KR102593217B1 - Abrasion Measuring Apparatus for TBM Disc Cutter Wear Using Contact Type Probe - Google Patents
Abrasion Measuring Apparatus for TBM Disc Cutter Wear Using Contact Type Probe Download PDFInfo
- Publication number
- KR102593217B1 KR102593217B1 KR1020230081074A KR20230081074A KR102593217B1 KR 102593217 B1 KR102593217 B1 KR 102593217B1 KR 1020230081074 A KR1020230081074 A KR 1020230081074A KR 20230081074 A KR20230081074 A KR 20230081074A KR 102593217 B1 KR102593217 B1 KR 102593217B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- disk cutter
- wear
- pair
- tbm
- cutter
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/28—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring contours or curvatures
- G01B7/287—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring contours or curvatures using a plurality of fixed, simultaneously operating transducers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/001—Constructional details of gauge heads
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/002—Constructional details of contacts for gauges actuating one or more contacts
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
Abstract
본 발명의 접촉식 탐촉자를 이용한 TBM 디스크커터 마모도 측정장치는, 고정프레임에 다수의 좌측 및 우측 접촉식 탐촉자를 설치하여 디스크커터의 절삭부 마모도를 3차원 입체적이고 종합적인으로 정밀하게 측정할 수 있음과 동시에 측정 편차를 보정할 수 있는 마모도 측정장치이기 때문에 터널 현장에 투입된 TBM 장비의 디스크커터 점검 시 신속·정확한 디스크커터의 절삭부 마모도 측정을 통하여 디스크커터의 교체여부를 판단하여 시공 효율성 증대와 공사비용을 절감시킬 수 있으며, 또한 실 가동 TBM 장비의 커터헤드를 추가적으로 부착하여 실 작동시 디스크커터의 이상유무를 모니터링할 수 있는 장비로 사용 가능할 뿐만 아니라 디스크커터의 신뢰성 있는 마모도 측정으로 마모도 DB 구축과 분석을 통하여 디스크커터의 교체주기 파악 및 디스크커터 성능개발로 시공 효율성 증대와 디스크커터의 교체비용을 절감시킬 수 있는 것임. The TBM disk cutter wear measurement device using the contact probe of the present invention can precisely measure the wear of the cutting part of the disk cutter in three dimensions and comprehensively by installing a plurality of left and right contact probes on the fixed frame. Because it is a wear measurement device that can correct measurement deviations at the same time, when inspecting the disk cutter of TBM equipment used in a tunnel site, it quickly and accurately measures the wear of the cutting part of the disk cutter to determine whether to replace the disk cutter, thereby increasing construction efficiency and construction. Costs can be reduced, and by attaching an additional cutter head to the actual TBM equipment, it can be used as equipment to monitor any abnormalities in the disk cutter during actual operation. It can also be used to build a wear DB by measuring the wear of the disk cutter reliably. Through analysis, it is possible to identify the replacement cycle of the disk cutter and develop disk cutter performance to increase construction efficiency and reduce disk cutter replacement costs.
Description
본 발명은 암반의 단면을 굴착하는 TBM(Tunnel Boring Machine) 커터헤드에 장착되는 디스크 커터의 마모도를 접촉식 탐촉자를 이용하여 입체적(3D)으로 측정할 수 있도록 한 접촉식 탐촉자를 이용한 3D(3차원 입체) TBM 디스크커터 마모도 측정장치에 관한 것이다.The present invention is a 3D (3D) method using a contact probe that allows the wear of a disk cutter mounted on a TBM (Tunnel Boring Machine) cutterhead that excavates the cross section of rock to be measured in three dimensions (3D) using a contact probe. 3D) This is about the TBM disk cutter wear measurement device.
TBM에 의한 굴착작업은 발파굴착에 비해 장대터널을 시공하는 것에 유리하다.Excavation work by TBM is more advantageous for constructing long tunnels than blast excavation.
최근 터널 및 지하공간의 굴착은 작업자의 안정성 증대, 소음 및 진동으로 인한 민원 감소, 공기 및 공비의 감소 등을 목적으로 기존의 발파공법을 대체하여 지하철, 전력구, 통신구 터널 등을 중심으로 TBM에 의한 기계화 시공이 크게 증가하고 있는 추세이다.Recently, the excavation of tunnels and underground spaces has replaced the existing blasting method with the purpose of increasing the safety of workers, reducing civil complaints due to noise and vibration, and reducing air and construction costs. TBM is mainly used for subway, electric power, and communication tunnels. There is a significant increase in mechanized construction.
터널 기계화 굴착공법(Mechanized Tunnelling)에 사용되는 터널굴착기(Tunnel Boring Machine; 이하, "TBM"이라고 약칭함)는 종래의 대표적인 발파공법과는 달리 소음 및 진동 등의 환경 피해요소가 적고 굴착 직후 주변지반의 이완을 방지하여 터널의 안정성 확보에 유리할 뿐만 아니라, 균질한 지반 조건에서 고속 굴진을 유도할 수 있으며 연장이 긴 터널에서 발파공법보다 공사기간과 공사비용을 대폭 절감할 수 있는 것으로 알려져 있다.Tunnel Boring Machine (hereinafter abbreviated as "TBM") used in tunnel mechanized tunneling has less environmental damage factors such as noise and vibration, unlike the conventional representative blasting method, and the surrounding ground immediately after excavation. It is not only advantageous in securing the stability of the tunnel by preventing loosening, but also can induce high-speed excavation under homogeneous ground conditions, and is known to significantly reduce construction period and cost compared to the blasting method in long tunnels.
TBM(Tunnel Boring Machine)이란 다수의 디스크커터를 장착한 커터헤드를 회전시켜 암반, 지반을 압쇄하여 굴진하는 원형의 회전식 굴착장비를 말한다.TBM (Tunnel Boring Machine) refers to a circular rotary excavating equipment that crushes and excavates rock and ground by rotating a cutter head equipped with multiple disk cutters.
TBM이 커터헤드를 회전시켜 암반, 지반을 압쇄하여 굴착하는 과정 중 커터헤드에 장착된 디스크커터의 마모 및 손상이 발생될 경우 공사지연(굴진율)에 매우 큰 영향을 주고 있다. 따라서 디스크커터의 교체주기를 파악하여 굴착하는 것이 매우 효율적이다.If the disk cutter mounted on the cutter head is worn or damaged during the process of excavation by rotating the cutter head to crush rock and ground, it has a significant impact on construction delay (excavation rate). Therefore, it is very efficient to dig by understanding the replacement cycle of the disk cutter.
TBM의 굴착부품인 디스크커터는 소모성 재료로서 디스크커터의 내구성이 다 되었을시 주기적으로 교체하여야함으로 디스크커터의 교체주기 파악이 경제성 측면에서 중요하다. The disk cutter, which is an excavation part of the TBM, is a consumable material and must be replaced periodically when the durability of the disk cutter reaches its end. Therefore, understanding the replacement cycle of the disk cutter is important from an economic perspective.
디스크커터의 교체주기 파악을 위한 디스크커터의 마모도 측정은 매우 중요한 기술사항이다. 일반적으로 사용되는 디스크커터의 마모게이지는 기준점 위치가 마모로 인하여 변동이 있을 수 있어 정확한 마모도를 측정하는 것이 곤란하다. 그리고 디스크커터의 마모도 측정은 측정자별 시각에 의한 판단과 숙련도에 따라 측정편차가 발생한다. 그리하여 마모도 측정에 대한 정확도 및 정밀도 개선이 필요하다.Measuring the wear of the disk cutter to determine the disk cutter replacement cycle is a very important technical matter. It is difficult to measure the exact degree of wear of commonly used disk cutter wear gauges because the reference point position may change due to wear. In measuring the wear of a disk cutter, measurement deviation occurs depending on the visual judgment and skill level of each measurer. Therefore, there is a need to improve the accuracy and precision of wear measurement.
그래서, 제안된 종래는 도 1에 나탄낸 바와 같이 디스크커터 마모게이지는 디스크커터(2)에 고정하여 측정자의 육안으로 측정하기 때문에 측정이 정확하지 않을 뿐만 아니라 기준점의 위치가 마모되면 측정이 곤란하고, 측정자별 시각에 의한 판단과 숙련도에 따라 측정편차가 심하게 발생하는 문제점이 있었다. So, in the proposed conventional method, as shown in Figure 1, the disk cutter wear gauge is fixed to the disk cutter (2) and measured with the naked eye of the measurer, so not only is the measurement inaccurate, but it is also difficult to measure if the position of the reference point is worn. , there was a problem that severe measurement deviation occurred depending on the visual judgment and skill level of each measurer.
또 다른 종래의 디스크커터 마모율 측정장치는 도 2에 나타낸 바와 같이 디스크커터(2)를 커터헤드에 결합시키는 디스크 커터커버에 고정되는 결합부(100) 및 결합부(100)에 고정되며 디스크커터(2)의 마모율을 측정하는 측정부를 포함하고, 이 측정부는 디스크커터(2)의 절삭부가 삽입되는 측정홈(211)을 포함하는 측정 기준부(210) 및 절삭부가 측정홈(211)에 삽입된 상태를 촬영하는 촬영부(220)를 포함한다.Another conventional disk cutter wear rate measuring device is fixed to the coupling part 100 and the coupling part 100, which are fixed to the disk cutter cover that couples the disk cutter 2 to the cutter head, as shown in Figure 2, and is fixed to the disk cutter ( It includes a measuring unit that measures the wear rate of 2), and this measuring unit includes a measurement reference unit 210 including a measuring groove 211 into which the cutting part of the disk cutter 2 is inserted, and a measuring unit 210 where the cutting part is inserted into the measuring groove 211. It includes a photographing unit 220 that photographs the state.
그러나, 이와 같이 구성된 종래의 디스크커터 마모율 측정장치는 좌우 한 쌍의 결합부(100), 측정홈(211)을 포함하는 측정 기준부(210), 다수의 볼트(110a) 등의 조합으로 이루어져 있기 때문에 마모율 측정은 가능하나 마모도 측정은 불가능하다는 문제점이 있었으며, 또한 마모율 측정만 가능함에도 불구하고 측정을 위해 측정장치를 결합 후 측정이 완료되면 분해해야 되는 불편함과 번거로움이 있을 뿐만 아니라 측정장치의 결합 및 분해 작업으로 인하여 측정시간이 오래 걸리는 등 디스크커터(2)를 신속하게 점검할 수 없다는 문제점이 있었다.However, the conventional disk cutter wear rate measuring device configured in this way is composed of a combination of a pair of left and right coupling portions 100, a measurement reference portion 210 including a measurement groove 211, and a plurality of bolts 110a. Therefore, there was a problem that wear rate measurement was possible but wear rate measurement was not possible, and even though only wear rate measurement was possible, there was the inconvenience and hassle of having to assemble the measuring device for measurement and then disassemble it when the measurement was completed, as well as the There was a problem that the disk cutter (2) could not be inspected quickly, such as taking a long time to measure due to the combining and disassembling work.
본 발명의 목적은 기존의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로서, 측정장치의 분해없이 기준점이 되는 모든 형상을 한번에 신속히 측정할 수 있고, 측정자의 판단과 측정자별 숙련도에 상관없이 3차원 입체에 의해 측정 정확도를 높이면서 항상 정량적인 마모도 측정이 가능하며, 측정시간을 단축할 수 있는 접촉식 탐촉자를 이용한 TBM 디스크커터 마모도 측정장치를 제공하는데 있다.The purpose of the present invention was proposed to solve existing problems in consideration of them. It is possible to quickly measure all shapes that are reference points at once without disassembling the measuring device, and to measure three-dimensional stereoscopic measurements regardless of the judge's judgment and skill level. The goal is to provide a TBM disk cutter wear measurement device using a contact probe that can always measure quantitative wear while increasing measurement accuracy and shorten measurement time.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 접촉식 탐촉자를 이용한 TBM 디스크커터 마모도 측정장치는, TBM 디스크커터의 마모도를 측정하는 측정장치에 있어서, 상기 디스크커터의 좌우 및 상부를 동시 감싸도록 끼워지는 고정프레임과, 상기 고정프레임의 안쪽면 상부 좌우측에 좌우 대칭되도록 상하 일정 간격을 두고 배열되는 다수의 좌측 및 우측 접촉식 탐촉자를 포함하되, 상기 고정프레임은, 수평을 이루는 상면부와, 상기 상면부의 양 끝단에서 하부로 갈수록 외측으로 벌어지도록 형성된 좌우 한 쌍의 경사면부와, 상기 좌우 한 쌍의 경사면부에서 수직으로 각각 연장되도록 형성된 좌우 한 쌍의 하면부로 구성되고, 상기 좌우 한 쌍의 경사면부의 측면에는 상기 다수의 좌측 접촉식 탐촉자와 다수의 우측 접촉식 탐촉자가 상기 상면부의 중앙을 기점으로 일정 간격을 두고 좌우 대칭되게 마주하도록 설치되며, 상기 다수의 좌측 및 우측 접촉식 탐촉자는 상기 좌우 한 쌍의 경사면부의 측면에 1열 또는 3열로 좌우 대칭되게 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.The TBM disk cutter wear measurement device using a contact probe according to an embodiment of the present invention to solve the above technical problem is a measuring device that measures the wear of the TBM disk cutter, and simultaneously covers the left, right, and top of the disk cutter. It includes a fixed frame that is inserted into the fixed frame, and a plurality of left and right contact probes arranged at regular intervals up and down so as to be symmetrical left and right on the upper left and right sides of the inner surface of the fixed frame, wherein the fixed frame includes a horizontal upper surface, It consists of a pair of left and right inclined surfaces formed to spread outward from both ends of the upper surface portion toward the bottom, and a pair of left and right lower surfaces formed to extend vertically from the pair of left and right inclined surfaces, respectively, and the pair of left and right lower surfaces On the side of the inclined surface, the plurality of left contact probes and the plurality of right contact probes are installed to face each other symmetrically at regular intervals starting from the center of the upper surface, and the plurality of left and right contact probes are installed on the left and right contact probes. It is characterized in that it is installed symmetrically left and right in one or three rows on the sides of a pair of inclined surfaces.
다른 실시예로서, 본 발명의 좌우 한 쌍의 하면부의 내부 일측에는 상기 디스크커터에 상기 고정프레임이 끼워질 때 수평을 측정하는 좌우 한 쌍의 센서가 설치되는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, a pair of left and right sensors are installed on one inner side of the left and right lower surfaces of the pair of left and right lower surfaces of the present invention to measure horizontality when the fixing frame is inserted into the disk cutter.
다른 실시예로서, 본 발명의 좌우 한 쌍의 센서는 가속도 센서 또는 자이로 센서인 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the left and right pair of sensors of the present invention are characterized as acceleration sensors or gyro sensors.
다른 실시예로서, 본 발명의 다수의 좌측 및 우측 접촉식 탐촉자는, 상기 좌우 한 쌍의 경사면부 내부에 수평으로 설치되는 하우징과, 상기 하우징 내부 일측에 설치되는 감지부와, 상기 하우징 내부로부터 외부로 수평되게 돌출되는 탐촉봉과, 상기 하우징 내부에서 상기 감지부와 상기 탐촉봉의 끝단을 연결하여 감지신호를 전달하면서 탄성을 가하는 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the plurality of left and right contact probes of the present invention include a housing installed horizontally inside the pair of left and right inclined surfaces, a sensing unit installed on one side of the inside of the housing, and It is characterized by comprising a probe rod that protrudes horizontally, and an elastic portion that applies elasticity while transmitting a detection signal by connecting the sensing portion and an end of the probe rod inside the housing.
다른 실시예로서, 본 발명의 하우징은 상기 좌우 한 쌍의 경사면부의 측면을 관통하는 지지홀 내부 일측에 삽입되는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the housing of the present invention is inserted into one side of the support hole penetrating the side surfaces of the pair of left and right inclined surfaces.
다른 실시예로서, 본 발명의 감지부는 압력 및 변위를 측정하는 압력 센서, 변위 센서, 로드셀 중 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the sensing unit of the present invention is characterized in that it is one or more of a pressure sensor, a displacement sensor, and a load cell that measure pressure and displacement.
다른 실시예로서, 본 발명의 탐촉봉은, 일측단이 상기 하우징 내부에 위치되어 상기 탄성부와 접지되고, 타측단이 상기 경사면부의 지지홀 안내를 받아 좌우 이동 가능하게 수평으로 지지되는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the probe of the present invention is characterized in that one end is located inside the housing and is grounded with the elastic part, and the other end is supported horizontally so that it can move left and right by being guided by a support hole in the inclined surface part. .
다른 실시예로서, 본 발명의 탄성부는 코일스프링 또는 유압실린더인 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the elastic part of the present invention is characterized as a coil spring or hydraulic cylinder.
본 발명은 고정프레임에 다수의 좌측 및 우측 접촉식 탐촉자를 설치하여 디스크커터의 절삭부 마모도를 3차원 입체적이고 종합적인으로 정밀하게 측정할 수 있음과 동시에 측정 편차를 보정할 수 있는 마모도 측정장치이기 때문에 터널 현장에 투입된 TBM 장비의 디스크커터 점검 시 신속·정확한 디스크커터의 절삭부 마모도 측정을 통하여 디스크커터의 교체여부를 판단하여 시공 효율성 증대와 공사비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다. The present invention is a wear measurement device that can accurately measure the wear of the cutting part of a disk cutter in a three-dimensional and comprehensive manner by installing a plurality of left and right contact probes on a fixed frame and simultaneously corrects measurement deviation. Therefore, when inspecting the disk cutter of TBM equipment deployed at a tunnel site, it is possible to quickly and accurately measure the wear of the cutting part of the disk cutter to determine whether to replace the disk cutter, which has the effect of increasing construction efficiency and reducing construction costs.
또한, 실 가동 TBM 장비의 커터헤드를 추가적으로 부착하여 실 작동시 디스크커터의 이상유무를 모니터링할 수 있는 장비로 사용 가능할 뿐만 아니라 디스크커터의 신뢰성 있는 마모도 측정으로 마모도 DB 구축과 분석을 통하여 디스크커터의 교체주기 파악 및 디스크커터 성능개발로 시공 효율성 증대와 디스크커터의 교체비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by additionally attaching the cutter head of the actual TBM equipment, it can be used as equipment to monitor the presence or absence of any abnormalities in the disk cutter during actual operation, as well as the reliability of the disk cutter's wear DB by building and analyzing the wear DB through reliable wear measurement of the disk cutter. Understanding the replacement cycle and developing disk cutter performance has the effect of increasing construction efficiency and reducing disk cutter replacement costs.
도 1은 종래의 일 실시예에 따른 마모게이지가 디스크커터를 측정하는 상태를 나타낸 사진,
도 2는 종래의 다른 실시예에 따른 마모율 측정장치가 디스크커터를 측정하는 상태를 나타낸 사시도,
도 3(a)(b)는 본 발명에 일 실시에 따른 접촉식 탐촉자를 이용한 마모도 측정장치를 나타낸 정면도 및 측면도,
도 4는 본 발명에 일 실시에 따른 접촉식 탐촉자를 이용한 마모도 측정장치가 디스크커터에 결합된 상태를 나타낸 정면도,
도 5(a)(b)는 본 발명에 따른 접촉식 탐촉자를 이용한 마모도 측정장치가 디스크커터로부터 분리 또는 결합된 상태를 나타낸 일부 정면도,
도 6은 본 발명에 따른 접촉식 탐촉자 구성을 나타낸 개략도,
도 7은 종래의 마모율 측정장치와 본 발명의 접촉식 탐촉자를 이용한 마모도 측정장치의 통계분석기법 비교 그래프,1 is a photograph showing a state in which a wear gauge measures a disk cutter according to a conventional embodiment;
Figure 2 is a perspective view showing a state in which a wear rate measuring device according to another conventional embodiment measures a disk cutter;
Figure 3(a)(b) is a front view and side view showing a wear measurement device using a contact probe according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a front view showing a state in which the wear measurement device using a contact probe according to an embodiment of the present invention is coupled to a disk cutter;
Figure 5(a)(b) is a partial front view showing the wear measurement device using a contact probe according to the present invention separated or coupled to the disk cutter;
Figure 6 is a schematic diagram showing the configuration of a contact probe according to the present invention;
Figure 7 is a graph comparing statistical analysis techniques between a conventional wear rate measuring device and a wear rate measuring device using a contact probe of the present invention;
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. Therefore, the shapes of elements in the drawings may be exaggerated to emphasize a clearer description. It should be noted that the same configuration may be indicated by the same reference numeral in each drawing. Detailed descriptions of well-known functions and configurations that are judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention are omitted.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 접촉식 탐촉자를 이용한 TBM 디스크커터 마모도 측정장치는, 디스크커터(2)의 절삭부(4) 좌우 및 상부를 동시 감싸도록 끼워지는 고정프레임(10)과, 상기 고정프레임(10)의 안쪽면 상부 좌우측에 좌우 대칭되도록 상하 일정 간격을 두고 배열되는 다수의 좌측 및 우측 접촉식 탐촉자(20a)(20b)로 구성된다. Referring to Figures 3 to 6, the TBM disk cutter wear measurement device using a contact probe according to an embodiment of the present invention is a fixed device that is fitted to simultaneously surround the left, right, and top of the cutting portion (4) of the disk cutter (2). It consists of a frame 10 and a plurality of left and right contact probes 20a and 20b arranged at regular intervals up and down so as to be symmetrical left and right on the upper left and right sides of the inner surface of the fixed frame 10.
즉, 상기 고정프레임(10)은, 수평을 이루는 상면부(12)와, 상기 상면부(12)의 양 끝단에서 하부로 갈수록 외측으로 벌어지도록 형성된 좌우 한 쌍의 경사면부(14)와, 상기 좌우 한 쌍의 경사면부(14)에서 수직으로 각각 연장되도록 형성된 좌우 한 쌍의 하면부(16)로 구성된다. That is, the fixing frame 10 includes a horizontal upper surface portion 12, a pair of left and right inclined surface portions 14 formed to spread outward from both ends of the upper surface portion 12 toward the bottom, and It is composed of a pair of left and right lower surfaces 16 formed to extend vertically from a pair of left and right inclined surfaces 14, respectively.
이때, 상기 좌우 한 쌍의 경사면부(14)의 측면에는 상기 다수의 좌측 접촉식 탐촉자(20a)와 다수의 우측 접촉식 탐촉자(20b)가 상기 상면부(12)의 중앙을 기점으로 일정 간격을 두고 좌우 대칭되게 마주하도록 설치된다. At this time, on the sides of the pair of left and right inclined surfaces 14, the plurality of left contact probes 20a and the plurality of right contact probes 20b are spaced at regular intervals starting from the center of the upper surface portion 12. It is installed so that the left and right sides face each other symmetrically.
상기 좌우 한 쌍의 하면부(16)의 내부 일측에는 상기 디스크커터(2)에 상기 고정프레임(10)이 끼워질 때 수평을 측정하는 좌우 한 쌍의 센서(18)가 설치된다. A pair of left and right sensors 18 are installed on one inner side of the left and right pair of lower surfaces 16 to measure the level when the fixing frame 10 is inserted into the disk cutter 2.
이때, 상기 좌우 한 쌍의 센서(18)는 가속도 센서 또는 자이로 센서로 구성된 것으로서, 마모도 측정시 상기 좌우 한 쌍의 하면부(16)가 상기 디스크커터(2)의 좌우 커터샤프트(6) 위에 각각 안착되면서 상기 디스크커터(2)의 양 측면에 밀착될 때 상기 고정프레임(10) 또는 접촉식 탐촉자(20a)(20b)의 수평을 측정한다. At this time, the left and right pair of sensors 18 are composed of an acceleration sensor or a gyro sensor, and when measuring wear, the left and right pair of lower surfaces 16 are positioned on the left and right cutter shafts 6 of the disk cutter 2, respectively. When seated and in close contact with both sides of the disk cutter (2), the horizontality of the fixed frame (10) or the contact probe (20a) (20b) is measured.
상기 다수의 좌측 및 우측 접촉식 탐촉자(20a)(20b)는 3차원 입체적으로 마마모도를 측정할 수 있도록 상기 좌우 한 쌍의 경사면부(14)의 측면에 1열 또는 3열로 좌우 대칭되게 각각 구성하는 것이 바람직하다. The plurality of left and right contact probes 20a and 20b are arranged symmetrically in one or three rows on the sides of the pair of left and right inclined surfaces 14 so as to measure wear and tear in three dimensions. It is desirable to do so.
이때, 상기 다수의 좌측 및 우측 접촉식 탐촉자(20a)(20b)는, 상기 좌우 한 쌍의 경사면부(14) 내부에 수평으로 설치되는 원통 형태의 하우징(22)과, 상기 하우징(22) 내부 일측에 설치되는 감지부(24)와, 상기 하우징(22) 내부로부터 외부로 수평되게 돌출되는 탐촉봉(26)과, 상기 하우징(22) 내부에서 상기 감지부(24)와 상기 탐촉봉(26)의 끝단을 연결하여 감지신호를 전달하면서 탄성을 가하는 탄성부(28)로 구성된다. At this time, the plurality of left and right contact probes 20a and 20b include a cylindrical housing 22 installed horizontally inside the pair of left and right inclined surfaces 14, and the inside of the housing 22. A sensing unit 24 installed on one side, a probe rod 26 horizontally protruding from the inside of the housing 22 to the outside, and the detection unit 24 and the probe rod 26 inside the housing 22. ) is composed of an elastic part 28 that applies elasticity while transmitting a detection signal by connecting the ends.
즉, 상기 하우징(22)은 상기 좌우 한 쌍의 경사면부(14)의 측면을 관통하는 지지홀 내부 일측에 삽입되도록 지지된다. That is, the housing 22 is supported to be inserted into one side of the support hole penetrating the side surfaces of the pair of left and right inclined surfaces 14.
상기 감지부(24)는 압력 및 변위를 측정하는 압력 센서, 변위 센서, 로드셀 으로 구성된다. The sensing unit 24 consists of a pressure sensor, a displacement sensor, and a load cell that measure pressure and displacement.
상기 탐촉봉(26)은 상기 경사면부(14)의 지지홀을 따라 좌우 이동 가능하게 지지되는 것으로서, 일측단이 상기 하우징(22) 내부에 위치되어 상기 탄성부(28)와 접지되고, 타측단이 상기 경사면부(14)의 지지홀 안내를 받아 좌우 이동 가능하게 수평으로 지지된다. The probe rod 26 is supported to be movable left and right along the support hole of the inclined surface portion 14. One end is located inside the housing 22 and is in contact with the elastic portion 28, and the other end is located inside the housing 22 and is in contact with the elastic portion 28. It is supported horizontally so that it can move left and right, guided by the support hole of the inclined surface portion 14.
상기 탄성부(28)는 코일스프링 또는 유압실린더로 구성된다. The elastic part 28 is composed of a coil spring or hydraulic cylinder.
이와 같이 구성된 본 발명의 접촉식 탐촉자를 이용한 TBM 디스크커터 마모도 측정장치에 대한 동작원리를 설명한다.The operating principle of the TBM disk cutter wear measurement device using the contact probe of the present invention configured as described above will be explained.
본 발명의 마모도 측정장치를 이용하여 디스크커터(2)의 절삭부(4) 마모도를 측정하기 위해서는, 먼저 도 5(a)와 같이 고정프레임(10)을 디스크커터(2) 상부를 향하도록 위치시킨 상태에서 도 5(b)와 같이 하중을 주어 끼우면, 고정프레임(10)의 좌우 한 쌍의 하면부(16)의 끝단이 디스크커터(2)의 좌우 커터샤프트(6) 위에 각각 안착되면서 좌우 한 쌍의 하면부(16) 안쪽면이 디스크커터(2)의 양 측면에 밀착된다. In order to measure the wear of the cutting part 4 of the disk cutter 2 using the wear measuring device of the present invention, first position the fixing frame 10 toward the top of the disk cutter 2 as shown in Figure 5(a). When the load is applied and inserted as shown in FIG. 5(b), the ends of the left and right lower surfaces 16 of the fixed frame 10 are seated on the left and right cutter shafts 6 of the disk cutter 2, respectively, and the left and right The inner surfaces of the pair of lower surfaces 16 are in close contact with both sides of the disk cutter 2.
이때, 좌우 한 쌍의 하면부(16) 내부에 설치된 좌우 한 쌍의 센서(18)가 디스크커터(2)의 양측면에 맞닿아 수평이 이루어진 것으로 측정되고, 이와 동시에 고정프레임(10)의 좌우 한 쌍의 경사면부(14)에 각각 설치된 다수의 좌측 접촉식 탐촉자(20a)와 다수의 우측 접촉식 탐촉자(20b) 사이로 디스크커터(2)의 절삭부(4)가 삽입된다. At this time, it is measured that the left and right pairs of sensors 18 installed inside the left and right pairs of lower surfaces 16 are in contact with both sides of the disk cutter 2 and are horizontal, and at the same time, the left and right sides of the fixed frame 10 are measured to be level. The cutting portion 4 of the disk cutter 2 is inserted between the plurality of left contact probes 20a and the plurality of right contact probes 20b installed on each of the pair of inclined surface portions 14.
이로 인하여 절삭부(4)와 접촉되는 다수의 좌측 및 우측 접촉식 탐촉자(20a)(20b)의 탐촉봉(26)들이 절삭부(4)의 형상에 닿아 3차원 입체적으로 좌우로 벌어지는 변형이 발생되면, 이들 변형된 탐촉봉(26)은 도 6과 같이 후진되면서 하우징(22) 내의 탄성부(28)를 통해 압력 및 변위를 측정하는 감지부(24)로 전달하게 되고, 이 감지부(24)는 실시간으로 측정되는 마모도 측정값을 고정프레임(10) 내부에 설치되는 미도시된 별도의 단말기(연산부, 전원부, 디스플레이부, 유무선 통신부 등)로 전송하거나 외부 장비로 전송하여 표시한다. As a result, the probe rods 26 of the plurality of left and right contact probes 20a and 20b in contact with the cutting part 4 touch the shape of the cutting part 4, causing deformation that spreads left and right in three dimensions. When this happens, these modified probe rods 26 move backwards as shown in FIG. 6 and are transmitted to the sensing unit 24 that measures pressure and displacement through the elastic part 28 in the housing 22. ) transmits the wear measurement value measured in real time to a separate terminal (not shown) installed inside the fixed frame 10 (computing unit, power unit, display unit, wired and wireless communication unit, etc.) or transmits it to external equipment and displays it.
여기서, 다수의 좌측 및 우측 접촉식 탐촉자(20a)(20b)는 고정프레임(10)의 좌우 한 쌍의 경사면부(14)에 대해 상하 일정 간격을 두고 3열로 좌우 대칭되도록 각각 설치될 경우 3차원 입체적이고 종합적인 6σ(통계분석기법)을 통해 정밀한 마모도 측정은 물론 편차를 보정해 줄 수 있다. Here, when the plurality of left and right contact probes (20a) (20b) are respectively installed symmetrically in three rows at regular intervals up and down with respect to the pair of left and right inclined surfaces 14 of the fixed frame 10, a three-dimensional Through three-dimensional and comprehensive 6σ (statistical analysis technique), it is possible to accurately measure wear and correct deviations.
즉, 3열로 입력된 마모도 측정값을 연산부에 의한 6σ(통계분석기법) 시스템 기능을 통해 디스크커터(2)를 1번 회전시켜 측정하면 측정자에 의한 측정편차(시각에 의한 판단, 숙련도 등)를 보정할 수 있기 때문에 종래의 기술에 비해 정밀한 마모도 측정이 가능할 뿐만 아니라 도 7과 같이 6σ(통계분석기법) 시스템 분석을 통해 기준 마모도를 초과하는 내용에 대해 알람 경보 등의 데이터를 제공할 수 있다. In other words, if the wear measurement values entered in three columns are measured by rotating the disk cutter (2) once through the 6σ (statistical analysis technique) system function by the calculation unit, the measurement deviation (visual judgment, skill level, etc.) by the measurer is calculated. Because it can be corrected, it is possible to measure wear more precisely than conventional techniques, and as shown in Figure 7, data such as alarm warnings can be provided for content that exceeds the standard wear level through 6σ (statistical analysis technique) system analysis.
이 처럼, 본 발명은 고정프레임(10)에 다수의 좌측 및 우측 접촉식 탐촉자(20a)(20b)를 설치하여 디스크커터(2)의 절삭부(4) 마모도를 3차원 입체적이고 종합적인으로 정밀하게 측정할 수 있음과 동시에 측정 편차를 보정할 수 있는 마모도 측정장치이기 때문에 터널 현장에 투입된 TBM 장비의 디스크커터(2) 점검 시 신속·정확한 디스크커터(2)의 절삭부(4) 마모도 측정을 통하여 디스크커터(2)의 교체여부를 판단하여 시공 효율성 증대와 공사비용을 절감시킬 수 있다.As such, the present invention installs a plurality of left and right contact probes (20a) (20b) on the fixed frame (10) to accurately measure the wear of the cutting part (4) of the disk cutter (2) in three dimensions and comprehensively. Since it is a wear measurement device that can measure accurately and at the same time correct measurement deviation, it can quickly and accurately measure the wear of the cutting part (4) of the disk cutter (2) when inspecting the disk cutter (2) of the TBM equipment used in the tunnel site. Through this, it is possible to determine whether to replace the disk cutter (2), thereby increasing construction efficiency and reducing construction costs.
또한, 실 가동 TBM 장비의 커터헤드를 추가적으로 부착하여 실 작동시 디스크커터(2)의 이상유무를 모니터링할 수 있는 장비로 사용 가능할 뿐만 아니라 디스크커터(2)의 신뢰성 있는 마모도 측정으로 마모도 DB 구축과 분석을 통하여 디스크커터(2)의 교체주기 파악 및 디스크커터(2) 성능개발로 시공 효율성 증대와 디스크커터(2)의 교체비용을 절감시킬 수 있는 것이다.In addition, by additionally attaching the cutter head of the actual TBM equipment, it can be used as equipment that can monitor the presence or absence of any abnormalities in the disk cutter (2) during actual operation, as well as build a wear DB by measuring the wear of the disk cutter (2) reliably. Through analysis, it is possible to identify the replacement cycle of the disk cutter (2) and develop the performance of the disk cutter (2), thereby increasing construction efficiency and reducing the replacement cost of the disk cutter (2).
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.Meanwhile, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be implemented with modifications and modifications without departing from the gist of the present invention, and the technical idea to which such modifications and modifications are applied also falls within the scope of the following patent claims. Must see.
2 : 디스크커터 4 : 절삭부
6 : 커터샤프트 10 : 고정프레임
12 : 상면부 14 : 경사면부
16 : 하면부 18 : 센서
20a : 좌측 접촉식 탐촉자 20b : 우측 접촉식 탐촉자
22 : 하우징 24 : 감지부
26 : 탐촉봉 28 : 탄성부2: Disc cutter 4: Cutting part
6: Cutter shaft 10: Fixed frame
12: upper surface part 14: inclined surface part
16: lower part 18: sensor
20a: Left contact probe 20b: Right contact probe
22: Housing 24: Sensing unit
26: Probe rod 28: Elastic part
Claims (1)
상기 디스크커터(2)의 좌우 및 상부를 동시 감싸도록 끼워지는 고정프레임(10)과,
상기 고정프레임(10)의 안쪽면 상부 좌우측에 좌우 대칭되도록 상하 일정 간격을 두고 배열되는 다수의 좌측 및 우측 접촉식 탐촉자(20a)(20b)를 포함하되,
상기 고정프레임(10)은, 수평을 이루는 상면부(12)와, 상기 상면부(12)의 양 끝단에서 하부로 갈수록 외측으로 벌어지도록 형성된 좌우 한 쌍의 경사면부(14)와, 상기 좌우 한 쌍의 경사면부(14)에서 수직으로 각각 연장되도록 형성된 좌우 한 쌍의 하면부(16)로 구성되고,
상기 좌우 한 쌍의 경사면부(14)의 측면에는 상기 다수의 좌측 접촉식 탐촉자(20a)와 다수의 우측 접촉식 탐촉자(20b)가 상기 상면부(12)의 중앙을 기점으로 일정 간격을 두고 좌우 대칭되게 마주하도록 설치되며,
상기 다수의 좌측 및 우측 접촉식 탐촉자(20a)(20b)는 상기 좌우 한 쌍의 경사면부(14)의 측면에 각각 설치되며, 상기 하우징(22) 내부 일측에 설치되는 감지부(24) 및 상기 감지부(24)는 압력 센서, 변위 센서, 로드셀 중 어느 한 개 이상인 것을 특징으로 하는 접촉식 탐촉자를 이용한 TBM 디스크커터 마모도 측정장치.
In the measuring device for measuring the wear of the TBM disk cutter (2),
A fixed frame (10) fitted to simultaneously surround the left, right, and upper sides of the disk cutter (2),
It includes a plurality of left and right contact probes (20a) (20b) arranged at regular intervals up and down so as to be symmetrical left and right on the upper left and right sides of the inner surface of the fixed frame (10),
The fixing frame 10 includes a horizontal upper surface portion 12, a pair of left and right inclined surfaces 14 formed to spread outward from both ends of the upper surface portion 12 toward the bottom, and a pair of left and right inclined surfaces 14. It consists of a pair of left and right lower surfaces 16 each extending vertically from a pair of inclined surface parts 14,
On the sides of the pair of left and right inclined surfaces 14, the plurality of left contact probes 20a and the plurality of right contact probes 20b are placed left and right at regular intervals starting from the center of the upper surface portion 12. It is installed to face symmetrically,
The plurality of left and right contact probes 20a and 20b are respectively installed on the sides of the pair of left and right inclined surfaces 14, and the detection unit 24 installed on one side inside the housing 22 and the The detection unit 24 is a TBM disk cutter wear measurement device using a contact probe, characterized in that it is one or more of a pressure sensor, a displacement sensor, and a load cell.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230081074A KR102593217B1 (en) | 2020-11-25 | 2023-06-23 | Abrasion Measuring Apparatus for TBM Disc Cutter Wear Using Contact Type Probe |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200160294A KR102550015B1 (en) | 2020-11-25 | 2020-11-25 | Abrasion Measuring Apparatus for TBM Disc Cutter Wear Using Contact Type Probe |
| KR1020230081074A KR102593217B1 (en) | 2020-11-25 | 2023-06-23 | Abrasion Measuring Apparatus for TBM Disc Cutter Wear Using Contact Type Probe |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200160294A Division KR102550015B1 (en) | 2020-11-25 | 2020-11-25 | Abrasion Measuring Apparatus for TBM Disc Cutter Wear Using Contact Type Probe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230098120A KR20230098120A (en) | 2023-07-03 |
| KR102593217B1 true KR102593217B1 (en) | 2023-10-25 |
Family
ID=81985445
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200160294A KR102550015B1 (en) | 2020-11-25 | 2020-11-25 | Abrasion Measuring Apparatus for TBM Disc Cutter Wear Using Contact Type Probe |
| KR1020230081074A KR102593217B1 (en) | 2020-11-25 | 2023-06-23 | Abrasion Measuring Apparatus for TBM Disc Cutter Wear Using Contact Type Probe |
| KR1020230081073A KR102593216B1 (en) | 2020-11-25 | 2023-06-23 | Abrasion Measuring Apparatus for TBM Disc Cutter Wear Using Contact Type Probe |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200160294A KR102550015B1 (en) | 2020-11-25 | 2020-11-25 | Abrasion Measuring Apparatus for TBM Disc Cutter Wear Using Contact Type Probe |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230081073A KR102593216B1 (en) | 2020-11-25 | 2023-06-23 | Abrasion Measuring Apparatus for TBM Disc Cutter Wear Using Contact Type Probe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (3) | KR102550015B1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102550018B1 (en) * | 2021-04-09 | 2023-07-03 | 한국전력공사 | Apparatus and Method for measuring abrasion of disk cutter for Tunnel Boring Machine |
| KR102553609B1 (en) * | 2023-04-24 | 2023-07-07 | 현대건설(주) | A system for smart detecting wear on TBM cutting tools for hard rock and a method for smart detecting wear on TBM cutting tools for hard rock |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS637820A (en) * | 1986-06-27 | 1988-01-13 | Komatsu Ltd | Inspection device for dust-proof filter of clean room |
| KR101189873B1 (en) * | 2010-07-27 | 2012-10-10 | 대원강업주식회사 | A measurement equipment for non-active coil shape of coil spring |
| KR101411873B1 (en) * | 2012-08-30 | 2014-06-25 | 현대제철 주식회사 | Apparatus for measuring edge part shape of material |
| KR101784181B1 (en) | 2016-02-18 | 2017-10-11 | 삼성물산 주식회사 | Device for Measuring TBM Cutter Wear and Method for Measuring TBM Cutter Wear using the same |
-
2020
- 2020-11-25 KR KR1020200160294A patent/KR102550015B1/en active IP Right Grant
-
2023
- 2023-06-23 KR KR1020230081074A patent/KR102593217B1/en active IP Right Grant
- 2023-06-23 KR KR1020230081073A patent/KR102593216B1/en active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20230098120A (en) | 2023-07-03 |
| KR20220072549A (en) | 2022-06-02 |
| KR102550015B1 (en) | 2023-07-03 |
| KR20230098119A (en) | 2023-07-03 |
| KR102593216B1 (en) | 2023-10-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102593217B1 (en) | Abrasion Measuring Apparatus for TBM Disc Cutter Wear Using Contact Type Probe | |
| CN103528530B (en) | A kind of mining optical fiber grating roof abscission layer monitoring device and monitoring method | |
| JP3919172B2 (en) | Disc roller cutter and disc roller cutter monitoring system | |
| US20130234494A1 (en) | Sensors on a Degradation Platform | |
| KR102642189B1 (en) | Apparatus and Method for measuring abrasion of disk cutter for Tunnel Boring Machine | |
| CN104330836A (en) | Stress cutting pick coal and rock boundary detection device for coal mining machine | |
| CN103994846A (en) | Device and method for testing surrounding rock stress field distribution | |
| Fuławka et al. | Monitoring of the stability of underground workings in Polish copper mines conditions | |
| JP6338097B2 (en) | Tunnel face stability prediction / judgment method | |
| KR102044959B1 (en) | Concrete constructions crack displacement measurement equipment | |
| CN214843375U (en) | Fiber grating sensing roadway surrounding rock safety monitoring system with anchor rod as sensing medium | |
| CN105043611B (en) | A kind of swelled ground lateral swelling force in-situ testing device | |
| CN110988502B (en) | Station arrangement method for monitoring electric field intensity change of mine coal rock fracture | |
| CN113267127A (en) | Fiber grating sensing roadway surrounding rock safety monitoring system with anchor rod as sensing medium | |
| CN212716432U (en) | Pre-evaluation device for coal bed rock burst danger advanced drilling measurement | |
| CN111173487B (en) | Monitoring method for regional hydraulic fracturing | |
| CN111271129A (en) | Method for acquiring deformation and fracture expansion rule of stoping roadway surrounding rock | |
| US20210270017A1 (en) | System for fixing an adapter for earth-moving machines | |
| Dawn | Technologies of ground support monitoring in block caving operations | |
| CN111287654A (en) | Pre-evaluation device and method for coal seam rock burst danger advanced drilling measurement | |
| JP3774018B2 (en) | Hydraulic crushing type stress measurement method and apparatus | |
| JP2966278B2 (en) | Soil measurement device | |
| Małkowski et al. | Automatic monitoring system designed for controlling the stability of underground excavation | |
| CN211596854U (en) | Pipe jacking working well horizontal deformation measurement system | |
| CN204287519U (en) | Coalcutter stress pick coal-rock detection pick-up unit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |