JP2014108390A

JP2014108390A - 旋動式破砕機のダストシール構造

Info

Publication number: JP2014108390A
Application number: JP2012264072A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Oyama; 敦志大山
Original assignee: Earthtechnica Co Ltd
Current assignee: Earthtechnica Co Ltd
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2014-06-12
Anticipated expiration: 2032-12-03
Also published as: CN203695112U; CN103846121B; JP6058369B2; CN103846121A

Abstract

【課題】旋動式破砕機の仕切板およびダストシールリングの摩耗を抑制して、メンテナンスの頻度を減少させたダストシール構造を提供する。
【解決手段】コーンケーブと旋動するマントル２３の間で被破砕物を破砕する構造を有し、偏心運動するマントル２３の裏面を支持する環状のマントル受台１２の内側に潤滑油を充填する油室３２が形成され、マントル受台１２の外側にフレーム組立１０とマントル２３の裏面の間に渡されるダストシールリング１５で区切られた環状空間３３が設けられた旋動式破砕機において、ダストシールリング１５がフレーム組立１０に対して回転しないように固設させて、マントル２３が旋動してもダストシールリング１５が共回りしないようにして摩耗を抑止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、旋動するマントルとコーンケーブの間に原石を供給して破砕する旋動式破砕機に関し、特に旋動式破砕機のダストシール構造に関する。

コーンクラッシャーやジャイレトリクラッシャーなどの旋動式破砕機は、歳差運動をする主軸に締付金具で固定した漏斗状のマントルと、マントルを覆うように設けられたコーンケーブとで形成される破砕室を備え、上に設けられたホッパから破砕室に原石を供給すると、マントルとコーンケーブの間に挿入された原石を所定の粒度まで破砕して供給する機械である。

図９は、従来の旋動式破砕機の1例を示す断面図である。
主軸は、偏心スリーブの偏心位置に設けられた孔に軸と斜交するように挿入され、偏心スリーブの回転に応じて歳差運動する。主軸の歳差運動により、主軸に取り付けられたマントルがコーンケーブの下ですりこぎ運動して、回転ごとにマントルとコーンケーブの間隙を広狭に変化させる。入口ホッパに投入された原石は、マントルとコーンケーブの間に形成される破砕室に落下し、マントルとコーンケーブの間に捕捉され、主軸が旋動してマントルとコーンケーブの間が狭くなったときに圧砕が行われる。

その後、マントルとコーンケーブの間隔が開くと原石は破砕室内でマントルとコーンケーブの間隔がより狭くなる部分に落下し、再びマントルとコーンケーブの間が狭くなったときに、さらに細かく圧砕される。原石は、圧砕と落下を繰り返して徐々に細かくなり、所定粒度の製品となってマントルとコーンケーブの間隙を通って破砕室の床に落下し、底の開口から機外に排出される。

旋動式破砕機は、大きな負荷の掛かる主軸と偏心スリーブの回りに潤滑油を供給して、主軸が円滑に歳差運動できるようにしている。しかし、破砕機の運転中は破砕室に破砕粉などのダストが充満していて、ダストが潤滑油に混入すると潤滑性能が劣化し、潤滑油を交換する必要が生じたり軸受の破損に繋がったりする畏れがある。このため、主軸周りに破砕室と隔離するダストシール構造を備えて、軸受の健全性を保ち、安定的な運転を維持するようにする必要がある。

図９に示した旋動式破砕機は、マントルを固定したマントルコアの裏の凸球面とフレーム組立に設けたマントル受台の凹球面とが摺動する摺動部を有し、この摺動部に支えられてマントルが歳差運動をする。なお、マントル受台の摺動部には摩擦の少ないシートライナが施されている。潤滑油は摺動部から内側の油室に充填され、主軸と偏心スリーブを潤滑させると共に、摺動部に浸潤して摩擦を緩和している。

また、偏心スリーブを納めたフレーム組立における軸部の上辺の外縁を巡るように設けた仕切板とマントルコアの庇の内周との間に、破砕室のダストが主軸側に侵入するのを防止するダストシールリングが嵌められている。
摺動部と仕切板の間に形成される環状空間には、底に溜まる循環油を回収する配管を接続すると共に、負圧を避けるため空気を供給してダストの侵入を防止している。

ダストシールリングは外側に向かって上に傾斜した薄板状の円環で、仕切板の外側に填め込まれてマントルコアの底面と平行な鍔を形成する。ダストシールリングは、鍔の上面をマントルコアの庇の下縁に対向するように配置され、鍔の下面を下から押さえるダストリングカバーの上面と面接触させて、漏れを防止する。ダストリングカバーは、マントルコアの庇の下縁に止められて、マントルコアの底面と平行な嵌合溝を形成し、主軸が偏心回転する間この嵌合溝がダストシールリングを挟み込んで摺動し、破砕室との通気を遮断してダストが環状空間に混入することを防止する。

主軸の旋動に伴い嵌合溝が歳差運動をするので、より高度な気密を確保するためには、ダストシールリングの下面とダストリングカバーの上面は同じ曲率の球面に形成して面接触させることが好ましい。ただし、ダストシールリングの径が大きい場合には曲率半径が大きくなるので平面で近似してもよい。

しかし、ダストシールリングは、嵌合溝に押し付けられているため主軸の回転につれて嵌合溝と共回りして仕切板の周囲を摺動するので、長期間運転すると、仕切板の外面が摩耗すると共にダストシールリングの内径部分が減耗して、仕切板とダストシールリングの間に隙間が生じる。すると、環状空間の空気封入圧が低下し、ダストが侵入して環状空間から回収される潤滑油が汚れ、早期に潤滑油の交換が必要となる。
また、ダストシールリングの上面と下面も、嵌合溝との激しい摩擦運動で摩耗が進行するので、ダストシールリングは適当な頻度で交換する必要がある。

そこで、従来、たとえば、仕切板は径が２ｍｍ程度摩耗したところで交換し、また、ダストシールリングも仕切板と２ｍｍ程度の隙間が生じたり、上面や下面が２ｍｍ程度減耗したりする時点を目途に新品と交換していた。
なお、仕切板やダストシールリングの交換は装置の解体作業と組立作業を伴う重作業となるため、通常は、やはり解体組立作業を伴うマントルやコーンケーブの交換作業と合わせて行うようにしていた。

これに関連して、特許文献1には、旋動式破砕機における潤滑油保持部への粉塵の侵入を防止するため、潤滑油保持部の周りを囲う防塵壁の外周側を仕切部材で仕切り、防塵壁と仕切部材の間に形成される環状空間にエアパージ用の空気を噴出する構成を有し、環状空間を粉塵の少ないクリーンな状態に保つようにした防塵構造が開示されている。特許文献１の図7には、仕切部材として設けた防塵リングに内向きに設けられた環状溝に摺動自在に嵌め込まれたシールリングが、防塵壁の外周面に摺接されている構造が例示されている。この摺接部は、偏荷重が作用すると隙間が生じる場合があるが、エアパージにより環状空間がクリーンな状態に保たれているため、問題がないとされている。

ところが、近年、旋動式破砕機がさらに小型化し、かつ高速運転化し、大量処理化してきたため、ダストシール機構における各所の摩耗が激しくなり、ダストシールリングや仕切板の寿命が短期化してきた。
また、高速化した破砕機では主軸の偏心運動に伴い、局所的にみた環状空間の容積が高速で変化するためポンプ効果が増大して、小さな隙間でもダストが環状空間に侵入しやすくなるので、ダストシール機構の保全頻度を高める必要が生じ、マントルやコーンケーブの交換作業と合わせていては間に合わなくなって、保全コストが過大になる問題が生じてきた。

特開２００３−２８４９６３号公報

そこで、本発明が解決しようとする課題は、旋動式破砕機のダストシール構造における仕切板およびダストシールリングの摩耗を抑制して、ダストシール構造に係る保全作業の頻度を減少させることである。

コーンケーブを固定したコーンケーブサポート組立と、竪穴を設けたフレーム組立と、フレーム組立の竪穴内で回転する偏心スリーブと偏心スリーブに嵌合して旋動するマントルを装着した主軸とを設けた偏心スリーブ組立とを備えて、コーンケーブと旋動するマントルの間で被破砕物を破砕する構造を有し、フレーム組立が偏心運動するマントルの裏面を支持する環状のマントル受台を備え、マントル受台の内側に潤滑油を充填する油室が形成され、マントル受台の外側にフレーム組立とマントルの裏面の間を遮蔽するダストシールリングで区切られた環状空間が設けられた、旋動式破砕機において、上記課題を解決するため、本発明のダストシール構造は、ダストシールリングがフレーム組立に固設された仕切板に対して回転しないように嵌合したことを特徴とする。

ダストシールリングが仕切板に対して回転しないようにするため、ダストシールリングの内径に縦溝を形成し、仕切板の外面にダストシールリングの縦溝に係合する突起を形成する。突起は、仕切板の側面に止めたビスあるいはボルトの頭や仕切板の側面に軸方向に固定したキーなどであってもよい。

仕切板の突起とダストシールリングの縦溝を係合させることにより、マントルが旋動してもダストシールリングは仕切板の周囲を回転移動しなくなり、仕切板の間に摩耗が生じない。したがって、運転時間が蓄積しても仕切板とダストシールリングの間隔は変化せず封止性能が劣化する畏れがなく、仕切板とダストシールリングの寿命が大幅に延びて、メンテナンス頻度を少なくすることができる。

なお、ダストシールリングの下面はダストシールカバーの上面が摺動するため摩耗するが、ダストシールリングは縦溝に従い仕切板の外周を軸方向に低下することができるので、摩耗した分だけ低い位置に直って摺動を維持し気密を保つことができる。

また、本発明の旋動式破砕機は、上記発明のダストシール構造を備えることを特徴とする。本発明の旋動式破砕機では、ダストシール構造の部品の寿命に合わせた解体を伴う補修作業を省くことができるため、保全作業と保全費用の節減が可能である。

本発明の１実施例に係る旋動式破砕機のダストシール構造を示す一部拡大断面図である。本実施例のダストシール構造に使用するダストシールリングの断面図である。図２に示したダストシールリングの平面図である。図２に示したダストシールリングの縦溝部分を内側から見た斜視図である。本実施例のダストシール構造に使用する仕切板の断面図である。図５に示した仕切板の平面図である。本実施例のダストシール構造に使用するダストリングカバーの断面図である。本実施例のダストシール構造の構成を示す一部断面図である。従来のダストシール構造を備えた旋動式破砕機の例を示す一部断面図である。

以下、本発明に係る旋動式破砕機のダストシール構造について、発明の実施例を示す図面を参照しながら詳しく説明する。

本実施例に係るダストシール構造は、コーンケーブを固定したコーンケーブサポート組立と、竪穴を設けたフレーム組立と、フレーム組立の竪穴内で回転する偏心スリーブと偏心スリーブに嵌合して旋動するマントルを装着した主軸とを設けた偏心スリーブ組立とを備えて、コーンケーブと旋動するマントルの間で被破砕物を破砕する構造を有する旋動式破砕機に好適に適用し得るものである。

フレーム組立は偏心運動するマントルの裏面を支持する環状のマントル受台を備え、マントル受台の内側に潤滑油を充填する油室が形成され、マントル受台の外側にフレーム組立とマントルの裏面の間を遮蔽するダストシールリングで区切られた環状空間が設けられる。
ダストシール構造は、旋動式破砕機において、固定されたフレーム組立と揺動する偏心スリーブ組立の間にできる空間を封鎖することにより、旋動する主軸回りを潤滑する潤滑油に破砕室のダストが混入することを防止するために使用されるものである。

図1は、本実施例の旋動式破砕機におけるダストシール構造の部分を中心とした要部拡大断面図である。
偏心スリーブ組立２０の偏心スリーブ２１は、フレーム組立１０のフレーム１１に設けられた縦孔にシートライナ２７を介して挿入され、駆動モータに連結された横軸によりベベルピニオンとベベルギアを介して回転させられる。偏心スリーブ組立２０の主軸２２は、偏心スリーブ２１の偏心位置に軸を傾けて設けられた孔にエキセンブッシュ２６を介して挿入され、偏心スリーブ２１が回転すると機械軸の周りを旋動する。主軸２２にはマントルコア２５が固定され、マントルコア２５の上にマントル２３が装着される。マントル２３は、主軸２２の旋動に従って図外のコーンケーブに対してすりこぎ運動して、マントル２３とコーンケーブに挟まれた破砕室３１に供給される被破砕物を破砕する。

フレーム組立１０は、すりこぎ運動するマントル２３をマントルコア２５の裏面で支持する環状のマントル受台１２を備える。マントル受台１２の内側の空間に潤滑油を充填する油室３２が形成され、マントル受台１２の外側に環状の環状空間３３が形成される。
環状空間３３は、外周側に設けられたダストシールリング１５により破砕室３１と仕切られている。

図２はダストシールリングの断面図、図３はダストシールリングを上から見た平面図、図４はダストシールリングの内壁に設ける縦溝の部分を内側から見た斜視図である。
ダストシールリング１５は、外周側で高く内周側で低くなった平行板状の円環で、表面はウレタンなどの硬質樹脂で形成されている。また、ダストシールリング１５は、ゴムや鉄で形成することもできる。ダストシールリング１５の内壁はフレーム１１に取り付けられる仕切板１３の外周に填め込むため、垂直な円筒面になっている。さらに、ダストシールリング１５の内壁面に少なくとも１カ所、縦溝１６が形成されている。縦溝１６は、ダストリングシール１５の下面に達するように形成され、ダストシールリング１５を仕切り板１３の外周に沿って押し込むと、仕切板１３の外壁に固定されたビス１４の頭が填って、マントルが旋動してもダストシールリング１５が仕切板１３の周方向に移動しないように、また、軸方向には移動できるように規制している。

図５は仕切板の断面図、図６は仕切板の平面図である。
仕切板１３は、円筒状の部材で内壁に鍔１９を設けて、下側胴体部をフレーム１１の上端円周面に填め込み、鍔１９のビス孔１７を使ってビスでフレーム１１に固定される。仕切板１３の外壁の少なくとも１カ所に、ダストシールリング１５の縦溝１６に係合するビス１４が固定される。なお、組立時にはダストシールリング１５を外壁に沿って上方から挿入するため、仕切板１３の外壁は上端部分を僅かに内側に窄ませてリングを案内できるようになっている。
また、仕切板１３の鍔１９には、マントル受台１２の部材をフレーム１１に固定するボルトのスペースを確保するリセス１８が設けられている。

図７はダストリングカバーの断面図、図８は本実施例のダストシール構造の機構を示す一部断面図である。
ダストリングカバー２８は、マントルコア２５の外周に形成された庇の下縁にネジ止めされ嵌合溝３０を形成する。仕切板１３から鍔状に張り出したダストシールリング１５の外周縁を嵌合溝３０が挟み込むことにより、環状空間３３と破砕室３１の間が遮断される。
ダストリングカバー２８の上面とダストシールリング１５の下面は、マントルの旋動に伴い摺動するので、旋動中においても高度な気密を確保するためマントルコア２５の裏面と同じ曲率の球面に形成されることが好ましい。ただし、ダストシールリング１５の径が十分大きい場合には、曲率半径が大きくなるので平面で近似してもよい。

ダストシールリング１５は外側に向かって上に傾斜した薄板状の円環で、仕切板１３の外側に填め込まれてマントルコア２５の底面と平行な鍔を形成する。ダストシールリング１５は、内壁が仕切板１３の外壁に密着して固定され、鍔の上面をマントルコア２５の庇の下縁に対向するように配置され、鍔の下面をダストリングカバー２８の上面と面接触させて、環状空間３３と破砕室３１の通気を遮断して、ダストが環状空間３１に混入することを防止する。

近年、旋動式破砕機を小型化かつ大容量化するため、主軸２２の揺動幅が大きくなり、また、回転速度が大きくなっている。このため、ダストシール構造中の摺動面の摩耗が増大して環状空間３２のダストシール構造における隙間が増大するばかりか、環状空間３２が主軸２２の旋動により局所的に見た容積が激しく変動するため局所的に負圧状態になりポンプ作用が生じて、中の空気を排出させ破砕室３１の雰囲気を環状空間３２に吸い込む呼吸作用が顕著になる。
たとえば主軸２２の回転速度が３００ｒｐｍ程度になると、従来管理目標としていた隙間２ｍｍでは効果が無く、隙間０．５ｍｍでも余分なダストが侵入して潤滑油が汚染するようになり、潤滑油の交換や摩耗部品の交換の頻度が大きくなって保全費用が増大し機械の稼働率が低下する。

しかし、本実施例のダストシール構造を適用すると、仕切板１３のビス１４にダストシールリング１５の縦溝１６が嵌合して、ダストシールリング１５が仕切板１３に対して回転しないようになるため、主軸２２の旋動に伴うダストシールリング１５の連れ回りが起こらず、従来顕著だったダストシールリング１５と仕切板１３の接合部分における摺動による摩耗がなくなる。
主軸２２の旋動に伴い、２８の上面とダストシールリング１５の上面が摩耗するが、ダストシールリング１５の縦溝１６がビス１４の頭を挟んで上下方向に移動するので、減耗が生じても摺動面同士が接触を保持して、環状空間３３の気密を維持することができる。
なお、縦溝１６に嵌合させる突起は、ボルトやナットで構成されていてもよく、また仕切板１３の外壁に形成したキーや、外壁に設けたキー溝に固定したキーであってもよい。

ダストシール構造を構成するときは、たとえば、仕切板１３をフレーム１１の外縁に取り付けてビス１４を固定し、ダストリングカバー２８を仕切板１３の外側から降ろして仕切板１３の下に配置し、ダストシールリング１５を仕切板１３の外周に挿入して縦溝１６をビス１４の頭に合わせてセットする。その後、マントル２３を装着した主軸２２を偏心スリーブ２１にセットして、マントルコア２５の外縁に当たったダストシールリング１５を下から支えるようにダストリングカバー２８をマントルコア２５の外縁にボルト２９で固定することにより、ダストシールリング１５が挿入された状態の嵌合溝３０が形成される。

なお、上記組立方法は１例に過ぎず、たとえば、先に主軸２２に固定したマントルコア２５の周縁にダストシールリング１５を挟み込んだ嵌合溝３０を形成しておいて、主軸２２を偏心スリーブ２１にセットするときにダストシールリング１５を仕切板１３に挿入して縦溝１６とビス１４の頭とを合わせて固定することにより、ダストシール構造を構成することもできる。

本実施例のダストシール構造により、ダストシールリング１５の寿命は長大化し、交換周期はむしろマントル２３やコーンケーブの交換周期より長くなって、保全費用を大きく削減することができる。
本発明のダストシール構造は、従来のダストシール構造と比較して仕切板とダストシールリングが僅かに異なるだけなので、少ないコストでダストシール構造の保全頻度を顕著に減少させることができる。また、既設の旋動式破砕機に対しても、仕切板とダストシールリングに多少の加工を施すことで、構成することができる。

本発明に係るダストシール構造は、旋動式破砕機に適用することで大きな効果を得ることができ、産業上の利用が可能である。

１０フレーム組立
１１フレーム
１２マントル受台
１３仕切板
１４ビス
１５ダストシールリング
１６縦溝
１７ビス孔
１８リセス
１９鍔
２０偏心スリーブ組立
２１偏心スリーブ
２２主軸
２３マントル
２５マントルコア
２６エキセンブッシュ
２７シートライナ
２８ダストリングカバー
２９ボルト
３０嵌合溝
３１破砕室
３２油室
３３環状空間

Claims

コーンケーブを固定したコーンケーブサポート組立と、竪穴を設けたフレーム組立と、該竪穴の内で回転する偏心スリーブと該偏心スリーブに嵌合して旋動するマントルを装着した主軸を設けた偏心スリーブ組立とを備えて、前記コーンケーブと旋動する前記マントルの間で被破砕物を破砕する構造を有し、
前記フレーム組立が偏心運動する前記マントルの裏面を支持する環状のマントル受台を備え、該マントル受台の内側に潤滑油を充填する油室が形成され、前記マントル受台の外側に前記フレーム組立と前記マントルの裏面の間を遮断するダストシールリングとで区切られた環状空間が設けられた、旋動式破砕機に適用する、
ダストシール構造であって、
前記ダストシールリングが前記フレーム組立に対して回転しないように固設したことを特徴とするダストシール構造。
前記ダストシールリングの内径に縦溝を形成し、
前記仕切板の外面に前記ダストシールリングの前記縦溝に係合する突起を形成して、
前記突起と前記縦溝を係合させることにより、前記ダストシールリングが前記フレーム組立に対して回転しないようにすることを特徴とする請求項１記載のダストシール構造。
コーンケーブを固定したコーンケーブサポート組立と、竪穴を設けたフレーム組立と、該竪穴の内で回転する偏心スリーブと該偏心スリーブに嵌合して旋動するマントルを装着した主軸を設けた偏心スリーブ組立とを備えて、前記コーンケーブと旋動する前記マントルの間で被破砕物を破砕する構造を有し、
前記フレーム組立が偏心運動する前記マントルの裏面を支持する環状のマントル受台を備え、該マントル受台の内側に潤滑油を充填する油室が形成され、前記マントル受台の外側に前記フレーム組立と前記マントルの裏面の間を遮断するダストシールリングで区切られた環状空間が設けられ、前記ダストシールリングが前記フレーム組立に対して回転しないように固設したことを特徴とする旋動式破砕機。