JP2005536329A - Method and apparatus for measuring and adjusting crusher settings - Google Patents
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Abstract
【課題】粉砕処理時にクラッシャーの設定を計測し、モニタする方法と装置、さらに、クラッシャーの磨耗部品の腐食の量を計測するセンサを提供する。
【解決手段】
本発明の方法では、計測データをクラッシャーの自動制御システムに送ることができるセンサを用いて、クラッシャーの磨耗部品の腐食を計測する。このデータに基いて、制御システムがクラッシャーの設定を調整して、磨耗部品の腐食に関係なく設定を所定の値で保つようにする。また、本発明は、クラッシャーの磨耗部品用の磨耗センサに関する。この際、磨耗部品の腐食の量を示す計測データは、クラッシャーの外部までワイヤレスに送るようにする。A method and apparatus for measuring and monitoring the setting of a crusher during a pulverization process, and a sensor for measuring the amount of corrosion of worn parts of the crusher are provided.
[Solution]
In the method of the present invention, the corrosion of the worn parts of the crusher is measured using a sensor that can send measurement data to the crusher's automatic control system. Based on this data, the control system adjusts the crusher setting to keep the setting at a predetermined value regardless of the corrosion of the worn parts. The invention also relates to a wear sensor for wear parts of the crusher. At this time, measurement data indicating the amount of corrosion of the worn parts is wirelessly transmitted to the outside of the crusher.
Description
本発明は、クラッシャーに関する。より具体的には、本発明は、クラッシャーの磨耗部品の腐食に関係なく、クラッシャーの設定のセット位置を一定に維持できるようにした、クラッシャーの設定の計測と調整に関する。また、本発明は、クラッシャーの磨耗部品の腐食を示す磨耗センサの実施形態にも関する。 The present invention relates to a crusher. More specifically, the present invention relates to the measurement and adjustment of crusher settings so that the set position of the crusher settings can be kept constant regardless of the corrosion of the worn parts of the crusher. The present invention also relates to an embodiment of a wear sensor that indicates corrosion of the worn parts of the crusher.
コーンクラッシャーは、垂直の偏心軸と、これに対して傾斜するように形成されたインナーボアを有している。ボア内にはクラッシャーの主軸が取付けられており、一般にこの上にサポートコーンを取付けている。サポートコーンはクラッシャーフレームによって囲まれており、フレーム内部には一般にボウルライナーとして知られている外側の磨耗部材が取付けられている。また、サポートコーン上には、一般にヘッドライナーとして知られている内側の磨耗部材が取付けられている。ヘッドライナーとボウルライナーはクラッシャーチャンバを形成し、この中で供給された材料を粉砕している。偏心軸を回転させると、サポートコーンとともに主軸がセットで振動運動を行って、各回転中、これらの間でヘッドとボウルの間の隙間を変化させている。全一回転における最小の隙間の幅は、クラッシャー設定と呼ばれ、また、最大と最小の隙間の幅の差はクラッシャーストロークと呼ばれている。クラッシャーの回転速度とともに、クラッシャー設定とストロークを調整することで、粉砕される岩石の粒子の大きさの分布や、クラッシャーの生産性能のような操作上の変数を修正できるようにしている。 The cone crusher has a vertical eccentric shaft and an inner bore formed to be inclined with respect to the vertical eccentric shaft. A crusher main shaft is mounted in the bore, and a support cone is generally mounted thereon. The support cone is surrounded by a crusher frame with an outer wear member commonly known as a bowl liner attached to the inside of the frame. Also, an inner wear member commonly known as a headliner is mounted on the support cone. The headliner and bowl liner form a crusher chamber and crush the material supplied therein. When the eccentric shaft is rotated, the main shaft together with the support cone performs a vibrating motion as a set, and during each rotation, the gap between the head and the bowl is changed. The minimum gap width in one full rotation is called the crusher setting, and the difference between the maximum and minimum gap width is called the crusher stroke. By adjusting the crusher setting and stroke as well as the crusher rotation speed, it is possible to correct operational variables such as the distribution of the size of the rock particles to be crushed and the crusher production performance.
通常、クラッシャーの主軸の上方端部は、上方のサポートベアリングによってクラッシャーフレームに支えられている。この場合、このタイプのコーンクラッシャーは、一般に旋回(gyratory)クラッシャーと呼ばれている。 Usually, the upper end of the main shaft of the crusher is supported by the crusher frame by an upper support bearing. In this case, this type of cone crusher is commonly referred to as a gyratory crusher.
旋回クラッシャーは、一般に油圧システムを用いて、主軸をクラッシャーフレームに対して垂直方向に移動させることで調整できるようにしている。この結果、粉砕される岩石の粒子の大きさをクラッシャーオーダーの特定の粒子の大きさに合わせたり、及び/または、クラッシャーライナーの磨耗に関係なくクラッシャーの設定を一定に維持できるように、クラッシャー設定を変化させるようにすることがある。 The swirling crusher is generally adjusted by moving the main shaft in a direction perpendicular to the crusher frame using a hydraulic system. As a result, the crusher settings can be set so that the size of the rock particles to be crushed is matched to the specific particle size of the crusher order and / or the crusher setting remains constant regardless of crusher liner wear. May be changed.
コーンクラッシャーの他のタイプでは、クラッシャーの設定の調整は、他、クラッシャーの上方フレームをこれに取付けられているクラッシャーヘッドとともに、クラッシャーの下方フレームに対して上方又は下方に移動させながら、クラッシャーの下方フレームに対する主軸の垂直位置を固定することで行うことがある。 In other types of cone crushers, the crusher settings can be adjusted by moving the crusher's upper frame, together with the crusher head attached thereto, up or down relative to the crusher's lower frame. This may be done by fixing the vertical position of the main axis with respect to the frame.
インパクトクラッシャーでは、供給される材料の粉砕は、ブレーカーバーを備えた回転ローターと、クラッシャーフレームの内壁上に取付けられたブレーカープレートの間で行われる。この種のクラッシャーは、ローターから異なる距離で複数のブレーカープレートを設けており、供給された材料を徐々に減少させて粉砕できるようにしている。粉砕される岩石の最終的に集められる大きさを制御するクラッシャー設定は、クラッシャーを通って集められる材料の搬送方向での最後のブレーカープレートのセット位置によって決定される。そして、ブレーカープレートを保護するために、ブレーカープレートの外側の領域に磨耗部品を取付けて、粉砕用の表面として作用させている。
尚、インパクトクラッシャーは、水平又は垂直に構成することができる。
In an impact crusher, the supplied material is crushed between a rotating rotor with a breaker bar and a breaker plate mounted on the inner wall of the crusher frame. This type of crusher is provided with a plurality of breaker plates at different distances from the rotor, so that the supplied material can be gradually reduced to be crushed. The crusher setting that controls the final collected size of the rock to be crushed is determined by the last breaker plate set position in the transport direction of the material collected through the crusher. And in order to protect a breaker plate, a wear part is attached to the area | region outside a breaker plate, and it is made to act as the surface for grinding | pulverization.
The impact crusher can be configured horizontally or vertically.
ジョークラッシャーでは、二つの対向するジョーを用いてクラッシングキャビティーを構成しており、これらジョーの一方はクラッシャーの正面側のフレームに固定して取付けられており、他方のジョーは可動型のジョーであって、クラッシャーの正面側のフレームを後方側のフレームに接続させるサイドプレートと合わせて、ピットマンと呼ばれる振動エレメントに接続されている。これら粉砕用のジョーの間に形成されるクラッシングキャビティーは下方に向ってテーパ付けられた隙間であって、ジョーの下方端部の間の距離はクラッシャー設定と呼ばれている。また、ピットマンの目(アイ)を通って偏心軸を延ばしており、この偏心軸はクラッシャーのサイドプレートとピットマン上にベアリング状に取付けられている。偏心軸は、外部の駆動機構によって回転されるフライホイールに接続されている。この偏心軸を利用して、ピットマンに接続された可動型のジョーが、固設型のジョーに対して、実質的に楕円状の粉砕用の移動を行えるようにしている。一般に、ジョークラッシャーの設定は、クラッシャーの後方側のフレームに取付けられた設定調整用のウェッジを用いて調整されており、クラッシャーの後方側のフレーム内でトグルプレートに対してウェッジをスライド移動させることで、可動型のダイプレートの下方端部の位置をクラッシャーの後方側のフレーム、つまり固設型のジョーに対してシフトさせている。また、従来技術では他の種類の設定調整が知られているが、このうちの一つとして、例えば、特許文献1に開示されたものがある。
In the jaw crusher, two opposing jaws are used to form a crushing cavity. One of these jaws is fixedly attached to a frame on the front side of the crusher, and the other jaw is a movable jaw. The crusher is connected to a vibration element called a pitman together with a side plate that connects the front frame to the rear frame. The crushing cavities formed between the grinding jaws are gaps that taper downward, and the distance between the lower ends of the jaws is called the crusher setting. An eccentric shaft is extended through the eyes of the pitman, and the eccentric shaft is mounted in a bearing shape on the side plate of the crusher and the pitman. The eccentric shaft is connected to a flywheel that is rotated by an external drive mechanism. Using this eccentric shaft, the movable jaw connected to the pitman can move substantially elliptically for grinding with respect to the fixed jaw. Generally, the setting of the jaw crusher is adjusted using a setting adjustment wedge attached to the frame on the rear side of the crusher, and the wedge is slid relative to the toggle plate in the frame on the rear side of the crusher. Thus, the position of the lower end portion of the movable die plate is shifted with respect to the frame on the rear side of the crusher, that is, the fixed jaw. In addition, other types of setting adjustments are known in the prior art, but one of them is disclosed in
しかしながら、今日、クラッシャー設定のその時の(アクチャルの)値をモニタする技術が公知ではない。通常の技術では、クラッシャーの設定調整と磨耗部品のサポートに関するクラッシャー部品の相互位置をモニタできるようにするだけである。しかしながら、この情報は、磨耗部品のその時の厚さやこの磨耗の割合のどちらも決定できないため、クラッシャーの設定の調整の自動化を達成するには不十分であった。通常、磨耗の補正は、第一に、クラッシャーの磨耗部品を定期的に検査し、この結果、設定調整のさらなる必要性を推定していた。但し、単一の採石場から得られる岩石ですら、このタイプは幅広く変化することから、この方法は特に信頼性がないことが分っている。 However, today there is no known technique for monitoring the current (actual) value of the crusher setting. Conventional technology only allows the crusher parts to be monitored relative to each other with respect to crusher setting adjustment and wear part support. However, this information was insufficient to achieve automated adjustment of crusher settings because neither the current thickness of the wear part nor the rate of wear could be determined. In general, wear corrections firstly inspected the wear parts of the crusher regularly, and as a result, estimated further need for setting adjustments. However, even rocks from a single quarry have been found to be particularly unreliable because this type varies widely.
また、特許文献2に開示されたものでは、クラッシャーの磨耗部品の磨耗の進行をモニタする方法について開示している。特許文献2に開示された発明では、クラッシャーの磨耗部品の後面に溝部を設けて、この深さがクラッシャーの磨耗部品の磨耗の最大許容度に達するようにしている。この溝部は、例えば、色の成分のような適当な材料によって充填されている。そして、磨耗部品の腐食がついに溝部を表す点まで達すると、クラッシャーの磨耗部品の表面上に色の成分が散布されるようにして、クラッシャーのオペレーターが磨耗を容易に確認できるようにしている。しかしながら、この種の構成は、確認時にはクラッシャーを常に停止させなければならないため、粉砕中にオンラインで磨耗の情報を示すことができず、生産性能にロスをもたらしていた。さらに、上記特許文献に開示された発明では、クラッシングチャンバ内で色の成分を視認するために、クラッシャーのオペレーターはクラッシャー上を登らなければならないため、オペレーターの安全性を損うおそれを常に含んでいた。そして、この種の構成は、磨耗部品の腐食をリアルタイムにモニタすることができず、クラッシャーの磨耗部品を取替えなければならない最終的な点を示すのみであった。
Moreover, what was disclosed by
また、例えば、特許文献3及び4には、従来技術で公知の、クラッシャーの磨耗部品の状態をモニタするのに適切なセンサが開示されているが、これら開示された磨耗センサは一連の接続されたレジスターを含む電気回路に基いて機能している。センサの磨耗部は磨耗部品の腐食とともに壊れて、センサ回路の抵抗を増大させるか、減少させるように、コンダクタを有している。
Further, for example,
また、特許文献5では、油圧的に支持された主軸を含む、旋回(gyratory)クラッシャーの油圧制御システムについて開示している。この例では、クラッシャーの設定は、主軸の下方端部に置かれているシリンダ内にポンプされる作動油の量を制御することで調整されており、主軸はこの上に取付けられたヘッドコーンとともにクラッシャーフレームに関して上方又は下方に移動できるようにされている。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、粉砕処理時にクラッシャーの設定を計測し、モニタする方法と装置、さらに、クラッシャーの磨耗部品の腐食の量を計測するセンサを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a method and apparatus for measuring and monitoring the setting of a crusher during pulverization, and a sensor for measuring the amount of corrosion of worn parts of the crusher. It is intended.
上記目的を達成するために、本発明では、粉砕処理時にクラッシャーの設定を計測し、モニタするように、出願時の特許請求の範囲の請求項1に記載の方法と、請求項3に記載の装置、さらに、請求項9、11及び16に記載のクラッシャーの磨耗部品の腐食の量を計測するセンサを提供する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, the method according to
本発明に係る方法では、クラッシャーの磨耗部品の腐食は、クラッシャーの操作時にオンラインで計測されるため、磨耗部品の腐食に関係なくクラッシャーの設定を一定の値で制御することができる。 In the method according to the invention, the corrosion of the worn parts of the crusher is measured online during the operation of the crusher, so that the setting of the crusher can be controlled at a constant value regardless of the corrosion of the worn parts.
また、本発明に係る装置では、クラッシャー内に取付けた磨耗センサを用いて、クラッシャーの磨耗部品の磨耗をリアルタイムでモニタできるようにする。さらに、クラッシャーの磨耗部品の磨耗度を示す計測データをクラッシャーのアラームシステム又は自動制御システムに送るようにする。また、クラッシャーの設定調整手段にクラッシャーの磨耗部品の支持面の相対的な位置を計測できるセンサを備える。そして、クラッシャーの磨耗部品の支持面間の相対的な位置を示す計測データをクラッシャーの自動制御システムに送るようにする。これらクラッシャーの磨耗部品の磨耗状態を示す計測データと、クラッシャーの磨耗部品の支持面間の相対的な位置を示す計測データを用いて、クラッシャーの自動制御システムがクラッシャーの磨耗部品の支持面の位置を調整して、クラッシャーの磨耗部品の磨耗に関係なく、クラッシャーの設定を一定に保てるようにする。 Moreover, in the apparatus according to the present invention, the wear sensor mounted in the crusher can be used to monitor the wear of the worn parts of the crusher in real time. Further, measurement data indicating the degree of wear of the worn parts of the crusher is transmitted to the crusher alarm system or automatic control system. Further, the crusher setting adjusting means is provided with a sensor capable of measuring the relative position of the support surface of the worn parts of the crusher. Then, measurement data indicating the relative position between the support surfaces of the wear parts of the crusher is sent to the automatic control system of the crusher. Using the measurement data indicating the wear condition of these crusher wear parts and the measurement data indicating the relative position between the support surfaces of the crusher wear parts, the crusher automatic control system determines the position of the support surfaces of the crusher wear parts. The crusher setting can be kept constant regardless of the wear of the worn parts of the crusher.
また、本発明に係る装置では、情報の伝達は、ワイヤレス技術を用いて行うことができる。この際、磨耗部品の厚さを計測するセンサにクラッシャーの外部まで情報をワイヤレスに伝達する手段を備えて、外部の制御システムにこの伝達された情報を受け取る手段を備える。この種のセンサシステムには、システムを操作するのに必要な電気エネルギーを生じさせる一体型のパワーサプライを備えるようにして、クラッシャーの磨耗部品に含まれる自己完結型の部品の中にセンサシステムを配置して、これとともに移動できるようにしてもよい。この場合、情報の伝達と電力の供給に関する問題を処理することができる。 In the apparatus according to the present invention, information can be transmitted using wireless technology. In this case, the sensor for measuring the thickness of the worn part is provided with means for wirelessly transmitting information to the outside of the crusher, and is provided with means for receiving the transmitted information to an external control system. This type of sensor system includes an integrated power supply that generates the electrical energy required to operate the system, and the sensor system is contained within a self-contained component included in the crusher wear component. It may be arranged so that it can move with it. In this case, problems relating to information transmission and power supply can be handled.
センサに対する電力の供給は、例えば、バッテリーを用いて行うことができる。あるいは、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する装置を用いて、クラッシャーの磨耗部品の運動からセンサ用の電気を生じさせるようにしてもよい。このような構成に関し従来公知なものとして、例えば、腕時計がある。他、必要な電気エネルギーは、圧電性の装置を用いて生じさせるようにしてもよく、又は、例えば、クラッシャーの周囲の電磁場を利用するRF技術のような手段を用いて生じさせてもよい。 The power supply to the sensor can be performed using, for example, a battery. Alternatively, a device for converting kinetic energy into electrical energy may be used to generate sensor electricity from the movement of the worn parts of the crusher. For example, there is a wristwatch as a conventionally known one regarding such a configuration. Alternatively, the required electrical energy may be generated using a piezoelectric device, or may be generated using means such as RF technology that utilizes an electromagnetic field around the crusher, for example.
本発明に従う装置によって集められる情報は、最も簡単な構成では、クラッシャーのアラームシステムに対する入力情報として用いられて、クラッシャーの磨耗部品の耐用寿命が切れたときに、クラッシャーのオペレーターがこのアラームシステムによって警告を得られるようにする。 The information collected by the device according to the invention, in its simplest configuration, is used as input information to the crusher alarm system so that the crusher operator will be alerted by this alarm system when the wear life of the crusher wear parts has expired. To get.
本発明の装置に用いることができるセンサの実施例の一つには、クラッシャーの磨耗部品に組み込まれるようにレジスターネットワークを含むものがあり、磨耗部品が腐食した際にレジスターネットワークの抵抗が変化して、腐食の量に応じて変化する計測信号を送るものがある。 One example of a sensor that can be used in the device of the present invention is to include a resistor network to be incorporated into the wear part of the crusher, which changes the resistance of the resistor network when the wear part is corroded. Some of them send measurement signals that change according to the amount of corrosion.
上記磨耗センサを用いることで、キャリブレーション操作を行うことなく、リアルタイムで磨耗部品の計測を行うことが可能になる。また、磨耗の計測データから算出される磨耗部品の磨耗の度合いに基いて、クラッシャーの設定を従来技術と比べてより正確に識別することが可能になる。同時に、クラッシャーの磨耗部品の磨耗をモニタすることで(例えば、パーセントで)、磨耗の割合を推定し、磨耗部品の耐用寿命の終わりで交換することを確実に行うことが可能になる。尚、フィンランド国特許出願第20010673号公報には、センサから得られた情報に基いて、磨耗部品の交換をオーダーすることを自動的に行うのに適したデータ集合用のシステムが開示されている。 By using the wear sensor, it is possible to measure a worn part in real time without performing a calibration operation. Further, it is possible to identify the crusher setting more accurately than in the prior art based on the degree of wear of the worn parts calculated from the wear measurement data. At the same time, monitoring the wear of worn parts of the crusher (eg, as a percentage) makes it possible to estimate the rate of wear and ensure that it is replaced at the end of the useful life of the worn part. Finnish Patent Application No. 20010673 discloses a data collection system suitable for automatically ordering replacement of worn parts based on information obtained from sensors. .
また、クラッシャーの磨耗部品の磨耗は、例えば、超音波センサのような、音響手段(アコースティック手段)を用いてモニタすることができる。この場合、磨耗部品の外面の反射特性を利用して、腐食の量を検出することができる。 Further, the wear of the worn parts of the crusher can be monitored using acoustic means (acoustic means) such as an ultrasonic sensor. In this case, the amount of corrosion can be detected using the reflection characteristics of the outer surface of the worn part.
さらなる他の例として、ストレインゲージをセンサとして利用するものがあり、この場合、腐食に起因する磨耗部品の変形を利用して腐食の量を決定することができる。 Yet another example is the use of a strain gauge as a sensor, where the amount of corrosion can be determined using deformation of the worn parts due to corrosion.
本発明に係る磨耗のモニタと制御システムを用いることで、クラッシャーの設定を一定に保つことができるため、クラッシャーの最終製品の品質を一定に保つことが可能になる。このシステムは、従来技術の構成と比べて簡単に扱うことができ、さらに、オペレーターはクラッシャーの上を登ることなく、速やかにかつ安全に磨耗の情報を得ることができる。また、操作を全く停止させることなく、連続して計測を行うことができる。このため、磨耗部品を使い切るおそれやクラッシャーに対する損傷を生じさせることなく、クラッシャーの磨耗部品を“最後のインチまで”使うことが可能になる。また、ユーザーは、システムから送られる情報に基いて、スペア部品の自動オーダーシステムを構成することで、さらに、本発明に係るスペア部品を最適に利用することが可能になる。さらに、供給される材料の腐食の多様性によって、予期しない問題を生じさせないようにすることができる。 By using the wear monitor and control system according to the present invention, the setting of the crusher can be kept constant, so that the quality of the final product of the crusher can be kept constant. This system is easier to handle than prior art configurations, and the operator can quickly and safely obtain wear information without having to climb on the crusher. Moreover, measurement can be performed continuously without stopping the operation at all. This allows the wear parts of the crusher to be used “up to the last inch” without the risk of running out of wear parts and causing damage to the crusher. In addition, the user can optimally use the spare parts according to the present invention by configuring a spare parts automatic ordering system based on information sent from the system. Furthermore, the variety of corrosion of the supplied material can prevent unexpected problems.
より特徴的には、本発明に係る方法は、出願時の特許請求の範囲の請求項1の特徴部に記載されたように構成され、また、本発明に係る装置は、請求項3の特徴部に記載されたように構成され、さらに、本発明に係る磨耗センサと磨耗センサの器具は、請求項9、11及び16の特徴部に記載されたように構成される。
More characteristically, the method according to the invention is configured as described in the characterizing part of
以下、本発明に係る好適な実施形態について、添付した図を参照して説明する。
図1を参照すると、下方フレーム1、上方フレーム2、主軸3、サポートコーン4、アウターライナー5、インナーライナー6、クラッシングチャンバ(粉砕室)7、駆動軸8、偏心軸9及び制御用シリンダピストン10を含むクラッシャーの主要構成要素が示されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Referring to FIG. 1, a
クラッシャーフレームは二つの主要ユニット、即ち、下方フレーム1と上方フレーム2から構成されている。上方フレームに取付けられた上方ライナー5は、主軸3上のサポートコーン4を介して取付けられた下方ライナーと対に作用するようにクラッシングチャンバ7を形成して、この中でクラッシャー上方から供給される材料を粉砕できるようにしている。
The crusher frame is composed of two main units, namely a
また、下方フレームに駆動軸8を備えて、偏心軸9を作動できるようにしている。また偏心軸にはクラッシャーチャンバの中心軸に対して傾斜するようにボアが形成されており、この内部に主軸3が取付けられるようにしている。そして、クラッシャーフレームの内部で駆動軸によって偏心軸を回転させると、偏心軸のボア内に装着された主軸が振動運動を行うようにしている。
The lower frame is provided with a drive shaft 8 so that the eccentric shaft 9 can be operated. Further, a bore is formed in the eccentric shaft so as to be inclined with respect to the central axis of the crusher chamber, and the
アウターライナーとインナーライナー間の最小の相対距離として設定されるクラッシャー設定11は、設定制御用ピストン10と下方フレーム1の間のキャビティ内に油圧媒体をポンピングすることで調整することができる。
The crusher setting 11 set as the minimum relative distance between the outer liner and the inner liner can be adjusted by pumping a hydraulic medium into the cavity between the setting
クラッシャーのライナーの支持面(サポート面)の相対的な位置は設定用センサ14を用いてモニタすることができるが、このことは下方フレーム1に対する制御用ピストン10の高さを定めることで行われる。この設定を得ることで、数学的手法を適用することによって、アウターライナー5の支持面として作用する上方フレーム2に対する、インナーライナー6の支持面として作用するサポートコーン4の位置を決定することができる。添付した図を参照すると、ライナーの位置に置かれた磨耗センサ12、13は、磨耗部品の腐食をモニタしている。これらセンサから送られる計測信号は、クラッシャーの設定制御システムに送られるが、このことは図4を参照して以下において詳述される。
The relative position of the support surface (support surface) of the crusher liner can be monitored using the setting
次に、図2を参照すると、フレーム14、ボウル15、主軸3、サポートコーン4、アウターライナー5、インナーライナー6、クラッシングチャンバ7、駆動軸8、偏心軸9、制御モーター16及び設定調節用リング17を含むクラッシャー構造の主要な構成要素が示されている。この際、アウターライナーは、アウターライナーの支持面として作用するボウル上に取付けられ、また、インナーライナーは、インナーライナーの支持面として作用するサポートコーン上に取付けられており、これら二つのライナーによってクラッシングチャンバが定められて、この内部に粉砕される材料がクラッシャーの上方から供給さるようにしている。
Next, referring to FIG. 2, the
偏心軸9を作動させる駆動軸8は、下方フレーム側に取付けられている。また、偏心軸にボアを形成して、この内部にクラッシャーフレーム上に固定される主軸3を取付けるのに適するようにしている。そして、クラッシャーの主軸に対して駆動軸を用いて偏心軸を回転させることで、偏心軸上にベアリング状に取付けられたサポートコーンを振動移動させている。
A drive shaft 8 for operating the eccentric shaft 9 is attached to the lower frame side. Further, a bore is formed in the eccentric shaft so that it is suitable for mounting the
クラッシャーの設定は、制御モーターとともにボウルを回転させることで調整できるが、この際、ボウルは設定調整リングのスレッドに沿って上方又は下方に移動する。 The crusher setting can be adjusted by rotating the bowl with the control motor, but the bowl moves up or down along the threads of the setting adjustment ring.
クラッシャーライナーの支持面の相対的な位置をモニタすることは、制御モーター又はボウル自身による回転数に基いて行うことができ、又は、ボウルの高さの位置から、直接的に行うことができる。添付した図を参照すると、クラッシャーライナー上に取付けられた磨耗センサ12、13は、磨耗部品の磨耗をモニタしている。これらセンサから送られる計測信号は、支持面の高さの位置信号とともにクラッシャーの設定制御システムに送られるが、このことは図4を参照して以下において詳述される。
Monitoring the relative position of the support surface of the crusher liner can be based on the number of revolutions by the control motor or the bowl itself, or directly from the height position of the bowl. Referring to the attached figures, wear
図3を参照すると、フレーム18、ローター19、ローター軸20、ブレーカーバー21、ブレーカープレート22、ブレーカープレート軸23、ブレーカープレート調整ロッド24及びブレーカープレート磨耗部品25を有するインパクトクラッシャーが示されている。ブレーカーバーを備えたローターは、ローター軸を介してクラッシャーフレーム上に取付けられている。ブレーカープレートは、これらの一方の端部でブレーカープレート軸によってクラッシャーフレームに対して固定され、また、これらの他方の端部でブレーカープレート調整ロッドによって調整可能なようにされている。また、ブレーカープレートの表面は、磨耗部品によって覆われている。
Referring to FIG. 3, an impact crusher having a
インパクトクラッシャーの操作では、粉砕される材料は、クラッシャーフレーム18に形成された開口部を介してクラッシャー内に送られて、ここから集められた材料は、回転型のブレーカーローター19上まで転動されるか落下される。ローターにはブレーカーバー21が備えられており、ブレーカープレート22に対して粉砕される材料を送れるようにしている。供給された材料を粉砕することは、ローターのブレーカーバー上又はクラッシャーフレームのブレーカープレート上で集められる材料を衝突させること、又は、集められる材料を互いに衝突させることによって行われる。集められる材料の搬送方向での最後のブレーカープレートとローターのブレーカーバー間の隙間内の最後のものは、この点に達するときに依然としてブレーカーの隙間の設定よりも大きい場合には、これら材料の粒子の大部分が粉砕されるようにする。図を参照すると、インパクトクラッシャーは3つのブレーカープレートを備えており、粉砕用に集められる材料の大きさは、ブレーカープレートの各々で段階的に細かく砕かれて、対応するブレーカープレートの隙間の設定と等しい大きさまで小さくされている。ブレーカープレートの一方の端部はブレーカープレート軸23によってクラッシャーフレームに対して固定されており、また、ブレーカープレートの他方の端部はブレーカープレート調整ロッド24を介して取付けられており、このブレーカープレートの設定を各ロッドで独立して調整できるようにしている。粉砕される材料の搬送方向における最後のブレーカープレートの位置は、全クラッシャーの最後の隙間の設定11を定めている。これらブレーカープレートの外面にはブレーカープレート磨耗部品25が備えられており、ローターのブレーカーバーと協働するブレーカーライナーとして作用している。
In the operation of the impact crusher, the material to be crushed is fed into the crusher through an opening formed in the
クラッシャーの設定用センサ14は、粉砕される材料の搬送方向での最後のブレーカープレートの調整ロッド上に取付けられており、全クラッシャーの最後の隙間の設定を制御している。このセンサは磨耗部品の調整可能な支持面の設定信号を送っている、つまり、ブレーカープレートの位置を示している。ブレーカープレートの磨耗部品の(一つ又は複数の)磨耗センサ12は、クラッシャーの設定を定めているブレーカーの磨耗部品上に取付けられている。この磨耗センサは、クラッシャーの磨耗部品に生じる腐食の量を示している。また、ローターのブレーカーバー上に取付けられた磨耗センサ13は、ローターのブレーカーバーに生じた磨耗を示している。これらセンサから送られる計測データは、クラッシャーの設定制御システムに送られるが、このことは図4を参照して詳述される。
The
図4を参照すると、正面側のフレーム26と、後方側のフレーム27、さらにこれらフレームを結合するサイドプレート28を含むジョークラッシャーのフレームが示されている。この際、クラッシングキャビティーは、正面側のフレーム上に取付けられる固設型のジョー29と、ジョークラッシャーのピットマン31とサイドプレートに接続される可動型のジョー30によって定められている。ピットマンの振動は、フライホイール33と協働してピットマンとクラッシャーのサイドプレートの双方にベアリング状に偏心的に取付けられた偏心軸32によって行われるが、このフライホイール33は偏心軸に取付けられて、外部機構によって駆動されている。クラッシャー設定として知られるジョーオープニングの隙間の幅は、可動型のジョーと固設型のジョーの下方端部間の隙間の幅である、クラッシャー設定11を制御するトグルプレート34を介して、設定調整用ウェッジ35の位置を変化させることにより調整される。
Referring to FIG. 4, there is shown a jaw crusher frame including a
固設型のジョーと可動型のジョーの双方の下方位置には、上記計測信号を送れるように磨耗センサ12、13が取付けられており、これらに基いてクラッシャーの自動制御システム36はジョーの磨耗をモニタしている。クラッシャーの設定調整手段には上記位置情報を送れるように位置センサ14が備えられており、自動制御システムがこれらに基いて固設型のジョーの支持面から可動型のジョーの支持面までの距離を決定できるようにしている。これらセンサから送られる情報に基いて、制御システムはリアルタイムにクラッシャーの実際の設定と磨耗に起因するこの内部の変化を決定し、これらに基いて制御システムがクラッシャーの設定を一定の値で維持できるようにしているが、このことは検出されたジョーの磨耗に従って設定調整用ウェッジを調整することで行われる。
Wear
図5を参照すると、モニタされる磨耗部品38内に組み込まれる磨耗センサ37の構造を例示しており、この内部では、図の矢印に示すように、表面上で腐食が生じることが示されている。
Referring to FIG. 5, there is illustrated the structure of a
この磨耗センサはレジスター39のネットワークから構成されており、モニタされる磨耗部品の腐食に伴ってセンサが摩損するに従い、レジスターネットワークからレジスターが腐食されるようにしている。レジスターネットワークの絶縁されたターミナルを一定の電圧の供給器に接続することで、レジスターネットワークを通る電流は次のように算出することができる。即ち、
I=U/R、この際、
U=電圧、かつ、
R=レジスターネットワークの全抵抗である。
The wear sensor is comprised of a network of
I = U / R, where
U = voltage, and
R = total resistance of the resistor network.
磨耗部品の腐食とともに、センサの全レジスタンスは次の式に従って変化する。即ち、
1/R=1/R1+1/R2+...+1/Rn
この際、センサを通る電流も変化する。レジスターネットワークの全抵抗と、ネットワークのトランケーションとともにこの内部で検出された変化を得ることにより、センサを通る電流を計測することで、磨耗部品の腐食の量を正確に決定することが可能になる。
With corrosion of worn parts, the overall resistance of the sensor varies according to the following equation: That is,
1 / R = 1 / R 1 + 1 / R 2 + ... + 1 / R n
At this time, the current passing through the sensor also changes. By obtaining the total resistance of the resistor network and this internally detected change along with the truncation of the network, it is possible to accurately determine the amount of wear part corrosion by measuring the current through the sensor.
図5に示したセンサの機能に関して、磨耗センサ用の絶縁材料を適切に選択することが非常に重要になる。この絶縁材料の選択に関して、粉砕用に供給される材料と磨耗部品の材料の物理的な特性を知ることが重要になる。理想的には、センサの絶縁材料は、磨耗部品と全く同一の腐食特性を示すように選択されて、供給される材料によって、磨耗部品の特性とこの内部に組み込まれる磨耗センサの双方が全く同一の割合で腐食されるようにする。しかしながら、このことは実施上、非常に困難であって、何故ならば、磨耗センサは常に傾向としてより硬くて、より砕けやすいか、又はより柔らくて、磨耗部品の特性より磨耗抵抗が小さい材料で、センサが破損したり/壊れたり、又はセンサの磨耗がより早く進む危険性があるためである。 With respect to the function of the sensor shown in FIG. 5, it is very important to properly select the insulating material for the wear sensor. With regard to the selection of this insulating material, it is important to know the physical properties of the material supplied for grinding and the material of the wear part. Ideally, the insulation material of the sensor is selected to exhibit exactly the same corrosion characteristics as the wear part, and depending on the material supplied, both the wear part characteristics and the wear sensor incorporated therein are exactly the same. To be corroded at a rate of However, this is very difficult to implement because the wear sensor is always harder, more friable or softer and tends to have a lower wear resistance than the characteristics of the wear part. This is because there is a risk that the sensor is damaged / broken or the wear of the sensor proceeds faster.
極めて硬いセンサを必要とする状況では、この絶縁材料は一般にセラミック材料のグループから選択することがあり、例えば、通常、表面のハードコーティングにのみ適切とされているものを用いてもよい。このようなコーティングの一つとして、例えば、溶射皮膜(thermally sprayed)を行った一酸化アルミニウムがある。また、一定の操作状況下では最も有利な選択として、酸化パウダー(oxide powder)から形成されてバインダーと結合されたセラミックの絶縁体を用いてもよい。この結果、このタイプのセンサに生じる局所的な破損が、センサに対して大きな損傷を及ぼさないようにすることができる。他の状況では、表面硬化させたセンサを主として必要とせずに、合成ポリマー(composite polymer)材料のような弾力性の絶縁体材料を用いて形成されたセンサを使用してもよい。 In situations where a very hard sensor is required, this insulating material may generally be selected from the group of ceramic materials, for example, one that is usually only suitable for hard coating of the surface may be used. One such coating is, for example, aluminum monoxide that has been thermally sprayed. Also, as a most advantageous choice under certain operating conditions, a ceramic insulator formed from oxide powder and bonded to a binder may be used. As a result, local breaks that occur in this type of sensor can be prevented from causing significant damage to the sensor. In other situations, a sensor formed using a resilient insulator material, such as a composite polymer material, may be used without primarily requiring a surface cured sensor.
また、選択された絶縁体の材料に関係なく、センサエレメントは常に薄く形成されるのが効果的であり、このことにより、クラッシャー/ブレーカー内部の衝撃が磨耗部品の腐食面よりも深いセンサを破損できないようにし、換言すると、磨耗部品の腐食率が表面硬化されたセンサ(hard-surfaced sensor)の腐食率よりも早くなる場合には、センサの突出部が磨耗部品の表面の高さの下方ですぐに破損するようにする。 Also, regardless of the selected insulator material, it is always effective to make the sensor element thin, so that the impact inside the crusher / breaker breaks the sensor deeper than the corroded surface of the worn part. In other words, if the corrosion rate of a worn part is faster than the corrosion rate of a hard-surfaced sensor, the protrusion of the sensor is below the surface level of the worn part. Make sure it breaks immediately.
図6を参照すると、クラッシャーの磨耗部品内に、自己完結型(self-contained)の超音波センサ40を適用した実施例が示されている。このタイプのセンサシステムは、磨耗部品の最も磨耗しがちな位置にセンサを埋め込むことで、単一のセンサのみを利用することができるが、あるいは、磨耗部品の所望の位置に複数のセンサを埋め込むようにしてもよい。自己完結型の超音波センサを用いる場合には、ねじ状の手段(スレッド手段)を用いたり、又は、結合成分を用いて固着されるように別体のセンサ取付け用の基盤を用いて、摩耗部品の後ろ側に、固定して、直交するように結合させる。操作上、センサは磨耗部品の本体に超音波面を放出して、磨耗部品の対面する表面からはね返されることで、モニタされる場所での磨耗部品の厚さを検出できるようにする。
Referring to FIG. 6, there is shown an embodiment in which a self-contained
図7を参照すると、クラッシャーの磨耗部品上に他のタイプの超音波センサを配置する例が示されている。この際、磨耗部品の一方の端部に超音波トランスミッター41を設けて、かつ磨耗部品の反対側の端部に超音波レシーバー42を設けている。この種のセンサ構成では、センサ間における材料の厚さの最も狭い点を決定するために、インテリジェントセンサや、制御システムのソフトウエアにプログラムされたアルゴリズムを組み合わせるようにしてもよい。
Referring to FIG. 7, an example of placing another type of ultrasonic sensor on a worn part of a crusher is shown. At this time, an
自明ではあるが、図6及び7に示した超音波センサはより最新の、より進んだ超音波センサ技術に基く他のセンサと置き換えることができる。これら他のセンサ例の一つとして、所謂MEMS技術とこれに基くセンサであって、音響の放出(アコースティックエミッション)を検出するものがある。このような種類のセンサは、材料の厚さと、さらに、クラックや、永久変形等のような内部に生じる潜在的に好ましくない現象の双方を計測することができる。 Obviously, the ultrasonic sensors shown in FIGS. 6 and 7 can be replaced with other sensors based on the more recent, more advanced ultrasonic sensor technology. As one of these other sensor examples, there is a so-called MEMS technology and a sensor based on the so-called MEMS technology that detects acoustic emission (acoustic emission). This type of sensor can measure both material thickness and potentially undesirable phenomena that occur internally, such as cracks and permanent deformation.
さらに、上述した全てのセンサと、本発明に従う制御システムに用いられる他の種類のセンサは、自己完結型のパワーサプライとRFトランスミッターの双方と一体に設けられていてもよい。この場合、センサは、クラッシャーの外部に置かれたクラッシャーの制御システムに対して、ワイヤレスに計測信号を送れる自己完結型の部品の中に組み込まれていてもよい。 Furthermore, all of the sensors described above and other types of sensors used in the control system according to the present invention may be integrated with both the self-contained power supply and the RF transmitter. In this case, the sensor may be incorporated into a self-contained part that can send measurement signals wirelessly to a crusher control system located outside the crusher.
上記種類のセンサはクラッシャーの磨耗部品の表面の外側に取付けられて、磨耗部品を取替える際に、新しい磨耗部品上にセンサを速やかに移せるようにする。さらに、単一のセンサが、クラッシャーの磨耗部品の有用性を特徴付ける複数の変数をモニタするのに十分なようにする。 Sensors of the above type are mounted outside the surface of the crusher wear part so that when replacing the wear part, the sensor can be quickly transferred onto the new wear part. In addition, a single sensor is sufficient to monitor multiple variables that characterize the usefulness of crusher wear parts.
図8を参照すると、クラッシャーの磨耗部品上にストレイン−ゲージ型の磨耗センサを設けた例が示されている。この場合、クラッシャーの磨耗部品の磨耗センサとしてストレインゲージエレメント43を用いることは、小さな変形だけを生じさせる磨耗部品の厚さを薄くする磨耗部品の腐食は、ついには段階的な腐食によって磨耗部品の後ろ側が凸状部又は凹状部を増大させる事実に基いている。この変形は、十分な長さのストレインゲージエレメントを用いることで、非常に高精度に検出することができる。さらに、ストレインゲージエレメントは、粉砕時に磨耗部品上に及ぼされる負荷を同時に検出することができる。
Referring to FIG. 8, there is shown an example in which a strain-gauge type wear sensor is provided on a wear part of a crusher. In this case, the use of the
さらに、ストレインゲージセンサに基く計測回路にプロダクト識別技術を速やかにまとめられるようにしてもよい。この場合、計測信号の解析用にストレインゲージセンサを組み合わせるのに必要なマイクロコントローラ44やこの同様物に、磨耗部品のIDコードを含むようにしてもよい。この識別情報は、計測データとともにクラッシャーの自動制御システムまで容易に送ることができるが、この送信はワイヤを介して行われてもよく、又はワイヤレス接続を介して行われてもよい。このID回路は、例えば、クラッシャーから数メートル離れた距離でワイヤレスに応答するのに適した携帯型のスキャナーを用いて、IDコードを読み取れる技術を用いて構成されてもよい。このID情報は、ブルートゥース回路(Bluetooth circuit)を用いてクローズレンジで送れるようにしてもよい。また、最新の技術を用いることで、センサの増幅器、IDコード回路及びブルートゥース回路をクレジットカードの半分の大きさにパッケージすることは可能である。さらに、識別情報は、例えば、読み取り器(リーダー)として携帯電話(セルラーフォン)を利用することで、読み取れるようにしてもよい。
Furthermore, the product identification technology may be quickly integrated into a measurement circuit based on a strain gauge sensor. In this case, the ID code of the wear part may be included in the
部品の識別情報をこのように簡単に取り出せるようにすることで、クラッシャーのオペレーターが必要なスペア部品をこのカテゴリーとタイプに応じて定めて、オーダーすることを実質的に助けることができる。 By making it easy to retrieve the part identification information in this way, the crusher operator can substantially assist in determining and ordering the required spare parts according to this category and type.
磨耗部品のIDコードには、磨耗部品の耐用寿命の後の段階で有用になり得る、磨耗部品に関するさらなる情報を含むようにしてもよい。例えば、IDコードには、このような情報として、磨耗部品のリサイクル時に利用できる、磨耗部品の金属合金の成分の情報を含むようにしてもよい。この情報の他の同様の例として、例えば、磨耗部品の寸法、重さ、さらに他の同様のデータ等が含まれる。 The wear part ID code may include additional information about the wear part that may be useful at a later stage in the life of the wear part. For example, the ID code may include information on the component of the metal alloy of the wear part that can be used when the wear part is recycled. Other similar examples of this information include, for example, the size and weight of wear parts, and other similar data.
図9を参照すると、完全自己完結型の部品として操作されるストレイン−ゲージ型の磨耗センサの取付例が示されている。このセンサの部品には、ストレインゲージセンサ43、エネルギー取り込み用アンテナ45、一体型のインテリジェントセンサ回路44及びRFアンテナ46が含まれる。
Referring to FIG. 9, an example of the installation of a strain-gauge type wear sensor operated as a fully self-contained part is shown. The sensor components include a
ストレインゲージセンサ43から得られる計測データは、インテリジェントセンサ回路44によって集められて、この集めた情報を、RFアンテナ46を介してワイヤレスに、クラッシャーの外部に設けられたクラッシャーの制御システムまで送れるようにしている。一体型のセンサパッケージの操作エネルギーは、クラッシャーユニットの周囲の電磁場からアンテナ45を用いて取り込まれる。インテリジェントセンサ回路の機能は、アンテナによって取り込まれた操作エネルギーのコンディショニング、ストレインゲージセンサから得られる計測データの処理及びRFアンテナを介した処理情報の伝達がある。さらに、インテリジェントセンサ回路は、磨耗部品の固有のIDコードを含むようにプログラムされる。
Measurement data obtained from the
この場合、ストレイン−ゲージ技術に無線周波数(ラディオ−フリークエンシー:RF)技術を組み合わせて、単一の自己接着型のタグの中に一体型のセンサの部品を構成してもよい。また、センサアセンブリのユニットは、摩耗部品の後面に接着材を用いて取り付けられる別体のブロックを用いて構成されてもよい。そして、装着後、この別体のブロックを共通のインテリジェントセンサ回路に接続してもよい。 In this case, an integrated sensor component may be constructed in a single self-adhesive tag by combining strain-gauge technology with radio frequency (RF) technology. The unit of the sensor assembly may be configured using a separate block that is attached to the rear surface of the wear part using an adhesive. Then, after mounting, this separate block may be connected to a common intelligent sensor circuit.
上述した種類のセンサアセンブリをクラッシャーの対向した摩耗部品の後ろ側に取り付けることで、クラッシャーの正確な設定を決定するために、クラッシャーの制御システムに重要な情報を送ることができるようにして、摩耗部品の腐食に関係なく、クラッシャーの設定を所望の値で維持するように、クラッシャーを制御できるようにしてもよい。 By mounting a sensor assembly of the type described above on the back side of the crusher's opposing wear parts, it is possible to send important information to the crusher control system to determine the exact setting of the crusher, The crusher may be controlled to maintain the crusher setting at a desired value regardless of the corrosion of the part.
尚、本発明は、クラッシャーのタイプに限定されず、摩耗部品を備えた全ての種類のクラッシャーに適用することができる。 The present invention is not limited to the type of crusher, and can be applied to all types of crushers provided with wear parts.
さらに、本発明は、上述したセンサの構成に限定されず、本発明に係わるクラッシャーの調整と制御システムは、制御システムに対する入力信号として十分な情報を送ることができる全てのタイプのセンサを利用することができる。 Further, the present invention is not limited to the sensor configuration described above, and the crusher adjustment and control system according to the present invention utilizes all types of sensors that can send sufficient information as an input signal to the control system. be able to.
3 主軸
4 サポートコーン
5 アウターライナー
6 インナーライナー
7 クラッシングチャンバ
8 駆動軸
9 偏心軸
10 制御用シリンダピストン
11 クラッシャー設定
12、13 磨耗センサ
15 ボウル
16 制御モーター
17 設定調節用リング
19 ローター
20 ローター軸
21 ブレーカーバー
22 ブレーカープレート
23 ブレーカープレート軸
24 ブレーカープレート調整ロッド
25 ブレーカープレート磨耗部品
29 固設型のジョー
30 可動型のジョー
31 ピットマン
33 フライホイール
34 自動制御システム
3 Main shaft 4
Claims (19)
19. A sensor according to any one of claims 16 to 18, wherein RF technology is used to implement at least a part of the sensor element.
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