JP2012036964A - ミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ミルローラ軸受の潤滑を常に安定して行うことによりミルローラ軸受の寿命延長を図る。
【解決手段】傾斜したローラ軸にミルローラ軸受を介して回転自在に支持したミルローラ８を回転テーブル５の粉砕溝１２に押し付けて粒状物の粉砕を行う竪型ミル１のミルローラ軸受を、ミルローラ８内部の軸受室に封入した潤滑剤によって潤滑しているミルローラ軸受の摩耗低減方法であって、潤滑剤の温度を潤滑剤温度検出手段により検出し、潤滑剤温度検出手段による検出温度と、予め求めた潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Ａに基づき、定常運転時の潤滑剤温度での軸受回転数に対して、潤滑剤温度が閾値より低いときの軸受回転数を低く設定するよう回転テーブル５の回転を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置に関するものである。

従来より、微粉炭を燃料とする石炭焚ボイラでは、石炭を粉砕して微粉炭を製造する竪型ミルと称される粉砕装置が用いられている。

竪型ミルは、水平に回転駆動される回転テーブルの回転中心上に石炭を供給し、回転テーブルの外周上面に設けた粉砕溝に、ピボットブラケットに備えたミルローラを押付けるようにした構成を有しており、前記回転テーブルの回転によって回転（供回り）するミルローラと粉砕溝との間で前記石炭を粉砕し、粉砕した微粉炭を一次空気により浮遊させて搬送するようにしている。

前記回転テーブルの回転中心に供給された石炭は、回転テーブルの回転により遠心力を受けて粉砕溝に送り込まれるようになるが、このように送り込まれる石炭を滑らかに噛み込んで効果的な粉砕を行い、且つ振動を低減させる等の目的のために、ミルローラのローラ軸は回転テーブルの中心側が低く、外側が高くなるように傾斜した配置としており、このように傾斜したローラ軸に対して、ミルローラは該ミルローラの内部に備えたミルローラ軸受によって回転自在に支持されている。

前記ミルローラ軸受は、円筒コロによりローラ軸の軸線と直角方向の荷重を受ける円筒コロ軸受と、ハの字状に互いに逆方向に傾斜した傾斜コロを組み合わせてローラ軸の軸線方向のスラスト荷重を受けるスラストコロ軸受が、軸線方向に間隔を隔てて配置された構成を有している。

前記ミルローラ軸受は、前記したように回転するミルローラの内部に備えられているために、ミルローラ軸受は外部からは潤滑することができず、このために、前記ミルローラ軸受はミルローラ内部の軸受室に封入した潤滑剤によって潤滑している。

前記竪型ミルの一般的な構成を示す先行技術文献情報としては特許文献１がある。

特開２００２−１０２７３０号公報

しかし、前記したように、傾斜したローラ軸にミルローラ軸受を介してミルローラを回転自在に支持し、ミルローラ内部の軸受室に潤滑剤を封入してミルローラ軸受を潤滑するようにした構成においては、前記ローラ軸及びミルローラが傾斜しているために、軸受室に封入される潤滑剤は、ローラ軸の高さが低くなる先端側で貯留量が多くなり、ローラ軸の先端から離反して高さが高くなる基端側では貯留量が少なくなっている。

従って、ミルローラ軸受が潤滑剤に没入する深さは軸線方向で均一ではなく、ローラ軸の先端側では没入深さが深く、先端から離反した基端側では没入深さが浅くなっている。

従来の竪型ミルの通常運転時は、回転テーブルの回転数は、環境温度等には関係なく、要求される微粉炭供給量に基づいて調整している。

竪型ミルの定常運転時には、通常、潤滑剤は一次空気の温度である８０℃或いはそれ以上の温度を有しているために、潤滑剤はミルローラ軸受に行き渡って十分な潤滑を行うことができるが、しかし、竪型ミルの起動時のように潤滑剤の温度が低いときには、潤滑剤に対する没入深さが浅い基端側のミルローラ軸受に対しては潤滑剤が周り難くなり、これが、潤滑剤が周り難くなる側のミルローラ軸受のコロを摩耗・損傷させ、軸受の寿命を短かくさせる一つの要因と考えられる。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、ミルローラ軸受の潤滑を常に安定して行うことによりミルローラ軸受の寿命を延長できるようにしたミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置を提供しようとするものである。

本発明は、傾斜したローラ軸にミルローラ軸受を介して回転自在に支持したミルローラを回転テーブルの粉砕溝に押し付けて粒状物の粉砕を行う粉砕装置の前記ミルローラ軸受を、ミルローラ内部の軸受室に封入した潤滑剤によって潤滑しているミルローラ軸受の摩耗低減方法であって、前記潤滑剤の温度を潤滑剤温度検出手段により検出し、該潤滑剤温度検出手段による検出温度と、予め求めた潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線に基づき、定常運転時の潤滑剤温度でのミルローラ軸受の軸受回転数に対して、潤滑剤温度が閾値より低いときの軸受回転数を低く設定するよう前記回転テーブルの回転を制御することを特徴とするミルローラ軸受の摩耗低減方法、に係るものである。

又、本発明は、傾斜したローラ軸にミルローラ軸受を介して回転自在に支持したミルローラを回転テーブルの粉砕溝に押し付けて粒状物の粉砕を行う粉砕装置の前記ミルローラ軸受を、ミルローラ内部の軸受室に封入した潤滑剤によって潤滑しているミルローラ軸受の摩耗低減装置であって、前記潤滑剤の温度を検出する潤滑剤温度検出手段と、予め求めた潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線が入力されており、前記潤滑剤温度検出手段の検出温度により前記潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線に基づいて、定常運転時の潤滑剤温度でのミルローラ軸受の軸受回転数に対して、潤滑剤温度が閾値より低いときの軸受回転数を低く設定するよう前記回転テーブルの回転を制御する制御器と、を備えたことを特徴とするミルローラ軸受の摩耗低減装置、に係るものである。

本発明のミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置によれば、潤滑剤温度検出手段による検出温度と、予め求めた潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線に基づき、定常運転時の潤滑剤温度でのミルローラ軸受の軸受回転数に対して、潤滑剤温度が閾値より低いときの軸受回転数を低く設定するよう回転テーブルの回転を制御するので、特に潤滑剤の温度が低いときに潤滑不良を生じる問題を防止でき、よって、常にミルローラ軸受の潤滑を良好に行わせてミルローラ軸受の寿命を延長できるという優れた効果を奏し得る。

本発明の実施例であるミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置を適用した粉砕装置の一例である竪型ミルの縦断面図である。 図１の竪型ミルに備えられるミルローラ軸受の構成を示す断面図である。 潤滑剤温度に対して潤滑剤が周り難くならないミルローラ軸受の限界軸受回転数を求めた潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線図である。

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。

図１は本発明の実施例であるミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置を適用した粉砕装置の一例である竪型ミルの縦断面図、図２は図１の竪型ミルに備えられるミルローラ軸受の構成を示す断面図である。

図１に示す竪型ミル１のケーシング２内下部には、電動機３により減速機４を介して回転駆動される回転テーブル５が配置され、該回転テーブル５上方の周方向所要位置には、図１、図２に示すように、ピボットブラケット６が、ケーシング２に支承された水平軸７を支点として傾動自在に配設され、前記水平軸７と略直交するようにピボットブラケット６に備えたローラ軸９の先端部には、ローラ軸９を中心に回転自在なミルローラ８が取り付けられている。ミルローラ８は周方向に例えば３個配置される。更に、前記ケーシング２には、油等の流体を用いた流体圧シリンダ１０が取り付けられており、該流体圧シリンダ１０のロッドによりプランジャ１１を介して前記ピボットブラケット６の押圧部６ａを押すことにより、ミルローラ８を下方に回動させて水平回転している回転テーブル５上面の環状の粉砕溝１２に押し付け、ミルローラ８と回転テーブル５の粉砕溝１２との間で、回転テーブル５の回転中心上に供給される粒状物である石炭の粉砕を行うようになっている。このとき、石炭を圧下して粉砕するときのミルローラ８のローラ軸９は、先端側の高さが低く、水平軸７に支持された基端側の高さが高くなる所要の傾斜角度αで配置されている。

前記ケーシング２内における回転テーブル５の下側には、一次空気室１３が形成されていると共に、回転テーブル５を包囲するようエアポート１４が配設されており、一次空気室１３には、一次空気供給ダクト１５により一次空気１６が供給されるようになっている。

前記回転テーブル５の回転中心上部には、粒状物である石炭を供給するための石炭シュート１７が前記ケーシング２に支持して設けられており、前記石炭シュート１７の外周には、微粉炭をボイラのバーナ（図示せず）へ送給するための微粉送給管１８が接続されている。そして、前記ミルローラ８により粉砕されてエアポート１４から吹き出される空気に乗ってケーシング２内を上昇する微粉炭は、截頭逆円錐状のリジェクトシュート１９の傾斜面に備えたスリット２０を通り抜け、モータ２１により回転する回転式分級機２２に導かれて粗粒が分離された後、微粉炭のみが前記微粉送給管１８に導かれるようになっている。

図２に示すように、前記ミルローラ８をローラ軸９に回転自在に支持するミルローラ軸受２３は、円筒コロ２４によりローラ軸９の軸線と直角方向の荷重を受ける基端側の円筒コロ軸受２３ａと、ハの字状に互いに逆方向に傾斜した傾斜コロ２５を組み合わせて備えることによりローラ軸９の軸線方向におけるスラスト荷重を受けるスラストコロ軸受２３ｂを、軸線方向に間隔を隔てて配置している。

更に、前記ミルローラ８には、ローラ軸９の先端部を包囲して軸受室２６を形成するカバー部材２７が設けてあり、該カバー部材２７には、軸受室２６に所要量の潤滑剤２８（潤滑油）を供給して封入するようにした供給口２９を設けている。このとき、前記ローラ軸９及びミルローラ８が傾斜しているために、軸受室２６内に封入された潤滑剤２８は、ローラ軸９の高さが低くなる先端側（スラストコロ軸受２３ｂ側）で貯留量が多くなり、ローラ軸９の先端から離反して高さが高くなる基端側（円筒コロ軸受２３ａ側）では貯留量が少なくなっている。又、図２では、前記ミルローラ８の内周面における円筒コロ軸受２３ａとスラストコロ軸受２３ｂとの間に、内周側（ローラ軸９側）に突出して、潤滑剤量が少ない円筒コロ軸受２３ａ側の潤滑剤を留めておくようにするための従来から設けられている突状部材３０を設けた場合を示している。

上記竪型ミル１において、図２に示すミルローラ８の軸受室２６における潤滑剤２８の温度を検出する潤滑剤温度検出手段３１を設け、該潤滑剤温度検出手段３１による検出温度を信号線３２を介して図１に示す制御器３３に入力している。図２の潤滑剤温度検出手段３１は、前記軸受室２６の潤滑剤２８の温度を直接検出する温度センサ３１ａを設け、該温度センサ３１ａの検出温度を、前記ローラ軸９の内部を通した信号線３２によって前記制御器３３に導くようにした場合を示している。尚、前記潤滑剤温度検出手段３１は、前記したように温度センサ３１ａによって潤滑剤２８の温度を直接検出する方式の他に、前記ローラ軸９の温度、或いは、ケーシング２内の雰囲気温度を検出し、これらの検出温度から潤滑剤２８の温度を経験的に推定して求めるようにしてもよい。

前記ミルローラ８のミルローラ軸受２３には非常に大きな荷重が作用するため、このような大きな荷重が作用しても潤滑できるように、従来より潤滑剤には鉱物油又は合成油が用いられている。

本発明者らは、前記合成油を用いてミルローラ軸受２３を潤滑した状態においてミルローラ８による石炭の粉砕を行ったときの、ミルローラ軸受２３に潤滑不良を起こさない潤滑剤温度に対する限界軸受回転数を求める試験を実施し、図３に示す潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Ａを得た。

そして、上記試験によって求めた図３に示す潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Ａを前記制御器３３に入力している。図３中、Ｂは閾値である。

図１の竪型ミル１の定常運転時における回転テーブル５の回転数及び石炭投入量は、要求される微粉炭供給量に基づいて独自に制御されているが、前記制御器３３は、前記潤滑剤２８の検出温度が図３の潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Ａの閾値Ｂより高い場合と低い場合とで軸受回転数を変えるように、電動機３の駆動を切り替えて制御するようにしている。潤滑剤２８の検出温度が閾値Ｂより低い場合には、検出温度に応じて前記回転テーブル５の回転数を低回転に制御して軸受回転数を低回転に制御している。このため、前記電動機３にはインバータモータを用いることができる。

定常運転時における回転テーブル５の回転数での前記ミルローラ軸受２３の回転数は、図３に示した試験においては略３０ｒｐｍであった。そして、図３の潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Ａでは、潤滑剤の温度が略５０℃以上であれば、ミルローラ軸受２３の定常の回転数である３０ｒｐｍにおいても良好な潤滑を行えることが分かった。このため、図３では潤滑剤温度５０℃を閾値Ｂとしている。ここで、竪型ミル１の定常運転時は、エアポート１４から吹き出される高温の一次空気によって石炭を乾燥させることでミル出口の温度が８０℃に保持されるように加熱しているので、潤滑剤２８は竪型ミル１内の約８０℃以上の温度に保持され、ミルローラ軸受２３の潤滑は良好に行われる。

一方、潤滑剤２８の温度が５０℃以下の状態でミルローラ軸受２３が定常の回転数で回転した場合には、ミルローラ軸受２３の潤滑は不良となる。潤滑剤２８の温度が５０℃以下の状態でも良好な潤滑を行うためには、潤滑剤温度に応じてミルローラ軸受２３の軸受回転数を低下させる必要がある。例えば潤滑剤２８の温度が２０℃の場合に、潤滑剤を周り易くするためには軸受回転数を略１０ｒｐｍ以下に押える必要があることが分かる。

従って、潤滑剤の温度が２０℃の時に竪型ミル１を起動する場合には、軸受回転数が略１０ｒｐｍ以下に設定されるように、電動機３の駆動を調節して前記回転テーブル５の回転数（即ち、ミルローラ８の回転数）を制御することが必要となる。

次に、上記実施例の作動を説明する。

図１の竪型ミル１の運転休止時には、一次空気１６は供給されておらず、よってミルローラ８内の潤滑剤２８の温度は周囲温度（例えば２０℃）に近い温度に低下している。

この状態から竪型ミル１を起動する際は、電動機３を駆動して回転テーブル５を回転作動させると共に、石炭シュート１７により回転テーブル５上に石炭を供給し、更に、一次空気供給ダクト１５により一次空気室１３に一次空気１６を供給して一次空気１６をエアポート１４から吹き出すようにするが、このとき、前記潤滑剤温度検出手段３１で検出した潤滑剤２８の検出温度が制御器３３に入力されており、更に、制御器３３には図３に示す潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Ａが入力されているので、制御器３３は、前記潤滑剤２８の検出温度が潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Ａの閾値Ｂより高い場合と低い場合とで軸受回転数を変えるように、電動機３の駆動を切り替えて制御し、潤滑剤２８の検出温度が閾値Ｂより低い場合には前記回転テーブル５の回転数を低回転に制御して軸受回転数を低減する。このように潤滑剤温度が閾値Ｂより低いときにはミルローラ軸受２３の軸受回転数を低く抑えるように制御することにより、潤滑剤温度が低い状態にある竪型ミル１の起動時にもミルローラ軸受２３の潤滑を良好に行うことができる。このように、潤滑剤温度が低い場合にもミルローラ軸受２３の潤滑が安定して行われることにより、ミルローラ軸受２３の寿命を延長させることができる。尚、潤滑剤温度が閾値Ｂを超えて上昇すると、制御器３３は定常運転時の制御に自動的に切り替える。

尚、本発明のミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、傾斜したローラ軸を有する粉砕装置であれば竪型ミル以外にも適用できること、石炭以外の粒状物の粉砕にも適用できること、ミルローラ軸受が図示例以外の構成のものにも適用できること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ 竪型ミル（粉砕装置）
５ 回転テーブル
８ ミルローラ
９ ローラ軸
１２ 粉砕溝
２３ ミルローラ軸受
２３ａ 円筒コロ軸受（ミルローラ軸受）
２３ｂ スラストコロ軸受（ミルローラ軸受）
２６ 軸受室
２８ 潤滑剤
３１ 潤滑剤温度検出手段
３３ 制御器
Ａ 潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線
Ｂ 閾値
α 傾斜角度

Claims (2)

1. 傾斜したローラ軸にミルローラ軸受を介して回転自在に支持したミルローラを回転テーブルの粉砕溝に押し付けて粒状物の粉砕を行う粉砕装置の前記ミルローラ軸受を、ミルローラ内部の軸受室に封入した潤滑剤によって潤滑しているミルローラ軸受の摩耗低減方法であって、前記潤滑剤の温度を潤滑剤温度検出手段により検出し、該潤滑剤温度検出手段による検出温度と、予め求めた潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線に基づき、定常運転時の潤滑剤温度でのミルローラ軸受の軸受回転数に対して、潤滑剤温度が閾値より低いときの軸受回転数を低く設定するよう前記回転テーブルの回転を制御することを特徴とするミルローラ軸受の摩耗低減方法。
2. 傾斜したローラ軸にミルローラ軸受を介して回転自在に支持したミルローラを回転テーブルの粉砕溝に押し付けて粒状物の粉砕を行う粉砕装置の前記ミルローラ軸受を、ミルローラ内部の軸受室に封入した潤滑剤によって潤滑しているミルローラ軸受の摩耗低減装置であって、前記潤滑剤の温度を検出する潤滑剤温度検出手段と、予め求めた潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線が入力されており、前記潤滑剤温度検出手段の検出温度により前記潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線に基づいて、定常運転時の潤滑剤温度でのミルローラ軸受の軸受回転数に対して、潤滑剤温度が閾値より低いときの軸受回転数を低く設定するよう前記回転テーブルの回転を制御する制御器と、を備えたことを特徴とするミルローラ軸受の摩耗低減装置。

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