JP2021159823A - 旋動式破砕機 - Google Patents

Abstract

【課題】旋動式破砕機のマントルコアの下端部の摩耗を抑制し、その下端部とバウルライナーとの間隙を適切な状態にする旋動式破砕機の提供。【解決手段】機体フレームとバウルの間に環状複動形油圧シリンダを形成し、その油圧シリンダによりバウルを昇降し、回転軸に円錐台状マントルコア８を偏心して旋動自在に取り付け、バウルにはマントル９に対向してバウルライナーを取り付ける。回転軸の回転により、マントル９を旋動回転させ、マントル９とバウルライナーの間に投入された被砕物をその間で破砕する。マントル９はマントルコア８の下端まで取り付け、その下端部分９ａを他の部分９ｂに対し凹ませて、その部分の肉厚ｔをマントル９の摩耗限界値未満に設定する。【選択図】図４

Description

この発明は、旋動作用を受けるマントルと、機体フレームに設けたバウルライナーとの間で、被砕物を破砕する旋動式破砕機に関するものである。

旋動式破砕機の一例として、この発明の一実施形態を示す図１を参照して説明すると、上下フレーム２、３からなる機体フレーム１に設けた上下方向の回転軸４に、その軸方向に円錐台形のマントルコア８を有する主軸７を偏心かつ傾けて摺動自在に嵌め込み、前記機体フレーム１（上部フレーム２）には前記マントルコア８のマントル９に対向してバウルライナー１０を取付けた構成のものがある。
この旋動式破砕機は、回転軸４の回転により、主軸７を介してマントルコア８を旋動回転させ、マントル９とバウルライナー１０の間で岩石などの被砕物Ｐを噛み込んでこれを噛み砕いて破砕する（特許文献１、２参照）。
このとき、バウルライナー１０と旋動運動するマントル９との間で出口間隙を円周上に連続して変化させることにより原料（被砕物Ｐ）の破砕を行う。すなわち、出口間隙最小値（マントル９とバウルライナー１０の最突出端間）のポイントから１８０度反対のポイントは出口間隙最大値となり、前者のポイントにおいて原料の破砕が行われ、後者のポイントにおいては破砕された原料の排出が行われることとなる。

特公平１−３４０９６号公報 特開２００１−１９０９６８号公報

上記旋動式破砕機において、従来、マントル９を取り付けたマントルコア８は、そのマントル９で覆われていない箇所から下端面までの円錐台形の傾斜角度を大きくして、被砕物Ｐがその箇所に直接に当たらないような形状としている（特許文献１、第２図参照）。

しかし、機体フレーム１内の破砕室内は破砕後の岩石製品（破砕物Ｐ’）が縦横無尽に飛散している状態であり、上記傾斜角度を大きくした部分のマントルコア８においても、上部フレーム２で跳ね返ってきた石等が当たり、経年により摩耗が生じている。この場合の補修は、通常、旋動式破砕機自体やマントルコア８及びマントル９等を取り外して工場に持ち帰って行う必要があり、作業が煩雑であって大幅な費用がかかっている。

また、上記傾斜角度を大きくした部分に、マントル９とは別のライナーを取り付けて保護することが考えられるが、ライナーを交換できるようにボルト取付構造とすると、当該部分は、高速で旋回運動するため、ボルトが緩んで、ボルトやライナーが運転中に脱落する恐れがある。ライナーを溶接によって取り付けると、ライナー交換時、その溶接部分を取り外すことが煩雑であり、ライナー交換に時間を要するとともに、交換毎の繰り返しの溶接熱影響により当該部分に材料組織の変化による悪影響がでる恐れがある。

さらに、マントルコア８の下端までマントル９を取り付け、マントル９によってマントルコア８の下端部に跳ね返ってきた石等による摩耗を抑制している旋動式破砕機もある（特許文献２図１参照）。
この旋動式破砕機は、図６（ａ）に示すように、マントル９をマントルコア８の下端まで同じ厚みで延ばしてるため、それに応じて（延びたマントル部分９’を覆うように）バウルライナー１０も同じ厚みで延ばしている（延長部分１０’）。この両者９、１０を延ばす（９’、１０’）ことによって、上記最突出端間Ｓと上部フレーム２やバウル２１の内周面との間隙Ｌが狭くなる。この間隙Ｌは、破砕された被砕物Ｐ’が排出される部分であるため、被砕物Ｐ’が排出される空間（間隙Ｌ）を確保できず、その確保のために（間隙Ｌを広くするために）、旋動式破砕機自体（装置自体）を大きくする（上部フレーム２の内径を大きくする）必要がある。

また、図６（ｂ）に示すように、装置自体を大きくせずに、マントル９をマントルコア８の下端まで延ばし、バウルライナー１０を延長しないと、バウルライナー１０の下端が排出口位置（最突出端間Ｓ）となって変わらない。このとき、マントル９はバウルライナー１０が対向する部分にだけ摩耗が進行し、バウルライナー１０の無い先端部位は摩耗しない。このような状態が進行すると、同図鎖線で示すように、前記延ばした部分は摩耗せず、同図鎖線で示すようにその他の部分（ｂ部分）が磨耗してその延長した部分が堰のような形となる。この状態ではそのｂ部分に破砕物Ｐ’が溜まるとともに、前記堰によって破砕物Ｐ’の排出を阻害して前記最突出端間Ｓが狭くなる等が生じて能力低下が生じる。

この発明は、上記旋動式破砕機において、マントルコア８の下端部の摩耗を抑制するとともに、その下端部とバウルライナー１０との間隙Ｓを適切にし得ることを課題とする。

上記課題を達成するため、この発明は、マントルコア８の下端までマントル９を取り付け、その下端部分を他の部分に対し没しさせてその部分の肉厚をマントルの摩耗限界値未満に設定したのである。
マントルコアの下端までマントルを取り付ければ、マントルコアの下端部の摩耗を抑制できる。
このとき、破砕作用は、バウルライナー下端とマントルの没した部分と他の部分の境界の段差の上端とで終了するが、その境界で破砕された破砕物は、マントル９の下端が没しているため、図６（ｂ）に示すように、その没した部分に擦れることなく、また留まることなく排出される。
また、マントルとバウルライナーは経年によって摩耗するが、その両者の間隙は、厚みが摩耗限界値に至る前においては、適切な破砕が行われて所望の大きさの破砕物を得ることができるように設計し得る。このように設計されておれば、その下端部のマントルが破砕作用や排出作用に支障をきたすことはない。

具体的には、機体フレームにバウルを昇降自在に嵌め、その機体フレームとバウルの間にその全周に亘る環状複動形油圧シリンダを形成して、その油圧シリンダにより、機体フレームに対してバウルを昇降し、機体フレームに設けた上下方向の回転軸にマントルコアを偏心して旋動自在に取り付けるとともに、バウルにはマントルコアのマントルに対向してバウルライナーを取り付け、回転軸の回転により、マントルコアを旋動回転させ、マントルとバウルライナーの間に投入された被砕物をその間で破砕する旋動式破砕機において、前記マントルコアの下端までマントルを取り付け、その下端部分を他の部分に対し、没しさせてその部分の肉厚をマントルの摩耗限界値未満に設定した構成を採用することができる。

この発明は、以上のように、マントルコアの下端までマントルを取り付け、その下端部分を他の部分に対し没しさせてその部分の肉厚をマントルの摩耗限界値未満に設定したので、マントルコアの下端部の摩耗を抑制するとともに、その下端部とバウルライナーとの間隙を適切にし得て、適切な破砕作用と排出作用を行い得る旋動式破砕機となる。

この発明に係る旋動式破砕機の一実施形態の概略切断正面図 図１の一部省略平面図 同実施形態の固定部材と可動部材との重合部を示し、（ａ）は要部拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の一部切断平面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図 図１の要部拡大図 同実施形態の作用説明用要部拡大図であり、（ａ）はバウルの上昇状態、（ｂ）は同下降状態 従来例の作用説明用概略切断部分正面図であり、（ａ）はマントル及びバウルライナーを共に延長した状態、（ｂ）はマントルのみを延長した状態

この発明に係る旋動式破砕機の一実施形態を図１乃至図５に示し、機体フレーム１は、上部フレーム２と下部フレーム３からなり、下部フレーム３は、その中央に、軸心が上下方向の回転軸４を摺動自在に保持する筒部５と、その筒部５の外周４箇所で保持する中空保持部６を備えている。

上記回転軸４にはその軸方向の傾斜孔１１が形成されており、この傾斜孔１１に主軸７の下半部が回転自在に挿入されている。すなわち、主軸７は回転軸４に偏心して設けられている。その主軸７に円錐台状のマントルコア８が設けられ、そのマントルコア８の表面に破砕用マントル９を設けている。
上記回転軸４は、筒部５の内面下部に配設された軸受１２により支持されており、図示しない駆動機からマシンプーリ１３、かさ歯車１４等を介して回転する。このため、回転軸４が回転すると、主軸７が偏心していることから、マントル９は旋動する。すなわち、主軸７とマントルコア８（マントル９）とによって旋動体が構成される。図中、１５ａは回転軸４の下端に外嵌されたインナーブッシュ、１５ｂは回転軸４に外嵌されたアウターブッシュである。

上記マントルコア８は、その底面にマントルコア球面部が設けられて、機体フレーム１の筒部５の上面に固定されたスラストシートにより前記マントルコア球面部を介して回転自在に支承されている。また、マントルコア８は、その外周縁にスカート部１７が形成されており、そのスカート部１７に環状の防塵リング１８がガイド１８ａを介して設けられている。そして、筒部５の周囲上面に環状防塵筒１９を立設し、その上部のシール用オイルフェンス１９ａと前記防塵筒１９を対向させている。

上部フレーム２の内側に円筒状バウル２１が昇降可能に設けられており、その上部フレーム２とバウル２１の間にその全周に亘る環状の油圧シリンダ２２が形成されている。このため、この油圧シリンダ２２により、機体フレーム１（上部フレーム２）に対してバウル２１が昇降する（図５参照）。
バウル２１の表面には上記マントル９と対向するバウルライナー１０が設けられている。

上部フレーム２とバウル２１との間の油圧シリンダ２２は、上下の油圧室２２ａ、２２ｂを有する複動形で、その両油圧室２２ａ、２２ｂの間にシール用パッキン２３及び上下に同パッキン２４、２５が介在されている。上部油圧室２２ａは上部フレーム２上部に固定のパッキンリテーナ２６によって閉止され、このパッキンリテーナ２６に前記上側パッキン２４が設けられている。両油圧室２２ａ、２２ｂには給油孔、排油孔（図示せず）が設けられており、図示省略の油圧機構（油圧ユニット）により、作動油が給排されて油圧シリンダ２２が作動されてバウル２１が昇降する。

以上の構成は従来と同様であり、この実施形態は、上記バウル２１の上部外周部の周りに、そのバウル２１の傾倒を抑制する支持部材３０を設けている。
その支持部材３０は、バウル２１を上方から包み、バウル２１と同心の円筒状であって、円筒部３１とその円筒部３１の上縁全周から内側に延びるリング状鍔部３２とからなる。鍔部３２はバウル２１の上端にビス止めされ、円筒部３１の下部内面に可動部材３３を摺動パッド３３ｂを介して上下方向移動可能及び回転自在に設けている。この可動部材３３はバウル２１と同心の円環状で縮径方向の弾力を有する材料からなって、その周囲一個所が欠如されて（上下方向全長に亘る切欠き３３ｃが形成されて）径方向が拡縮可能となっている。

その可動部材３３に対向してバウル２１と同心の円環状の固定部材３４が上部フレーム２上部のパッキンリテーナ２６の外側部分で形成されている。この固定部材３４と可動部材３３は上向き外側に傾斜するテーパ面３３ａ、３４ａをそれぞれ有してその両テーパ面３３ａ、３４ａで重なり合っている。 また、固定部材３４の可動部材３３の切欠き３３ｃとの対向面にはビス３４ｂがねじ込まれて、このビス３４ｂが可動部材３３の切欠き３３ｃに楔状に打ち込まれて固定部材３４で可動部材３３を上下に移動可能に安定して支持するようになっている（図３参照）。
このため、可動部材３３が昇降すると、可動部材３３は固定部材３４から離脱することなく上記テーパ面３３ａ、３４ａを介して固定部材３４（パッキンリテーナ２６）及び支持部材３０に半径方向（図１において左右方向）の力が作用する。

可動部材３３の下方の上部フレーム２の外周面にフランジ３５が形成され、そのフランジ３５に前記可動部材３３に臨む油圧シリンダ３６が設けられており、その油圧シリンダ３６のピストンロッド３６ａが伸長すると、可動部材３３の下面に当接して上方に押圧する（図５鎖線参照）。
上記油圧シリンダ３６は、図２に示すように、可動部材３３を全周に亘って均等に押圧するようにフランジ３５の周囲に適宜に設ければよく、好ましくは均等間隔が好ましい。この実施形態においては、周囲３０度間隔で１２個設けている。

下部フレーム３には上下方向の棒状位置センサ４０が支持部材３０の円筒部３１の下端面に向かって設けられており、この位置センサ４０のコロ状接触子４１が円筒部３１の下端面に接して転動する。この転動により、マントル８（マントルコア９）の回転に伴ってバウル２１を介して支持部材３０が回転しても固定の位置センサ４０に支障はない。
位置センサ４０は、図５に示すように、内外の二重筒４２、４３からなって内部にばね４４を有するリニアセンサーであって、内筒４２に対する外筒４３の昇降量（位置）を磁気センサ等の検出器（図示せず）でもって検出して、支持部材３０（バウル２１）の昇降量を検出する。この検出値によって、マントル９とバウルライナー１０との間隙を測定できる（検出できる）。
図中、５０は支持部材３０の鍔部３２に設けた被砕物Ｐの投入筒（ホッパ）であり、前記鍔部３２の内側に位置する。

この発明の特徴は、この実施形態において、図４に示すように、マントルコア８の下端までマントル９を取り付け、その下端部分９ａを他の部分９ｂ（その下端部分９ａより上側部分）に対して没しさせて（斜め下方に傾斜した後マントルコア８の表面に沿うようにマントルコア８に向かって凹まして）その部分（マントルコア８の表面に沿う部分）９ａの肉厚ｔをマントル９の摩耗限界値（鎖線部分）未満に設定した点である。
このように、マントルコア８の下端までマントル９（９ａ）を取り付ければ、マントルコア８の下端部の摩耗をほぼ恒久的に抑制できる。

このとき、マントル９とバウルライナー１０は経年によって摩耗するが、その両者の間隙Ｓ（図１参照）は、マントル９の他の部分９ｂの厚みが摩耗限界値に至る前においては、適切な破砕が行われて所望の大きさの被砕物Ｐ’を得ることができるように設計されている。このため、前記下端部のマントル９ａの厚みｔが摩耗限界値未満に設定されておれば、その下端部のマントル９ａが他の部分９ｂより高くなって（突出して）、設定した出口間隙最小値や出口間隙最大値を変化させることなく、すなわち、所要の破砕作用や排出作用に支障をきたすことはない。その下端部のマントル９ａの厚みｔや摩耗限界値は、実操業や実験などによって適宜に設定する。

この実施形態の旋動式破砕機は以上の構成であり、いま、回転軸４の回転により、主軸７を介してマントルコア８を旋動回転させた状態において、投入筒５０内に岩石などの被砕物Ｐを投入すると、マントル９とバウルライナー１０の間で岩石などの被砕物（原料）Ｐは、噛み込まれ、噛み砕かれて所要の大きさとなって、上記中空保持部６の空間（孔）から下方に落下する。
このとき、その破砕に伴って、マントル９とバウルライナー１０は摩耗し、その摩耗の進行に伴って、又は所望の大きさの破砕物Ｐ’を得るために、油圧シリンダ２２の作動油を、給排してマントル９に対してバウルライナー１０を昇降させて、所望の大きさの破砕物Ｐ’を得る。

また、破砕作用によって、バウル２１（バウルライナー１０）に偏荷重が加わるため、油圧シリンダ３６に作動油を給排して可動部材３３をテーパ面３３ａ、３４ａを介し押圧して、固定部材３４（上部フレーム２）に対し支持部材３０を半径方向に緊張させ、バウル２１の上部を安定させて傾倒を抑制する。
この破砕作用時、マントルコア８（マントル９）の旋動に伴ってバウルライナー１０も回転し、バウル２１、支持部材３０も回転する。一方、油圧シリンダ２２のシリンダをなす上部フレーム２は下部フレーム３に固定されているため、回転しない。このため、パッキンリテーナ２６（固定部材３４）及び可動部材３３も回転せず、それらに対し、支持部材３０が摺動パッド３３ｂを介して回転する。

さらに、マントル９の延長部９ａの厚みｔが摩耗限界値に至る前においては、適切な破砕が行われて所望の大きさの破砕物Ｐ’を得ることができるように設計されているため、下端部のマントル９ａの厚みｔが摩耗限界値未満に設定されておれば、その下端部のマントル９ａが破砕作用や排出作用に支障をきたすことはなく、そのマントル９ａによってマントルコア８の下端部の摩耗が抑制される。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Ｐ 被砕物
Ｐ’ 破砕物
Ｓ マントルとバウルライナーの間隙
ｔ マントル延長部の厚み
１ 機体フレーム
２ 機体フレームの上部フレーム
３ 同下部フレーム
４ 回転軸
７ 主軸
８ マントルコア
９ マントル
９ａ マントル下端部（延長部）
１０ バウルライナー
２１ バウル
２２ 環状油圧シリンダ
２２ａ 環状油圧シリンダの上部油圧室
２２ｂ 同下部油圧室
３３ 可動部材
３４ 固定部材
３３ａ、３４ａ テーパ面
３５ シリンダ支持フランジ
３６ 可動部材用油圧シリンダ

Claims (1)

1. 機体フレーム（１）にバウル（２１）を昇降自在に嵌め、その機体フレーム（１）とバウル（２１）の間にその全周に亘る環状複動形油圧シリンダ（２２）を形成して、その油圧シリンダ（２２）により、前記機体フレーム（１）に対して前記バウル（２１）を昇降し、前記機体フレーム（１）に設けた上下方向の回転軸（４）にマントルコア（８）を偏心して旋動自在に取り付けるとともに、前記バウル（２１）には前記マントルコア（８）のマントル（９）に対向してバウルライナー（１０）を取り付け、前記回転軸（４）の回転により、前記マントルコア（８）を旋動回転させ、前記マントル（９）とバウルライナー（１０）の間に投入された被砕物（Ｐ）をその間で破砕する旋動式破砕機であって、
   上記マントルコア（８）の下端まで上記マントル（９）を取り付け、その下端部分（９ａ）を他の部分（９ｂ）に対し没しさせてその部分（９ａ）の肉厚（ｔ）をマントル（９）の摩耗限界値未満に設定したことを特徴とする旋動式破砕機。

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