JP2001510552A - 回転ドラムの駆動システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明は、長手方向の軸の回りに回転するシリンダ（１）の駆動装置であって、（ａ）シリンダ軸に垂直なリングギヤ（２）と、（ｂ）リングギヤの両側に配置され且つ少なくとも一方が駆動ローラである円錐台状のローラ（４，５）と、（ｃ）少なくとも一つのローラをリングギヤに押圧する少なくとも一つのアクチュエータとを備え、アクチュエータの支持体とローラの支持体とが作動中の移動と方向転換に対応して移動自在な共通の構造に連結されている、駆動装置に関する。この発明は、焼成鉱物のための回転炉に適用される。

Description

【発明の詳細な説明】 回転ドラムの駆動システム 本発明は、鉱石焼成炉、特にセメントキルン等のドラムを長手方向の軸を中心 として回転駆動するシステムに関する。 セメントキルンは、長さが非常に長い上に直径が大型であることが知られてお り、炉が長手方向の軸を中心として常時回転しなければならないので、炉の支点 や駆動システムに関して、様々な問題が提起されている。 金属外装、内部の耐熱ライニングや、処理材料を含む炉の重量は、支点間や、 さらにはこれらの支点を越えて、炉が撓んで変形することが観察されている。こ のような撓みを受け入れ可能な値に制限するためには、十分な数の支えを備える ことが必要である。予熱装置を備える乾式焼成ラインに対しては、炉は一般に３ 個の支点により支持される。 通常の作動で予想されるこうした恒常的な力学的変形に加えて、局部的な過熱 または停止が長いなどの偶発的な理由で例外的にもっと重大な変形が起きること がある。 ３個の支点を有する炉の場合、これらの例外的な変形は、回転中に炉が３個の 支点のうち２個の支点しか支持せず、それにより、一つには、支持体の機械抵抗 に対して危険な過荷重を形成し、もう一つには、一部分が炉に結合して、他の部 分が固定される従来の係合駆動システムの歯の間で軸受面（または接触面）の変 動が起きる。これはまた、こうした係合駆動システムの機械耐性に対しても危険 である。 予備焼を伴う焼成方法の発達により、回転炉の長さを短くし、２個の支点だけ による支持を検討することが可能になっている。この解決法は、機械部品の数を 減らし、また炉が例外的に変形する場合には、一個の支点に過荷重がかかるおそ れを制限するという長所がある。 ２個の支点で炉を支持する場合、著しく変形する場合の支点の過荷重の問題は 回避できるが、炉の変形を受ける固定支持ローラと回転帯(bandes de roulement)との間にあるこれらの支点の軸受面は、平行性が無いために適正に確 保されない。 ２個の支点で支持する炉では、著しい変形の場合、従来の係合駆動システムの 歯の軸受面の変動につながる問題が、３個の支点で支持される炉と同じくらい重 大である。 これらの問題に対処するために、２個の支点を持つ炉（欧州特許公報ＥＰ−Ａ −０５７０６９６号）に対して、駆動支持機能を同時に有するローラが炉の変形 に従う連結支持体を形成することを検討した。しかしながら、このような設備は 、実現と維持管理が比較的複雑である。 本発明は、支持面から独立した駆動システムを提案するものであり、この駆動 システムは、炉の変形、より一般的にはドラムまたは管を延ばした形のあらゆる 装置の変形ならびにその長手方向の移動に従うことができる。支持面は駆動機能 を持たないが、炉（または同等のあらゆる装置）の変形に従うために有効に連結 することができる。 既に述べたような高価な支持体を使わないで済むという長所に加えて、本発明 は、一定数の他の長所、特に以下の長所を有する： ・炉の駆動システムに対して、大型の支壁が不要であるので土木工学的に利得 がある。 ・現在使用されている単一の大型モータを、小型かつ安価で手に入れやすい複 数のモータに替える。 ・メンテナンスか容易であり、ピニオンリング（ｕｎ ｎａｍａｉｓ ｃｏｕ ｒｏｎｎｅ ｐｉｇｎｏｎ）に使用される量と比べると潤滑剤の使用がごくわず かで済む。 回転を可能にする滑り溝で支持されるドラムを、長手方向の軸を中心として回 転駆動する本発明によるシステムは、 ａ） ドラムの軸に対してほぼ平行且つほぼ径方向（垂直方向）に配向され、 ドラムにほぼ同心でドラムの外側に配置され、ドラムと側面リング（２）との間 の距離の変動に耐えられる固定手段（３）によりドラムに接続される、少なくと も一つの側面リング（２）と、 ｂ） 剛性構造（１６）、偶数の円錐台状のローラ（４、５）、および円錐台 状のローラの支持体（２７、２１）からそれぞれが構成され、該円錐台状のロー ラが、長手方向の軸（６、７）を中心として回転可能であって且つ滑り軸受を介 して支持体に接続されるとともに、リングのほぼ中心点（Ｃ）でドラムの軸にほ ぼ交差する母線（３７、３８）を有し、リング側面の両側で向かい合って対ごと に配置され、且つ該側面で支持可能であり、少なくとも一つのローラが、リング に駆動力を伝える機能を持つ駆動ローラである、一つまたは複数のユニットと、 ｃ） 各ローラ対に少なくとも一つのジャッキ（３０）であって、該ローラ対 の支持体を介してこのローラに直接または間接的に十分な圧力を及ぼし、前記ロ ーラをリングにしっかりと押しつけてこのリングならびにドラムを回転駆動可能 にし、各ユニットのジャッキの支持体およびローラの支持体が前記剛性構造に接 続され、この剛性構造が、作動中のリングの移動と方向転換とに対応するように 剛性構造の移動と方向転換を可能にする手段（２２）を備える、ジャッキ（３０ ）とを含むことを特徴とする。 この説明で言及しているローラは、装置の他の部分で使用可能な他のあらゆる ローラを除外し、また特にドラムの支持ローラを除外した、リングの駆動ローラ であると理解されるものとする。 本発明を限定的ではない例として図１〜４に示す。 図１は、２個の支持面と本発明による駆動装置とを含む、軸ＡＡ’のドラム、 たとえば回転炉のドラムの断面図である。 図２は、例として２対のローラを含む本発明による装置の実施形態の（炉の軸 に垂直な）径方向の面による部分断面図である。 図３は、たとえば２対のローラを使用した場合に、固定連結点に対する可動ユ ニットとローラおよびジャッキの、炉の軸に水平な面による断面図である。 図４は、図３で示した断面に垂直な断面に沿ったユニットの炉の軸に平行な面 の断面図である。 次に、実例として本発明の実施の形態について説明する。 各可動ローラ支持体について、好適には２個のジャッキを使用し、このジャッ キは、リングにほぼ垂直な同一面に配置されている。 ２個のジャッキを使用することにより、炉のリングにローラの母線を適切に適 用することができる。 この２個のジャッキの位置は、ローラに伝達される力がローラの軸受を通るよ うなものとする。 ジャッキは、回転炉の変形時にリングの傾斜の変動に従うように、ローラを自 在運動可能にする。 また、駆動による接線応力を傾けずに受け入れられる完全に安定した装置が得 られるようにする。 ローラ対の各ローラの支持体は、剛性構造に連結することができる。 ローラ対の一個のローラの支持体は、少なくとも１つのジャッキを含むととも に剛性構造に対して可動であり、この対の第二のローラの支持体は、止めねじ（ ３９）または他のあらゆる機械的な手段などの少なくとも一つの機械調整部品を 介して剛性構造に結合される。 剛性構造に結合される各ローラ支持体について、好適には２個の調整部品を使 用し、あるいはまた１個の調整部品と１個のジャッキを使用し、リングにほぼ垂 直な同一面に双方を配置する。 ローラは対ごとに作動し、直接または間接的にリング（王冠型の台ｃｅｒｃｅ とも称される）の側面に一定の圧力を及ぼす。このような対向する圧力により、 リングが挟まれて、ローラの逆回転駆動に必要な応力を伝達する。 この実施の形態では、ユニットのローラで炉のリングを挟むので、ユニットは 、ドラムの軸に平行な方向に若干移動することができる。この移動は、たとえば コンクリートブロックなどの剛性構造をその固定点に結合するトグル継手および またはアームを用いることによって容易になる。トグル継手で結合されるアーム の傾斜による水平応力は、ジャッキにより補正される（図３）。 ローラの支持体と剛性構造との間の結合は、あらゆる場合において多様 であることが理解されよう。可動ローラ支持体の場合、第一の結合は継手を介し て行われ、第二の結合は一つまたは複数のジャッキを介して行われる。剛性構造 に結合されるローラ支持体の場合、第一の結合は、同じく継手を介して行われ、 第二の結合は一つまたは複数の剛性手段（尤も機械調整手段を含むことがある） か、または剛性手段とジャッキとの組み合わせにより行われる。いずれの場合に も、継手は、ローラ支持体が一つまたは複数のジャッキもしくは一つまたは複数 の機械調整手段の作用で移動するように構成されるとき、ローラ支持体の連結点 の一つが、剛性構造に結合する固定連結点に対して移動できるように構成される 。従って、継手は有利にはトグル継手である。 ローラを駆動するモータと剛性構造との間もまた有効に結合されるが、この結 合は主に、モータによって形成されるトルクをつなぐことを目的としている。そ のため支持体の役割はないか、あってもこの場合には二次的なものに過ぎない。 ユニットは、リングの両側に対で向かい合って配置された任意の数のローラ対 、たとえば２、４、６個あるいはそれ以上（つまり１、２、３対またはそれ以上 ）のローラを含むことができる。 変形例では、互いに周方向にずれた例えば２個または３個の互いに独立した複 数のユニットを備えることもでき、各ユニットは、伝達出力が特に大きいために 必要とされる場合、所望の数のローラ対を有する。 同様に、装置は、ドラムに結合されてその長さについてずれた複数のリングを 含むことができ、その場合、各リングは、単一リングに関連して先に述べた諸要 素を備える。 本発明によれば、ローラ支持体とは、球、針、ローラ、滑り軸受などの軸受装 置を介して一つまたは複数箇所でローラの軸を支持するフレームを意味する。好 適には、ローラの両側にそれぞれ２個の支持点がある。 さらに好適な実施形態によれば、ユニットは２対のローラを含み、１個のロー ラの支持体が、剛性構造に結合して機械調整手段を含む一方で、他の３個のロー ラの支持体が、少なくとも一つのジャッキにそれぞれ接続さ れ、剛性構造に対して移動する。 ユニットは、吊り下げることができ、少なくとも一つの継手、好適には少なく とも一つの連結アームを介して固定支持体に結合可能である。 ユニットはさらに、少なくとも一つのジャッキを含み、このジャッキは、ドラ ムおよびまたはリングの長手方向の移動に対応するためにドラムの軸にほぼ平行 な方向にユニットを移動することができる。 ドラムは、予熱塔に接続される鉱石焼成回転炉であり、リングは、予熱塔側で 前段の張り出した炉の部分に配置される（従って炉の支持面の間ではない）。 剛性構造が結合される固定支持体は、好適には、予熱塔を支持するフレームに 結合される。 一つまたは複数の駆動ローラの回転駆動は、好適には油圧式の駆動であるが、 たとえば機械または電気式の当業者に既知の他のあらゆる駆動装置を使用するこ とができる。 ローラとリングとの接触は有利には摩擦接触であり、ローラとリングは歯を備 えない。 添付図に関する実施の形態を、例として以下に説明する。 軸ＡＡ’の炉（１）は、炉に結合する好適には全部で２個の環状帯（８、９） を含み、これらの環状帯は、軸を中心として回転自在なローラの形態で滑り溝（ １０、１１）と協働する軸受部品の役割をする。これらのローラの支持体（１２ ）あるいは（１３）を示した（ローラと支持体間の従来の接合部品については図 示せず。好適には、炉の変形に従うために配向可能な接合に関わる）。 「王冠型の台ｃｅｒｃｅ」とも称される比較的薄いリング（２）が、炉に接す るストラップ（図２参照）などの固定手段（３）を介して炉に結合されている。 固定手段（３）は、特に熱膨張および炉の変形による炉とリングとの間の距離の 変動を吸収できる。リング面はほぼ径方向で、すなわち炉の軸に垂直である。リ ングは好適には、接合線（４０）に従って斜めに組み立てられる連続要素から形 成される。炉自体は、たとえばセメント がまでは一般的にそうであるように、水平か、または角度αに従ってわずかに傾 斜している。 「放射」型で断面が円錐台状のローラ（４）および（５）は、リングで側面方 向に支持される。その母線（３７）および（３８）と各軸（６）および（７）は 一般にリングのほぼ中心である共通点Ｃに向かい、たとえば円筒ローラの使用に よって生ずるスリップと摩耗とを回避する。駆動は摩擦によって、すなわち加圧 接触により行われるので、ローラおよびリングは有利には切欠きを持たない。図 １では、ジャッキの利用によって生ずる圧力を示していない。 図２では、ローラ（４）が示され、ローラ（５）は、リングによって隠れてい る。隣接ローラ（２４）もまた示されている。これらのローラは、油圧モータ（ １４）および（１５）によって駆動される。 ローラ装置／ローラ支持体を備えるモータは、レバー（１７）または（１８） によってたとえば取付台またはフレーム（１６）などの剛性構造に接続され、ト ルクをつなぐことができる。図示された特定の場合では、ローラ（４）の支持体 （２０）とローラ（２４）の支持体（２１）がさらに、トグル継手（１９、１９ ａ）を介して剛性構造（１６）に接続され、リングと一つまたは複数のジャッキ （それぞれ３０、３０ａと３１、３１ａ）との移動に沿って、関与するローラを 移動することができる。剛性構造（１６）は、たとえばアーム継手機構（２２） により吊り下げられ、この機構は、リングの移動およびまたは変形に適合するた めにコンクリートブロック（２５）などの固定システムに対して剛性構造を移動 可能にする。スプリングまたは積み重ねたばね座金などの補正荷重機構（２３） は、リング、従って炉の回転中心にローラを自動的に心合わせすることができる 。また摺動路（３６）が示されている。 図３では、連続する２対のローラ（４）、（５）と（２４）、（２５）が示さ れている。このような好適な場合には、ローラ（５）の支持体（２１）が調整ね じ（３９）とトグル継手（１９ｃ）を介して剛性構造（１６）に結合し、他の３ 個のローラ（２５）、（４）および（２４）の支持体（２ ６）、（２７）、（２８）は、リング（２）でローラを支持するように作用する 油圧ジャッキ（２９）、（３０）、（３１）とトグル継手（１９ｂ）、（１９） 、（１９ａ）にそれぞれ結合する。この場合、リングへの反対圧力に関するので ローラ（５）はジャッキを必要としない。 剛性構造（１６）は、連結支持体（２２）に接続される。この連結支持体（２ ２）は、剛性構造（１６）の重量を補正し、駆動ローラからの駆動トルクによる 接線応力をつなぎ、剛性構造（１６）の長手方向の移動に従い、該剛性構造（１ ６）の移動による長手方向の応力をジャッキ（３２）により補正し、炉の逆転操 作の際に剛性構造（１６）が持ち上がらないようにすることができる。このよう な構造はたとえば機械溶接されるか、あるいは鋳造鋼板から構成可能である。 図３において、アーム（２２）は固定垂直壁（２５）に垂直ではないが、剛性 構造（１６）は、固定垂直壁にほぼ垂直である。これは、リング（２）が、たと えばドラムの長手方向の膨張によりその通常の位置から側面方向に移動した場合 に対応する。こうした運動は、トグル継手（３３）、（３４）および（３５）と 摺動路（３６）とにより可能になる（図２）。 図４に示した一対のローラは、ジャッキ（３０、３０ａ）に接続され且つ油圧 モータ（１４）により駆動されるローラ（４）と、リングに対してユニットを位 置決定し且つ、ここでは機械調整部品（３９）およびジャッキ（３９ａ）により 示されている２個の調整部品を含むローラ（５）とから構成される。リング（２ ）に対するユニットの初期位置は、機械調整部品（３９）により決められる。ジ ャッキ（３９ａ）により、炉のリングにローラ（５）の母線を適切に適合させて いる。かくしてローラ（４）に伝えられる応力は、ローラ（５）に伝えられる応 力とのバランスをとる。従ってこれらの装置により、ローラは、ローラの逆回転 により炉を駆動できるほぼ一定の力を伝達しながら、場合によっては起きる炉の 変形時のリングの傾斜に従うために十分な運動自在性を持つことができる。 この説明では、幾つかの語を修飾するために「ほぼ」という表現を用いた。こ の表現は、当業者にとって通常の意味すなわち、工業的なやり方を 実状に合わせるために定義に関して多少の変動を受け入れられる、という意味で 理解されなければならない。「ほぼ」という表現は「およそ」あるいは「全体的 に」という意味に相当する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 回転を可能にする滑り溝で支持されるドラム（１）を長手方向の軸を中心 として回転する駆動装置であって、 ａ） ドラムの軸に対してほぼ平行且つほぼ径方向（垂直方向）に配向され、 ドラムにほぼ同心でドラムの外側に配置され、ドラムと側面リング（２）との間 の距離の変動に耐えられる固定手段（３）によりドラムに接続される、少なくと も一つの側面リング（２）と、 ｂ） 剛性構造（１６）、偶数の円錐台状のローラ（４、５）、および円錐台 状のローラの支持体（２７、２１）からそれぞれが構成され、前記円錐台状のロ ーラが、長手方向の軸（６、７）を中心として回転可能であって且つ滑り軸受を 介して支持体に接続されるとともに、リングのほぼ中心点（Ｃ）でドラムの軸に ほぼ交差する母線（３７、３８）を有し、リング側面の両側で向かい合って対ご とに配置され、且つ前記側面で支持可能であり、少なくとも一つのローラが、リ ングに駆動力を伝える機能を持つ駆動ローラである、一つまたは複数のユニット と、 ｃ） 各ローラ対に少なくとも一つのジャッキ（３０）であって、前記ローラ 対の支持体を介してこのローラに直接または間接的に十分な圧力を及ぼし、前記 ローラをリングにしっかりと押しつけてこのリングならびにドラムを回転駆動可 能にし、各ユニットのジャッキの支持体およびローラの支持体が前記剛性構造に 接続され、この剛性構造が、作動中のリングの移動と方向転換とに対応するよう に剛性構造の移動および方向転換を可能にする手段（２２）を備える、ジャッキ （３０）とを含むことを特徴とする駆動装置。 ２． 一対のローラの１個のローラの支持体が、少なくとも一つのジャッキを含 むとともに剛性構造に対して可動であり、ローラ対の第二のローラの支持体が、 少なくとも一つの機械調整部品を介して剛性構造に結合されることを特徴とする 請求項１に記載の装置。 ３． 一対のローラの各ローラの支持体が剛性構造に対して連結されるこ とを特徴とする請求項１に記載の装置。 ４． ユニットが２対のローラを含み、１個のローラの支持体が、剛性構造に結 合するとともに機械調整手段を含み、他の３個のローラの支持体が、少なくとも 一つのジャッキにそれぞれ接続されて剛性構造に対して可動であることを特徴と する請求項１に記載の装置。 ５． ユニットは吊り下げられて少なくとも一つの継手、好適には少なくとも一 つの連結アームを介して固定支持体に接続されることを特徴とする請求項１〜４ のいずれか一項に記載の装置。 ６． ユニットは、ドラムおよびまたはリングの長手方向の移動に対応するため にドラムの軸にほぼ平行な方向にユニットを移動可能にする少なくとも一つのジ ャッキを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。 ７． ドラムは、予熱塔に接続される鉱石焼成回転炉であり、リングは、予熱塔 側で前段の張り出した炉の部分に配置されることを特徴とする請求項１〜６のい ずれか一項に記載の装置。 ８． 剛性構造が接続される固定支持体は、予熱塔を支持する建物に結合される ことを特徴とする請求項７に記載の装置。 ９． 一つまたは複数の駆動ローラの回転駆動は、油圧式の駆動であることを特 徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。 １０．ローラとリングとの接触は摩擦接触であり、ローラとリングは歯を備えな い、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。 １１．互いに独立した複数のユニットを含むことを特徴とする請求項１〜１０の いずれか一項に記載の装置。 １２．ドラムに接続された複数のリングを含むことを特徴とする請求項１〜１１ のいずれか一項に記載の装置。 １３．各可動ローラ支持体について２個のジャッキを含み、前記ジャッキは、リ ングにほぼ垂直な同一面に配置されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれ か一項に記載の装置。 １４．各ローラ支持体について２個の、剛性構造に結合される調整部品を 含み、前記調整部品はリングにほぼ垂直な同一面に配置されることを特徴とする 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。 １５．剛性構造に結合される調整部品とジャッキとを含み、双方が、リングにほ ぼ垂直な同一面に配置されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に 記載の装置。