
z弱と19kHzの2ヵ所に大きなピークが見られる
が、それ以外にも、約500Hzのところにピークが見
られる。
FIG. 8 shows a state in which the rotation of the cutter head is stopped and the propulsion force of the jack is very small (about 20).
(Ton: about one-fifth of normal) is a frequency spectrum distribution measurement diagram of vibration. According to this, two large peaks are observed at a frequency of slightly lower than 10 kHz and 19 kHz. FIG.
FIG. 4 is a frequency spectrum distribution measurement diagram in a state where the thrust of the jack is zero when the cutter head is rotating 7 times per minute. According to this, the frequency is 10 kHz as in FIG.
There are two large peaks at a little less than z and 19 kHz, but there is also a peak at about 500 Hz.

【0013】図8と図9との測定条件の差異は、カッタ
ーヘッドの回転の有無であることから、500Hz付近
に出現したピークはカッターヘッドの回転に起因するも
のであると想定できる。このように、周波数スペクトル
分布に現れるピークはカッターヘッドの回転に起因する
ものが存在することが分かる。
The difference between the measurement conditions in FIGS. 8 and 9 is the presence or absence of the rotation of the cutter head. Therefore, it can be assumed that the peak appearing at around 500 Hz is caused by the rotation of the cutter head. Thus, it can be seen that some peaks appearing in the frequency spectrum distribution are caused by the rotation of the cutter head.

【0014】一方、ローラービットによる回転切削に伴
う振動周波数Fは、次の数式1で表現できる。
On the other hand, the vibration frequency F associated with the rotary cutting by the roller bit can be expressed by the following equation (1).

【0015】[0015]

【数1】 (Equation 1)

【0016】但し、D:ローラービットの取りつけ径 d:ローラービットの径 α:接触角 F0 :モーター回転数Here, D: diameter of mounting roller bit d: diameter of roller bit α: contact angle F 0 : motor rotation speed

【0017】このように、振動周波数Fは、ローラービ
ットの取りつけ径D(カッターヘッドの回転中心からの
距離)に比例するので、各ローラービットが正常であれ
ば、周波数スペクトルには、ローラービットの取りつけ
位置に応じたピークが現れることが分かる。即ち、正常
に運転中のカッターヘッドの近傍において検出される振
動の周波数スペクトルには、カッターヘッドの構成に応
じたピークの分布が観測されることが分かる。そして、
ローラービットの何れかに異常が生じてそのローラービ
ットの回転が変化すると、周波数のピークの分布に変化
が生じることになる。
As described above, since the vibration frequency F is proportional to the mounting diameter D of the roller bit (the distance from the center of rotation of the cutter head), if each roller bit is normal, the frequency spectrum shows the frequency of the roller bit. It can be seen that a peak corresponding to the mounting position appears. That is, it can be seen that a peak distribution according to the configuration of the cutter head is observed in the frequency spectrum of the vibration detected near the normally operating cutter head. And
If an abnormality occurs in any of the roller bits and the rotation of the roller bit changes, the distribution of frequency peaks will change.

【0018】このようにして、周波数スペクトルのピー
クを監視することによって、カッターヘッドのローラー
ビットの回転状況を把握することが可能となるのであ
る。ローラービットの偏摩耗や欠損等の異常が発生する
と、ローラービットが正常に回転しなくなり、そのよう
な回転状況の異常は周波数スペクトルのピークの変化、
具体的には、特定のピークの消滅等として現れる。
In this way, by monitoring the peak of the frequency spectrum, it is possible to grasp the rotation status of the roller bit of the cutter head. When abnormalities such as uneven wear or breakage of the roller bit occur, the roller bit does not rotate normally, and such abnormalities in the rotation state include changes in the peak of the frequency spectrum,
Specifically, it appears as disappearance of a specific peak.

【0019】そして、上述した式によれば、変化したピ
ークの周波数から、異常の発生したローラービットの取
りつけ位置を知ることができるのである。また、通常
は、各ローラービットの軌跡が等間隔の同心円を描くよ
うに、カッターヘッドの中心から各ローラービットまで
の距離がそれぞれ一定差になるように配設されている
(図2参照)ために、前記式におけるローラービットの
取りつけ径Dが一定差になり、スペクトル分析したとき
のピークの分布は一定の周波数間隔となる。
Then, according to the above-described equation, the mounting position of the roller bit in which the abnormality has occurred can be known from the frequency of the changed peak. Usually, the distances from the center of the cutter head to the respective roller bits are arranged so as to have a constant difference so that the trajectories of the respective roller bits draw concentric circles at equal intervals (see FIG. 2). In addition, the mounting diameter D of the roller bit in the above equation becomes a constant difference, and the distribution of peaks at the time of spectrum analysis becomes a constant frequency interval.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかるTBMの
カッター監視方法を、その方法に用いる監視装置の実施
の形態を示した図面に基づいて詳細に説明する。本発明
のカッター監視方法に用いるカッター監視装置の構成を
示した図1において、1はTBMであり、その先端には
n個のローラービットB1,B2,・・・Bnが半径方
向に配設され、モータによって回転するカッターヘッド
2を備え、このカッターヘッド2の後方には坑壁に押圧
されて位置を保持するグリッパ3を備え、カッターヘッ
ド2とグリッパ3との間にはカッターヘッド2を推進さ
せるジャッキ4を備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for monitoring a cutter of a TBM according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings showing an embodiment of a monitoring device used in the method. In FIG. 1 showing the configuration of a cutter monitoring device used in the cutter monitoring method of the present invention, reference numeral 1 denotes a TBM, and n roller bits B1, B2,... , A cutter head 2 rotated by a motor, and a gripper 3 pressed against a pit wall to maintain a position behind the cutter head 2, and the cutter head 2 is propelled between the cutter head 2 and the gripper 3. A jack 4 is provided.

【0021】5は隔壁6の前方にて掘削された土砂を後
方へ掻き出すスクリューコンベアであり、7はスクリュ
ーコンベア5で掻き出された土砂をさらに後方へ排出す
るベルトコンベアである。
Reference numeral 5 denotes a screw conveyor for scraping the earth and sand excavated in front of the partition wall 6 to the rear, and reference numeral 7 denotes a belt conveyor for discharging the earth and sand scraped by the screw conveyor 5 further to the rear.

【0022】10は隔壁6に固定された圧電型加速度計
を用いた振動検出器、11は前記振動検出器10によっ
て検出した振動信号を増幅するする増幅器、12は増幅
器11にて増幅された振動信号をFFT演算によってス
ペクトル分析する処理装置である。
Reference numeral 10 denotes a vibration detector using a piezoelectric accelerometer fixed to the partition 6, reference numeral 11 denotes an amplifier for amplifying a vibration signal detected by the vibration detector 10, and reference numeral 12 denotes a vibration amplified by the amplifier 11. This is a processing device that performs spectrum analysis on a signal by FFT operation.

【0023】上記構成のカッター監視装置を用いてTB
Mの監視をする場合には、まず、予め全てのローラービ
ットが正常な状態で、普通の条件で掘進しながらスペク
トル分析する。なお、図2に示したように、n個のロー
ラービットB1,B2,・・・Bnは、それぞれカッタ
ーヘッド2の中心からの距離がL,2L,3L,・・・
nLと一定差に設定されているので、スペクトル分布
は、図3のように等間隔のピークP1,P2,・・・P
nを持ったものとなる。
Using the cutter monitoring device having the above structure, TB
When monitoring M, first, spectrum analysis is performed while excavating under normal conditions with all roller bits in a normal state in advance. As shown in FIG. 2, the n roller bits B1, B2,..., Bn have distances L, 2L, 3L,.
nL and a constant difference, the spectrum distribution has equally spaced peaks P1, P2,.
n.

【0024】各ローラービットB1,B2,・・・Bn
の回転によって生じる振動のスペクトルはそれぞれピー
クP1,P2,・・・Pnに対応していることを、予め
確認しておく。このようにして、図3のスペクトル分布
を、基準となるピーク分布情報としてハードコピー等し
ておく。
Each roller bit B1, B2,... Bn
It is previously confirmed that the spectrums of the vibrations generated by the rotation correspond to the peaks P1, P2,... Pn. In this manner, the spectrum distribution of FIG. 3 is hard-copyed or the like as peak distribution information serving as a reference.

【0025】次に、実際の掘進作業を行う。このとき、
掘進中において上記同様にスペクトル分析してピークの
分布状況を監視する。このような掘進中におけるスペク
トル分布が、図4のようになった場合には、図3のピー
ク分布と対比させると7番目のピークP7が極端に低く
なっていることが観察される。
Next, actual excavation work is performed. At this time,
During excavation, spectrum analysis is performed in the same manner as described above to monitor the distribution state of peaks. When the spectrum distribution during such excavation is as shown in FIG. 4, it is observed that the seventh peak P7 is extremely low in comparison with the peak distribution of FIG.

【0026】7番目のピークP7は7番目のローラービ
ットB7に対応しているので、7番目のローラービット
B7に偏摩耗か欠損等の異常が発生していると判定でき
る。そこて、TBMの運転を中止して、ローラービット
の交換作業を行い、作業を再開する。
Since the seventh peak P7 corresponds to the seventh roller bit B7, it can be determined that the seventh roller bit B7 has an abnormality such as uneven wear or chipping. Then, the operation of the TBM is stopped, the roller bit is replaced, and the operation is restarted.

【0027】このように、図4のようなピークの異常が
現れるまでTBMを停止させて検査する必要がないの
で、極めて能率よく掘削作業が行える。また、切羽とカ
ッターヘッドとの間に人間が立ち入る回数が減るので危
険も減少する。
As described above, there is no need to stop and inspect the TBM until a peak abnormality as shown in FIG. 4 appears, so that excavation work can be performed extremely efficiently. In addition, danger is reduced because the number of times a person enters between the face and the cutter head is reduced.

【0028】以上においては、スペクトル分析の結果を
監視しながら、人間が判断する方法を説明したが、自動
的な判断機能を具備することも可能である。そのために
は、図1の構成に加えて、図5のように、基準となるピ
ーク分布情報Pと、各ピークとそれに対応するローラー
ビットの位置を特定する位置情報Qとを記憶させた記憶
装置121、及び、基準となるピーク分布情報Pと掘進
中のピーク分布情報P’とを対比させ、対応するピーク
の高さが設定された範囲を超えて変化した場合に、位置
情報Qに基づいて異常の発生したローラービットの位置
を特定する判定回路122を備えるとよい。
In the above, a method of making a judgment by a person while monitoring the result of the spectrum analysis has been described. However, an automatic judgment function may be provided. For this purpose, in addition to the configuration of FIG. 1, as shown in FIG. 5, a storage device that stores peak distribution information P serving as a reference and position information Q that specifies the position of each peak and the corresponding roller bit. 121, and the peak distribution information P serving as a reference is compared with the peak distribution information P ′ during excavation, and when the height of the corresponding peak changes beyond a set range, based on the position information Q, It is preferable to include a determination circuit 122 for specifying the position of the roller bit in which the abnormality has occurred.

【0029】雑音を除去するとともに、周波数の相違に
よる減衰率の相違を補正することによって、図6のよう
なピーク分布情報P及び掘進中のピーク分布情報P’が
得られる。位置情報Qは、図7に示したように、ピーク
の高さが変化したピークの番号に基づいて、異常の発生
したローラービットの位置と番号とを特定する情報とし
て記憶されている。
By removing noise and correcting the difference in attenuation rate due to the difference in frequency, peak distribution information P and peak distribution information P ′ during excavation as shown in FIG. 6 can be obtained. As shown in FIG. 7, the position information Q is stored as information for specifying the position and number of the roller bit in which an abnormality has occurred, based on the number of the peak whose peak height has changed.

【0030】また、振動検出器は、隔壁に1個だけ固定
するのではなく、数個の振動検出器を分散して配設し、
各振動検出器の信号を加算してスペクトル分析してもよ
い。また、各振動検出器の信号をスペクトル分析してか
ら加算してもよい。高い周波数の振動は、振動検出器に
到達するまでに減衰しやすいので、増幅器における高い
周波数の増幅率を大きく設定してもよい。
Further, the vibration detectors are not fixed to the partition wall, but several vibration detectors are dispersed and arranged.
The spectrum analysis may be performed by adding the signals of the respective vibration detectors. Further, the signals of the respective vibration detectors may be subjected to spectrum analysis and then added. Since the high frequency vibration is easily attenuated before reaching the vibration detector, the amplification factor of the high frequency in the amplifier may be set large.

【0031】また、各ローラービットの近傍にそれぞれ
振動検出器を固定すると、他のローラービットの振動の
影響や雑音の影響が少なくなるので、より正確な監視が
可能となる。このとき、各振動検出器の信号はスペクト
ル分析しなくても、各ローラービットの振動を識別する
ことが可能な場合もある。なお、各ピークの周波数が変
化しなければ、スペクトル分析に代えて、複数のフィル
ターで処理することも可能である。
Further, when the vibration detector is fixed in the vicinity of each roller bit, the influence of the vibration of other roller bits and the influence of noise are reduced, so that more accurate monitoring becomes possible. At this time, the vibration of each roller bit may be able to be identified without analyzing the signal of each vibration detector. If the frequency of each peak does not change, it is possible to perform processing with a plurality of filters instead of spectral analysis.

【0032】また、カッターヘッドから離れた位置に第
2の振動検出器を固定し、増幅器においては、カッター
ヘッドの近傍に固定した振動検出器による信号から第2
の振動検出器による信号を減算して、ローラービットの
回転による振動以外の振動成分を排除するように構成し
てもよい。
Further, a second vibration detector is fixed at a position distant from the cutter head, and the amplifier uses a second vibration detector based on a signal from the vibration detector fixed near the cutter head.
The vibration signal other than the vibration due to the rotation of the roller bit may be removed by subtracting the signal from the vibration detector.

【0033】[0033]

【発明の効果】請求項1,2のTBMのカッター監視方
法によれば、ローラービットの回転による振動を検出す
ることによって、ローラービットの偏摩耗や欠損等の異
常を監視できるので、何回もTBMの運転を停止してロ
ーラービットを目視観察する必要がなく、高い作業能率
の安全性が得られる。
According to the method for monitoring the cutter of the TBM according to the first and second aspects, it is possible to monitor abnormalities such as uneven wear and breakage of the roller bit by detecting the vibration caused by the rotation of the roller bit. There is no need to stop the operation of the TBM and visually observe the roller bit, so that high work efficiency and safety can be obtained.

【0034】請求項3,4,5のTBMのカッター監視
方法、及び監視装置によれば、ローラービットの回転に
よる振動を周波数スペクトル分析して、ローラービット
の偏摩耗や欠損等の異常を監視できるので、何回もTB
Mの運転を停止してローラービットを目視観察する必要
がなく、高い作業能率の安全性が得られる。
According to the monitoring method and the monitoring apparatus of the TBM according to the third, fourth, and fifth aspects, the frequency spectrum analysis of the vibration caused by the rotation of the roller bit can monitor the abnormalities such as uneven wear and loss of the roller bit. So many times TB
There is no need to stop the operation of M and visually observe the roller bit, so that high work efficiency and safety can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかるカッターヘッドの監視装置の実
施の形態の構成を示した構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an embodiment of a cutter head monitoring device according to the present invention.

【図2】カッターヘッドの概略正面図である。FIG. 2 is a schematic front view of a cutter head.

【図3】同監視装置における基準となるスペクトル分布
図である。
FIG. 3 is a reference spectrum distribution diagram in the monitoring device.

【図4】同監視装置における掘進中のスペクトル分布図
である。
FIG. 4 is a spectrum distribution diagram during excavation in the monitoring device.

【図5】請求項4の監視装置の要部の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a main part of a monitoring device according to claim 4;

【図6】ピーク分布情報の内容を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the contents of peak distribution information.

【図7】位置情報の内容を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the contents of position information.

【図8】本発明の監視方法において得られたスペクトル
分布図の例である。
FIG. 8 is an example of a spectrum distribution diagram obtained by the monitoring method of the present invention.

【図9】本発明の監視方法において得られたスペクトル
分布図の例である。
FIG. 9 is an example of a spectrum distribution diagram obtained by the monitoring method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 TBM 2 カッターヘッド 6 隔壁 10 振動検出器 12 処理装置(スペクトル分析手段) 121 記憶装置(記憶手段) 122 判定回路(判定手段) B1,B2,・・・Bn ローラービット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 TBM 2 Cutter head 6 Partition wall 10 Vibration detector 12 Processing device (spectral analysis means) 121 Storage device (storage means) 122 Judgment circuit (judgment means) B1, B2, ... Bn roller bit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】TBMの回転するカッターヘッドにその半
径方向に複数配設したローラービットの振動を、カッタ
ーヘッドの近傍に配設した前記振動検出器で検出するこ
とを特徴とするTBMのカッター監視方法。
1. A cutter monitor for a TBM, wherein vibrations of a plurality of roller bits arranged in a radial direction on a rotating cutter head of the TBM are detected by the vibration detector arranged near the cutter head. Method.
【請求項2】TBMの回転するカッターヘッドにその半
径方向に複数配設したローラービットの振動を、各ロー
ラービットの近傍にそれぞれ配設した複数の振動検出器
で検出することを特徴とするTBMのカッター監視方
法。
2. The TBM according to claim 1, wherein vibrations of a plurality of roller bits arranged in a radial direction on a rotating cutter head of the TBM are detected by a plurality of vibration detectors respectively arranged near each roller bit. Cutter monitoring method.
【請求項3】TBMの回転するカッターヘッドの振動を
検出する振動検出器をカッターヘッドの近傍に配設し、
全てのローラービットが正常で掘進中におけるカッター
ヘッドの振動を前記振動検出器によって検出して、その
振動を周波数スペクトル分析して、基準となるピーク分
布情報と、各ピークと各ローラービットとの対応情報と
を予め得て、実際に掘進中におけるカッターヘッドの振
動を前記振動検出器によって検出して、その振動を周波
数スペクトル分析して、掘進中のピーク分布情報を得
て、基準となるピーク分布情報と掘進中のピーク分布情
報とにおける対応するピークどうしを比較することによ
って、各ピークに対応するローラービットの状態を監視
することを特徴とするTBMのカッター監視方法。
3. A vibration detector for detecting vibration of a rotating cutter head of the TBM is provided near the cutter head.
The vibration detector detects vibration of the cutter head while all the roller bits are normal and digging, analyzes the frequency spectrum of the vibration, and provides a reference peak distribution information and a correspondence between each peak and each roller bit. Information in advance, the vibration of the cutter head during the actual excavation is detected by the vibration detector, the vibration is subjected to a frequency spectrum analysis, and peak distribution information during the excavation is obtained, and a reference peak distribution is obtained. A method for monitoring a cutter of a TBM, comprising: comparing a state of a roller bit corresponding to each peak by comparing corresponding peaks in information and peak distribution information during excavation.
【請求項4】TBMの回転するカッターヘッドの近傍に
配設されてカッターヘッドの振動を検出する振動検出器
と、前記振動検出器によって検出した振動を周波数スペ
クトル分析するスペクトル分析手段と、を備えたことを
特徴とするTBMのカッター監視装置。
4. A vibration detector, which is disposed near a rotating cutter head of the TBM and detects vibration of the cutter head, and spectrum analysis means for analyzing a frequency spectrum of the vibration detected by the vibration detector. A cutter monitoring device for a TBM.
【請求項5】所定の基準ピーク分布情報と、基準ピーク
分布情報における各ビークと各ローラービットとを対応
させて記憶した記憶手段と、TBMの回転するカッター
ヘッドの近傍に配設されてカッターヘッドの振動を検出
する振動検出器と、前記振動検出器によって検出した振
動を周波数スペクトル分析して、ピーク分布情報を出力
するスペクトル分析手段と、このスペクトル分析手段か
ら出力されたピーク分布情報を前記基準ピーク分布情報
と比較することによって、各ピークに対応するローラー
ビットの状態を判定する判定手段とを備えたことを特徴
とするTBMのカッター監視装置。
5. A storage means for storing predetermined reference peak distribution information, corresponding to each beak and each roller bit in the reference peak distribution information, and a cutter head disposed near the rotating cutter head of the TBM. A vibration detector for detecting the vibration of the vibration detector, a frequency spectrum analysis of the vibration detected by the vibration detector, and a spectrum analysis means for outputting peak distribution information, the peak distribution information output from the spectrum analysis means, A TBM cutter monitoring device comprising: a determination unit configured to determine a state of a roller bit corresponding to each peak by comparing with peak distribution information.
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