JP2009143704A - 原料ヤード移動機械の故障診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】石炭、鉱石などの原料をヤードに積み付け、払い出しする、スタッカー、リクレーマなどの原料ヤード移動機械の故障診断方法を提供する。
【解決手段】機器が健全な状態における無負荷運転での電動機の電流値と、稼動中の機器の電動機の電流値のうち、無負荷運転における電流値を比較し、両者の差が所定の値以上の場合は、当該機器における消耗部材の交換時期と判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、石炭、鉱石などの原料をヤードに積み付け、払い出しする、スタッカー、リクレーマなどの原料ヤード移動機械の故障診断方法に関する。

リクレーマは、原料ヤードにボタ山状に堆積した鉱石や石炭などを地上コンベヤに送給する装置で、図６に概略構成図を示す。

リクレーマ１は、先端に原料１２の山から原料を掬い取るバケット式ホイール４が取り付けられたブーム６と、ブーム６を旋回させる旋回部７を備えた装置本体と、レール１０上を移動するための走行部８で構成される。ブーム６はワイヤ２，３，５によって錘９とバランスするように支えられる。

図７はリクレーマによる原料の払い出し作業を説明する図で、バケット式ホイール４で原料を掬い取りながらブーム６を原料１２の山の縁に沿って矢印ａの方向に旋回させる。払い出した原料は、ブームコンベアから、レール１０に沿って配置されるベルトコンベア（図示しない）に移送されて次工程に搬送される。

リクレーマによる作業は単調なため、バケット式ホイール４の原料の掬い取り作業、ブームの旋回やバランス調整などの作業を無人化する自動制御方法が種々提案されている。

特許文献１には、ブームを保持する旋回部に変位センサーを設置し、荷重状態の異常を判定することが記載されている。特許文献２にはバケットホイル電動機の電流値から旋回用電動機の速度することが記載されている。

特許文献３には、リクレーマの原料払い出し作業を無人化するため積算検出器を取り付け、バケットホイル電動機の電流値、ブームコンベヤ俯仰角度、および旋回角度を測定することが記載されている。

特許文献４には、ブームの旋回やバケットホイルの駆動を油圧で行う場合において、油圧ドレン量と油圧を測定して油圧駆動系統の設備診断を行うことが記載されている。

特許文献５には、ブームコンベヤの俯仰角度を調整する電動機の電流値と俯仰角度を比較して重量バランスを診断することが記載されている。

特許文献６には、旋回軸受け取り付けボルトの応力を測定し、オンライン設備診断を行うことが記載されている。

特許文献７には、バケットホイル電流値、ホイル回転数、旋回速度などを検出し、リクレーマの払い出し量を制御することが記載されている。

特許文献８には、受け入れ系統、払い出し系統、送炭系統に設置されている移動機械、ベルトコンベアなどの各機器を総合運転するシーケンサーから簡単に各機器の故障状態をモニタリングする装置が記載されている。

特許文献９には、バケットホイルの返り量を測定してホイルの回転数制御を行うことが記載されている。

特許文献１０には、リクレーマの払い出し量を一定に制御するため、ホイルの電流値、回転数、およびブームの旋回角度などを測定演算することが記載されている。
特開２００４−２９２１４６号公報 特開昭５８−２０２２２４号公報 特開平１−２６１１２４号公報 特開平４−１８９２２３号公報 特開平４−１９１２１５号公報 特開平４−３３８０３２号公報 特開平８−１３３４８３号公報 特開平１０−１９８４２１号公報 特開平１１−４９３６９号公報 特開２０００−１４２９８６号公報

ところで、実操業においてリクレーマは以下の１〜６に列挙する種々の故障を生じる場合があり、保守点検作業以外の停止が必要となり、コークス炉や焼結工場などの操業に影響を与える。

１．バケットホイル駆動装置の減速機内部の軸受け破損、２．俯仰装置のピン部給脂不良によるピン磨耗、３．振動フィーダ加振機の給脂不足による軸受け破損、４．バッケトホイルのバケット爪の脱落などによる、原料払い出し量低下、５．バケットホイルに原料が付着、堆積することによる原料払い出し量低下、６．振動フィーダ加振機とトラフを接続する円筒ゴムの劣化による原料搬送能力低下。

これらのうち、１〜３に掲げた破損は徐々に進行するもののため、特許文献１〜１０に記載される、駆動装置の電動機が過電流状態となったときを故障発生とする診断方法では、動作停止となったときにしか検出できず長時間の故障停止が避けられない。尚、４〜６に掲げた破損は設備を停止して行う目視点検によりのみ検出可能である。

そこで本発明は、突発停止を回避するため、機器の破損にいたるまでに、不具合状況を把握して定修計画において機器の交換作業を実施するなどの対策が可能なリクレーマ等の機器の故障診断方法を提供することを目的とする。

本発明の課題は以下の手段で達成可能である。
１．機器が健全な状態における無負荷運転での電動機の電流値と、稼動中の機器の電動機の電流値のうち、無負荷運転における電流値を比較し、両者の差が所定の値以上の場合は、当該機器における消耗部材の交換時期と判断することを特徴とする設備診断方法。
２．前記機器が、リクレーマであって、前記電動機がバケットホイル駆動用および／またはブームコンベア駆動用で、前記消耗部材が、バケットホイル駆動装置用減速機の軸受け、俯仰装置のピン、振動フィーダ加振機の軸受けの少なくとも一つであることを特徴とする１記載の設備診断方法。

本発明によれば、磨耗など徐々に進行する現象によって不具合に至る機器の状態を常時把握して、機器が破損する前に交換することが可能なため、突発的なライン停止が回避可能で産業上極めて有用である。

本発明は、機器における消耗部材の消耗度を無負荷運転における電動機の電流値から判断することを特徴とする。以下、本発明を、リクレーマを適用対象として、図面を用いて詳細に説明する。

図１に、リクレーマのバケットホイル駆動用電動機の電流値の時間的変化を示す。リクレーマはブームを原料の山の縁に沿って移動させつつバケットホイールで原料を掬い取るので、ブームが原料の山の縁から外れると一時的にバケットホイールは無負荷運転となる。

図においてａ１〜４は負荷運転時、ｂ１〜４は無負荷運転時の電流値を示す。無負荷運転時に検出される電流値は、バケットホイルの駆動にのみ必要な電流値で、磨耗などにより駆動系の摩擦が大きくなると増大する。

そこで、本発明は、無負荷電流値の経時的変化を把握し、変化量が予め定めた閾値より大きくなった場合、駆動系が交換時期に達したと判断する。経時的変化は例えば、電流値自体や前後の電流値の差、例えば、電流値ｂ３とｂ２の差Δとする。

図２は、無負荷運転時の電流値に対して、上限と下限の閾値を設定した場合を示し、磨耗が時間的に進行して電流値が増大して時間ｔ１で上限の閾値に達した場合を示す。閾値に達した時点で警報を発し、駆動系の一部を交換する。

リクレーマの場合、電流検出を行う電動機がバケットホイル駆動用および／またはブームコンベア駆動用の場合、交換する消耗部材が、バケットホイル駆動装置用減速機の軸受け、俯仰装置のピン、振動フィーダ加振機の軸受けの少なくとも一つである。

尚、同時に検出される負荷運転時の駆動用電動機の電流値の変化は、リクレーマによる原料の払い出し量の監視に利用可能である。

図３は、リクレーマのバケットホイル駆動用電動機の電流値の時間的変化を模式的に示し、図４は同時に測定した払い出し量の変化を模式的に示す。払い出し量と負荷電流値との間には相関関係が認められるので、払い出し量の監視は、払い出し量とバケット負荷電流値の関係より求めた電流値の閾値と測定値を比較することで可能である。

図５は、負荷電流値と閾値の関係を示し、負荷電流値が上限の閾値を超える場合は、払い出し量が異常に多いと判断して作業状況を作業員が確認する。

以上、本発明をリクレーマを対象に説明したが、電動機で駆動される機械系の磨耗状態の判断方法として有効で、対象を限定しない。

リクレーマのバケットホイル駆動用電動機の電流値の時間的変化を示す図。 図１で得られる無負荷運転時の電流値に対して、上限と下限の閾値を設定した場合を示す図。 リクレーマのバケットホイル駆動用電動機の電流値の時間的変化を模式的に示図。 図３の場合の払い出し量の変化を模式的に示す図。 図３，４から求めた負荷電流値と閾値の関係を示す図。 リクレーマを説明する図。 リクレーマによる払い出し作業を説明する図。

符号の説明

１ リクレーマ
２，３，５ ワイヤ
４ バケット式ホイール
６ ブーム
７ 旋回部
８ 走行部
９ 錘
１０ レール
１２ 原料

Claims (2)

1. 機器が健全な状態における無負荷運転での電動機の電流値と、稼動中の機器の電動機の電流値のうち、無負荷運転における電流値を比較し、両者の差が所定の値以上の場合は、当該機器における消耗部材の交換時期と判断することを特徴とする設備診断方法。
2. 前記機器が、リクレーマであって、前記電動機がバケットホイル駆動用および／またはブームコンベア駆動用で、前記消耗部材が、バケットホイル駆動装置用減速機の軸受け、俯仰装置のピン、振動フィーダ加振機の軸受けの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１記載の設備診断方法。

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