FI100554B

FI100554B - A method for monitoring the condition of a crusher bearing and a crusher

Info

Publication number: FI100554B
Application number: FI962061A
Authority: FI
Inventors: Markku Ruokonen; Olli Aho
Original assignee: Nordberg Lokomo Oy
Priority date: 1996-05-15
Filing date: 1996-05-15
Publication date: 1997-12-31
Also published as: FI962061A0

Description

100554100554

MENETELMÄ MURSKAIMEN LAAKEROINNIN KUHMON VALVOMISEKSI JA MURSKAINMETHOD OF CONTROLLING THE CRUSHER BEARING OF A CRUSHER AND A CRUSHER

TEKNIIKAN ALAENGINEERING

5 Keksintö liittyy kartio- tai karamurskaimiin. Tarkemmin keksintö koskee murskaimen laakeroinnin kunnon valvomista, jotta häiriön ilmetessä tämä voitaisiin heti havaita ja laakeroinnin ja murskaimen muidenkin osien laajamittainen vaurioituminen estää.The invention relates to cone or spindle crushers. More specifically, the invention relates to monitoring the condition of the bearing of the crusher, so that in the event of a fault, this can be detected immediately and large-scale damage to the bearing and other parts of the crusher can be prevented.

1010

TEKNIIKAN TAOSTAFOREWORD OF TECHNOLOGY

Kartiomurskaimissa on pysty epäkeskoakseli ja siinä vino sisäreikä. Reikään on sovitettu pääakseli, johon on kiinnitetty tukikartio. Tukikartiota ympäröi sivuilta murskaimen 15 runko, johon on kiinnitetty ulommaksi murskausteräksi kutsut tu, kulutusosana toimiva elin. Tukikartioon puolestaan on kiinnitetty sisemmäksi murskausteräksi kutsuttu, kulutusosana toimiva elin. Sisempi ja ulompi murskausterä yhdessä muodostavat murskauskammion, jossa syötemateriaalin murskaus tapah-20 tuu. Kun epäkeskoakselia pyöritetään, joutuu pääakseli ja sen mukana tukikartio oskilloivaan liikkeeseen, jolloin sisemmän ja ulomman murskausterän välinen rako kussakin kohdassa vaih-telee työkierron aikana. Työkierron aikana syntyvää pienintä rakoa kutsutaan murskaimen asetukseksi ja raon minimin ja 25 maksimin välistä erotusta nimitetään murskaimen iskuksi.Cone crushers have a vertical eccentric shaft and an oblique inner hole. A main shaft is fitted to the hole to which a support cone is attached. The support cone is surrounded on the sides by the body of the crusher 15, to which a wear member, called an outer crushing blade, is attached. Attached to the support cone is a wear member called an inner crushing blade. The inner and outer crushing blades together form a crushing chamber in which the crushing of the feed material takes place. When the eccentric shaft is rotated, the main shaft and with it the support cone undergo oscillating movement, whereby the gap between the inner and outer crushing blades at each point varies during the cycle. The smallest gap that occurs during a cycle is called the crusher setting, and the difference between the minimum and 25 max of the gap is called the crusher stroke.

Murskaimen asetuksen suuruudella ja murskaimen iskulla voidaan vaikuttaa muun muassa tuotetun murskeen raejakautumaan ja murskaimen tuotantokapasiteettiin.The magnitude of the crusher setting and the impact of the crusher can affect, among other things, the grain distribution of the crushed stone produced and the production capacity of the crusher.

Usein pääakseli on vielä yläpäästään tuettu runkoon ylä-30 tukilaakerin avulla. Karamurskaimellä tarkoitetaan yleensä juuri tällaista kartiomurskainten tyyppiä.Often the main shaft is still supported at its upper end on the frame by means of an upper-30 support bearing. A spindle crusher usually refers to just this type of cone crusher.

Karamurskain on yleensä hydraulisen järjestelmän avulla säädettävissä siten, että pääakselia voidaan liikuttaa pystysuunnassa rungon suhteen. Tämä mahdollistaa asetuksen muut-35 tamisen siten, että lopputuotteen koko vastaa kulloinkin haluttua, ja/tai asetuksen pitämisen samana murskausterien kuluessa. Kartiomurskaimen säätö voi tapahtua myös nostamalla ja laskemalla ylärunkoa pääakselin pysyessä paikallaan.The spindle crusher is usually adjustable by a hydraulic system so that the main shaft can be moved vertically with respect to the frame. This makes it possible to change the setting so that the size of the final product corresponds to what is desired in each case and / or to keep the setting the same during the crushing blades. The cone crusher can also be adjusted by raising and lowering the upper frame while the main shaft remains in place.

2 1005542 100554

Murskaimen laakeroinnin ollessa kunnossa on karamurskaimen pääakselin pyörimisnopeus oman akselinsa ympäri kuormitettuna tavallisesti noin 3-10 r/min ja tyhjäkäynnillä 10 - 20 r/min. Nämä nopeusarvot riippuvat kuitenkin suuresti 5 murskaimen teknisistä yksityiskohdista. Mikäli kuitenkin kitka pääakselin ja epäkeskoakselin välillä kasvaa esim. voiteluainehäiriön tms. vuoksi, alkaa pääakseli pyöriä epäkeskoakselin mukana tavallista nopeammin. Jos murskaimen ollessa kuormitettuna pääakselin pyörimisnopeus kasvaa yli 10 ennalta määritetyn arvon, on se merkkinä siitä, että epäkes koakselin laakerointi on leikkautumassa kiinni pääakselin pintaan. Epäkeskoakselin kuumentuessa saattaa sen jälkeen myös epäkeskoakselin ja säätömännän välinen laakeri (eräissä sovellutuksissa epäkeskoakselin ja murskaimen rungon välinen 15 laakeri) leikata kiinni ja lopulta koko murskain seisoo.When the crusher bearings are in good condition, the speed of rotation of the main shaft of the spindle crusher around its own axis is usually about 3-10 rpm and at idle 10-20 rpm. However, these speed values depend greatly on the technical details of the 5 crushers. However, if the friction between the main shaft and the eccentric shaft increases due to a lubricant fault, etc., the main shaft will start to rotate with the eccentric shaft faster than usual. If, when the crusher is loaded, the rotational speed of the main shaft increases by more than 10 predetermined values, this is an indication that the eccentric shaft bearing is intersecting on the surface of the main shaft. As the eccentric shaft heats up, the bearing between the eccentric shaft and the control piston (in some applications the bearing between the eccentric shaft and the crusher body) may then also be cut and eventually the entire crusher will stand.

Leikkautuminen saattaa alkaa myös ulommasta laakeroinnista ja edetä keskelle päin.Cutting may also begin with the outer bearing and progress toward the center.

Näin voidaan joutua tilanteeseen, että jonkin ajan kuluttua on tuhoutunut koko laakerointi, käsittäen epäkeskoakselin 20 laakerin, pääakselin säätömännän, runkolaakerin ja mahdolli sesti myös murskaimen alarungon.This can lead to a situation where, after some time, the entire bearing, including the eccentric shaft 20 bearing, the main shaft adjusting piston, the frame bearing and possibly also the crusher lower body, is destroyed.

Tällaisesta totaalisessa leikkautumisessa aiheutuneita korjauskustannuksia on vaikea arvioida, koska ne ovat kovin tapauskohtaisia riippuen ko. murskaintyypistä yms. Keskimää-25 rin kustannukset lienevät välillä noin 20.000 - 40.000 USDThe repair costs caused by such a total surgery are difficult to estimate because they are very case-specific depending on the crusher type, etc. The average cost of 25 rin is probably between about 20,000 - 40,000 USD

(vuoden 1996 hinnoin). Lisäksi aiheutuu huomattavia kuluja seisokista.(at 1996 prices). In addition, there are significant costs associated with downtime.

KEKSINNÖN KUVAUS 30 Yleinen kuvausDESCRIPTION OF THE INVENTION 30 General Description

Nyt on keksitty patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä ja patenttivaatimuksen 4 mukainen murskain. Keksinnön eräitä edullisia toteutustapoja esitetään muissa vaatimuksissa.A method according to claim 1 and a crusher according to claim 4 have now been invented. Some preferred embodiments of the invention are set out in the other claims.

Jos pääakselin epänormaalin suuri pyörintänopeus voidaan 35 havaita tarpeeksi ajoissa, saadaan siitä indikointi alkavasta leikkautumisesta. Tällöin on mahdollista järjestää esim. sähköisesti toiminto, joka pysäyttää murskaimen käyttömoottorin. On myös mahdollista saada käyttäjälle tieto, mikä oletettava vika on kyseessä.If an abnormally high rotational speed of the main shaft can be detected in sufficient time, an indication of the onset of shear is obtained. In this case, it is possible to provide, for example, electronically a function that stops the drive motor of the crusher. It is also possible to inform the user of the presumed fault.

|j 3 100554| j 3 100554

Kun alkava leikkautuminen voidaan havaita ajoissa, ei jouduta korjaamaan kokonaan vaurioitunutta laakeristoa. Riittää kun vaihdetaan vain epäkeskoakselin laakeri ja hiotaan pääak-selin laakeripinta. Korjauskustannukset ovat tällöin vain 5 noin 10 - 20 % niistä korjauskustannuksista, joita aiheutuu totaalisesta vauriosta. Lisäksi laitoksen tuotantotappiot pienenevät lyhentyneen seisokin vuoksi.When the onset of shearing can be detected in time, it is not necessary to completely repair the damaged bearing system. It is sufficient to replace only the eccentric shaft bearing and grind the bearing surface of the main shaft. The repair costs are then only about 5 to 20% of the repair costs caused by the total damage. In addition, the plant's production losses will decrease due to shortened downtime.

Kun siis keksinnön mukaan pystytään vian alkuvaiheessa saamaan siitä heti informaatiota ja vika voidaan korjata io ennen kuin sen aiheuttamat seurannaisvaikutukset ovat ehtineet syntyä, saavutetaan huomattava rahallinen hyöty pienentyneinä laitteen korjauskustannuksina ja menetetyn tuotannon vähentymisenä.Thus, when, according to the invention, it is possible to obtain information about the fault at an early stage and the fault can be rectified before the consequent effects have occurred, a considerable financial benefit is achieved in terms of reduced equipment repair costs and reduced production.

Piirustusten kuvaus 15 Oheiset piirustukset muodostavat osan keksinnön kuvauk sesta .Description of the Drawings The accompanying drawings form a part of the description of the invention.

Kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaista karamurskainta.Figure 1 shows a spindle crusher according to the invention.

Kuvio 2 esittää suurennettuna kuvion 1 murskaimen yksityiskohtaa.Figure 2 is an enlarged detail of the crusher of Figure 1.

20 Esimerkki20 Example

Kuvion 1 mukaisen murskaimen pääosat ovat runko l, voiman-siirtolaitteisto 2, epäkeskoakseli 3, pääakseli 4 ja pääakse-lille sijoitettu tukikartio 5.The main parts of the crusher according to Fig. 1 are a frame 1, a power transmission device 2, an eccentric shaft 3, a main shaft 4 and a support cone 5 placed on the main shaft.

Rungon 1 yläosa muodostaa tukikartiota 5 ympäröivän murs-25 kauskammion. Rungon alaosaan on sijoitettu voimansiirtolait- teisto 2, jonka välityksellä epäkeskoakselia 3 pyöritetään.The upper part of the body 1 forms a crushing chamber 25 surrounding the support cone 5. A transmission device 2 is arranged in the lower part of the frame, by means of which the eccentric shaft 3 is rotated.

Pääakselin 4 alapää on laakeriston 6 välityksellä tuettu rungossa 1 olevassa sylinterissä liikkuvaan säätömäntään 7. Johtamalla painevällainetta sylinteriin säätömännän alapuo-30 lelle tai pois sylinteristä voidaan pääakselia nostaa tai laskea rungon suhteen.The lower end of the main shaft 4 is supported by means of a bearing system 6 on a control piston 7 moving in the cylinder in the body 1. By applying pressure means to the cylinder below or away from the control piston, the main shaft can be raised or lowered relative to the body.

Epäkeskoakselin 3 yläpäässä on naparengas 8, jonka alareunassa on rengashammaspyörä 9.At the upper end of the eccentric shaft 3 there is a hub ring 8, the lower edge of which has a ring gear 9.

Epäkeskoakseli 3 on ympäröity tiivistyskannella 10. Tii-35 vistyskannen ulkoreunan helma 11 on kiinnitetty tiiviisti murskaimen rungon 1 alaosaan. Sisäreuna 12 on tiivistetty vasten pääakselia 4 tiivistyselimen 13 avulla. Tiivistyskansi on siten mitoitettu, että pääakselin ja kannen sisäreunan väliin jää tiivistyselimen tarvitsema ura.The eccentric shaft 3 is surrounded by a sealing cover 10. The skirt 11 of the outer edge of the Tii-35 sealing cover is tightly attached to the lower part of the crusher body 1. The inner edge 12 is sealed against the main shaft 4 by means of a sealing member 13. The sealing cover is dimensioned so that there is a groove required by the sealing member between the main shaft and the inner edge of the cover.

4 1005544 100554

Tiivistyskannen 10 ulkopinta on ulospäin viettävä. Näin sen päälle ei kerry mursketta.The outer surface of the sealing cover 10 must extend outwards. This way, no crumbs accumulate on it.

Tiivistyselimessä 13 on sylinterimäinen, pääakselia vastaan tiiviisti painuva sisäholkki 14 ja sen ulkopuolella 5 ulommaksi mentäessä hieman ylöspäin suuntautuva ohjausrengas 15.The sealing member 13 has a cylindrical inner sleeve 14 which presses tightly against the main shaft and a slightly upwardly directed guide ring 15 on the outside of the outer part 5.

Tiivistyskannen 10 sisäreuna 12 muodostaa rengasmaisen laipan. Tiivistyskanteen kuuluu myös irrotettava kiinnitys-rengas 16 siten että muodostuu ura 17 tiivistyselimen 13 io ohjausrengasta 15 varten. Ura on ohjausrenkaan muotoinen mutta sitä sivusuunnassa laajempi siten, että rengas on tiiviisti urassa mutta pystyy siinä sivusuunnassa liikkumaan pääakselin 4 liikkeen mukana.The inner edge 12 of the sealing cover 10 forms an annular flange. The sealing cover also includes a removable fastening ring 16 so as to form a groove 17 for the guide ring 15 of the sealing member 13. The groove is in the shape of a guide ring but wider laterally so that the ring is tightly in the groove but is able to move laterally with the movement of the main shaft 4.

Tiivistyselimen kiinnitysrenkaan 16 päällä voi vielä olla is suojarengas 17.There may still be a protective ring 17 on the fastening ring 16 of the sealing member.

Tiivistyselimen sisäholkin 14 sisäpinnalla on O-rengas 18, joka tiivistää tiivistyselimen ja pääakselin välin. O-renkaan yläpuolella hoikin sisäpinnalla on toinen joustava rengas 19, jonka pääakselia vasten viistosti suunnatut ylä- ja alareuna 20 toimivat kaapimena akselia nostettaessa ja laskettaessa kaa pien akselin pinnan puhtaaksi.The inner surface of the inner sleeve 14 of the sealing member has an O-ring 18 which seals between the sealing member and the main shaft. Above the O-ring there is a second resilient ring 19 on the inner surface of the sleeve, the upper and lower edges 20 of which are inclined towards the main axis act as a scraper when the shaft is raised and lowered to clean the surface of the shaft.

Tiivistyselin 13 on siten konstruoitu, että pääakselin ja tiivistyselimen välillä vaikuttava kitka on suurempi kuin tiivistyskannen 10 ja tiivistyselimen sekä tiivistyskanteen 25 kuuluvan kiinnitysrenkaan 16 ja tiivistyselimen välinen, joten kaikki näiden elimien välinen liike tapahtuu pääsääntöisesti tiivistyselimen 13 ja tiivistyskannen uran 17 välillä. Tarvittaessa tiivistyselimen ja pääakselin välinen luisto voidaan estää myös mekaanisella lukituksella.The sealing member 13 is so constructed that the friction between the main shaft and the sealing member is greater than between the sealing cover 10 and the sealing member and the fastening ring 16 and the sealing member 25, so that all movement between these members takes place mainly between the sealing member 13 and the sealing cover groove 17. If necessary, the slip between the sealing member and the main shaft can also be prevented by mechanical locking.

30 Tiivistyskanteen 12 on sijoitettu impulssianturi 20 ja tiivistyselimeen 13 on sen kehälle kiinnitetty metallitanko 21. Tiivistyselin puolestaan on jotain ei-metallista ainetta. Anturi on yhdistetty johdon 22 avulla laskuriin (ei esitetty piirustuksissa). Johto on sovitettu kulkemaan tiivistyskan-35 teen 10 tehdyssä kanavassa 23, jonka pääosa on kannen suun tainen ja joka ulottuu kannen ulkokehältä sen keskiosaan.An impulse sensor 20 is placed on the sealing cover 12 and a metal rod 21 is attached to the sealing member 13 on its circumference. The sealing member, in turn, is a non-metallic material. The sensor is connected by a wire 22 to a counter (not shown in the drawings). The line is adapted to pass in a channel 23 made in the sealing cover 35, the main part of which is parallel to the cover and which extends from the outer circumference of the cover to its central part.

Anturi 20 antaa aina impulssin laskimelle, kun metallitanko 21 liikkuu anturin ohi. Näin voidaan mitata pääakselinThe sensor 20 always gives an impulse to the counter when the metal rod 21 moves past the sensor. This allows the main axis to be measured

IIII

5 100554 4 pyörintää oman pituusakselinsa ympäri sekä tiivistyselimen 13 pyörimistä akselin mukana.5 100554 4 rotations about its own longitudinal axis and rotation of the sealing member 13 with the axis.

Anturin ja metallitangon avulla voidaan todeta seuraavat asiat.The following can be determined using the sensor and the metal rod.

5 Jos pyörimisnopeus on liian suuri, tämä merkitsee sitä että leikkautuminen on odotettavissa laakeroinnissa. Murskain on siis syytä pysäyttää välittömästi ennen vaurioiden laajenemista.5 If the rotational speed is too high, this means that shearing is expected in the bearing. The crusher should therefore be stopped immediately before the damage expands.

Jos taas nopeus on liian pieni, on tämä seurausta siitä io että pääakselin ja tiivistyselimen välys on kulunut liian suureksi. Tällöin tiivistyselin ei enää liiku akselin mukana raon 17 suhteen, koska osa liikkeestä on muuttunut pääakselin ja tiivistyselimen väliseksi liikkeeksi. Tämä liikenopeuden alarajan alittaminen merkitsee ilmoitusta käyttöhenkilöille 15 siitä, että tiivistykseen on vaihdettava pidättimenä toimivat osat, mm. O-rengas 18 ja kaavin 19. Tällä toimenpiteellä estetään käyttäjiä myös käyttämästä laitetta kulunein tiivistein ja vähennetään laakerointiin pääsevää pölymäärää ja sen seurauksena tapahtuvaa laakeroinnin kulumista.If, on the other hand, the speed is too low, this is due to the fact that the clearance between the main shaft and the sealing member has been too high. In this case, the sealing member no longer moves with the shaft with respect to the gap 17, because part of the movement has changed into movement between the main shaft and the sealing member. This lowering of the lower speed limit means notifying the operators 15 that the parts acting as a stop for the seal must be replaced, e.g. O-ring 18 and scraper 19. This measure also prevents users from using the device with worn seals and reduces the amount of dust entering the bearing and the resulting bearing wear.

20 Kuviossa 2 on esitetty myös vaihtoehtoinen sijoitus antu rille 20' ja metallikappaleelle 21'. Metallikappale voidaan sovittaa yhtä hyvin esim. tiivistyselimen 13 ohjausrenkaan alapintaan ja anturi sen alapuolelle tiivistyskanteen 12.Figure 2 also shows an alternative arrangement for the sensor 20 'and the metal body 21'. The metal body can be fitted equally well, e.g. to the lower surface of the guide ring of the sealing member 13 and the sensor below it to the sealing cover 12.

Vaihtoehtoisesti anturointi voidaan toteuttaa myös muuhun 25 fysikaaliseen ilmiöön kuin sähkömagneettiseen induktioon perustuvalla tekniikalla, esim. optisella anturilla.Alternatively, the sensing can also be performed by a technique based on a physical phenomenon other than electromagnetic induction, e.g. an optical sensor.

Keksintö ei rajoitu vain edellä karamurskaimen yhteydessä esitettyyn sovellutukseen, vaan sitä voidaan käyttää yleensä kartiomurskaimissa. Anturi ja kappale, jonka liikettä anturi 30 tunnustelee, voidaan sijoittaa myös muualle kuin tiivistys- kannen tiivistyselimen yhteyteen, kunhan kappale kiertää pääakselin keskiakselia pääakselin mukana. Pääakselia kiertävän metallikappaleen asemesta voidaan käyttää muutakin merk-kivälinettä.The invention is not limited to the application described above in connection with a spindle crusher, but can generally be used in cone crushers. The sensor and the body, the movement of which is sensed by the sensor 30, can also be placed elsewhere than in connection with the sealing member of the sealing cover, as long as the body rotates the central axis of the main shaft with the main shaft. Instead of a metal body rotating the main shaft, other marking means can be used.

Claims

Method for monitoring the condition of the bearing in a cone or spindle crusher and for reducing damage caused by a poor condition bearing, characterized in that the rotational speed of the main shaft (4) is measured by means of a mark (21, 21 ') which is fixed to the main shaft, at a distance from the central shaft of the main shaft, or in a rotating part (13) together with the main shaft about the central shaft of the main shaft and with the aid of a sensor (20, 20') which is fixed in a - inclined to the movable part of the crusher body (10), and that the information from the monitoring of the rotational speed of the main shaft (4) of the crusher is used for the control of the crusher's alarm and control system. 15

Method according to claim 1, characterized in that the crusher's drive assembly is stopped for checking the crusher's bearing if the rotational speed of the main shaft (4) exceeds a certain value. 20.

Method according to claim 1, characterized in that the interchangeable seal (18, 19) between the main shaft (4) and the sealing means (13) arranged around the main shaft is replaced by a new seal if the rotational speed of the main shaft (4) exceeds a certain value. .

Method according to any of claims 1-3, characterized in that the information from the monitoring of the rotation speed of the main shaft of the crusher is used for controlling the arm system which signals to the user of the crusher that an emergency situation has arisen.

Method according to any one of claims 1-3, characterized in that the information from the monitoring of the rotation speed of the main shaft of the crusher is used for controlling the automatic control system of the crusher which in an exceptional situation adjusts the function of the crusher to minimize damage caused. of the exceptional situation arising. il 9 .100554

A cone or spindle crusher comprising - a body (1), - an eccentric axis (3) rotatable about the vertical axis and a vertical / oblique heel therein, and a main axis (4) stored in the heel of the eccentric shaft with an upper end extending above the eccentric shaft and a supported cone (5), characterized in that on the main shaft, at a distance from the center shaft (4) of the main shaft (4), or in a part (13) rotating with the main shaft about the center shaft of the main shaft a mark (21, 21 ') and that in the relative part of the body of the crusher (10) is attached a sensor (20, 20') which observes how many times the market passes it. 15

A cone or spindle crusher according to claim 6, characterized in that the mark (21, 21 ') is a metal piece and that it is fixed in a non-metal part (13). 2o

A cone or spindle crusher according to claim 6 or 7, comprising a sealing cap (10) covering the eccentric shaft (10), which has a tightly attached lower edge (11) and an upper sealing cap (5), edge (12), characterized in that the mark (21, 21 ') is attached to the sealing member (13) sealed against the main shaft (4).

Taper or spindle crusher according to claim 8, characterized in that the sensor (20, 20 ') is fixed in the sealing cap (10). 30

Taper or spindle crusher according to claim 8 or 9, characterized in that there is at least one interchangeable seal (18, 19) between the sealing member (13) and the main shaft (4). 35

11. A cone or spindle crusher according to any one of claims 6-10, characterized in that it is provided with an alarm system which is controlled by means of information obtained from the sensor carried out by monitoring the rotational speed of the main shaft of the crusher to signal that the crusher users that it has caused an exceptional situation.

A cone or spindle crusher according to any one of claims 6 -5 10, characterized in that it is provided with an automatic control system or is controlled by means of information obtained from the sensor carried out by monitoring the rotational speed of the main shaft of the crusher to adjust the function of the crusher to minimize damage caused by an emergency in exceptional situations. li