JP2544421B2 - 対向方向にかつ相並んで回転する二つのロ―タシステムのための駆動兼支承装置 - Google Patents

対向方向にかつ相並んで回転する二つのロ―タシステムのための駆動兼支承装置

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、対向方向にかつ相並んで回転する、砕解機
または同様なものの二つのロータシステムのための駆動
兼軸受装置に関する。
砕解機は、種々の物質を粉砕するために使用される。
大抵の砕解機は、ハウジングに対向方向に回転する羽
根リングを有するロータシステムを有する。粉砕すべき
材料がロータシステムの内側領域の近くに投入されて、
遠心力により外方に達し、その際材料が粉砕される。引
続き、材料が外側のハウジング領域から搬出される。
原則的には、この種の砕解機はフランス特許明細書67
7966による石炭の粉砕のための装置のように働く。ロー
タシステムは、ハウジングにもハウジングの外方にも支
承されている軸端の互いに相対する端部に固定されてい
る。ロータ羽根の形状は、どんな物質を粉砕しなければ
ならないか、またはどんな回転数で砕解機が設計される
かによって方向づけられる。
これまでの砕解機の作動時には、ほとんど支配できな
い振動を生じ、この振動は砕解機の有効寿命を下げるだ
けではなく、激しい騒音放射の原因ともなる。ロータシ
ステムと回転する全ての部分の良好なバランスにもかか
わらず、振動が粉砕すべき材料により引き起こされ、こ
の材料が多かれ少なかれ羽根に強くこびりつく。この影
響により、なるほど一方では、羽根の磨耗が低下するの
で望ましいが、他方では遅かれ早かれロータのバランス
が悪くなって振動の原因となる。このアンバランスはこ
れまでほとんど補償されなかった。
ロータシステムは、なかんずく砕解機が急速に回転す
るときに、それに加えて羽根車として作用するので、粉
砕された材料で羽根がおうむね不同に覆われることなら
びになお粉砕されなかった材料が添加されたときに羽根
が負荷されることが原因となって、回転するシステムに
加わる何倍もの力、いわゆるダランベルトの力が引き起
こされ、この力がなかんずく軸受に影響を及ぼす。この
軸受が砕解機ハウジングの構成要素である場合に、砕解
機ハウジングが、騒音放射の際に共鳴板のように作用す
る。
本発明は、振動が最小限度に低下しかつ騒音の発生が
ほとんど完全に避けられる、砕解機のロータシステムの
ための駆動兼支承装置を提供することを課題の基礎とし
ている。
この課題を、次のようにすれば簡単な仕方で解決でき
ることが見出された。すなわち、両方のロータシステム
がそのロータ担持体を介して駆動ハブで直接それぞれ一
つのロータ軸受により振動を吸収するように弾性的に支
持された共通のロータ担持兼冷却流体供給管に回転可能
に支承され、かつその駆動ボスの端部で軸受ブロック内
の軸方向に可動なそれぞれ一つの片持軸に回転可能に支
承されているようにすればよい。
これにより、回転するシステムに生ずる振動が、ロー
タ担持兼冷却流体供給管を振動を吸収するように弾性的
に支持することにより補償されるだけではなく、さらに
次のような利点も得られる。すなわち、大きい駆動力、
例えば駆動ベルトの引張力も片持軸により受け取られ、
かつ軸受ブロックを介して土台となる基礎に導き去るこ
とができ、片持軸と軸受ブロックが同時に振動を吸収す
る必要もない。他方では、同時に負荷を駆動ベルトによ
り他方へ導く必要もない構成要素により本発明による振
動吸収が行われる。
ロータ軸受と駆動軸受は、なかんずく毎分ほぼ3000回
転の高い回転数のときになお完璧に働く特殊なロータ軸
受である。
本発明による駆動兼支承装置は、砕解機ハウジングの
構成要素でもなく、これと堅く結合されてもいないの
で、状況によって完全には補償されない回転するシステ
ムの残留振動の共鳴体として作用できない。ロータ担持
兼冷却流体供給管を振動を吸収するように弾性的に支持
することは、好ましい実施例では、所属の片持軸と浮動
的に作用結合している、管端部のそれぞれ一つの特殊な
流体力学的に軸受により行われる。この軸受は、砕解機
の大きさと回転数に応じて、発生する振動の最適な緩衝
を達成するために、比較的わずかな公差で働くこともで
きる。
本発明の詳細は、実施態様項２〜21から知ることがで
きる。利点は、ロータ軸受と駆動軸受が、ロータ担持兼
冷却流体供給管を通って流れる冷却媒体の流れにより冷
却されることである。冷却媒体としては、軽油を使用で
きる。軸受温度を100°〜120°に下げることができる。
冷却に用いられるオイルは例えばハイドロリックオイル
も、付加的に振動の緩衝に役立つ。駆動兼支承装置の内
方の冷却媒体流は、流出口を供給口より若干狭く保って
軽微なオイルミストを実現することにより制御すること
ができる。
本発明による駆動兼支承装置の使用により、砕解機の
有効寿命または寿命を実質的に増加させることができる
だけではなく、騒音の発生をほぼ45デシベルに低下させ
ることができる。この値は、新しい駆動兼支承装置を有
する砕解機が配置されているホールからほぼ10mの距離
で測定された。
駆動兼支承装置の本発明による形成に依る騒音のない
運転により、砕解機に高価な吸音ハウジングを設ける必
要がない。また、砕解機ホールに騒音遮断部材を使用す
ることもいらない。
さらにありうることであるが、ロータシステムの駆動
ボスを電動機に直接結合すれば、補償されない残留振動
がモータ軸受に伝達されるだろう。これは、駆動ベルト
として平らなベルトを使用することにより避けられる。
回転するシステムには、温度センサと振動センサが設
けられ、これらのリード線が担持兼供給管を通って導か
れる。リード線はプロセス制御コンピュータに導かれる
が、これは本発明の対象ではない。
片持軸は、二つの軸受殻からなる軸受に係留される
が、そのうち上方の軸受殻が比較的容易に取り除くこと
ができるので、駆動兼支承装置全体を交換のために取り
除くことができる。
以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。
第１図は、本発明による駆動兼支承装置の縦断面を部
分概略的に示す。
対向してかつ相並んで回転している二つのロータ担持
体２と３が部分的にしか示されていない。これらには、
破線を越えて示されていない、任意の羽根を有するロー
タシステムを固定することができる。ロータ羽根を有す
るこのロータシステムならびにその構成は本発明に属し
ない。
各ロータ担持体２または３は直接ロータ軸受４または
５により、個々に後述するロータ担持兼冷却流体供給管
６に支承されている。各ロータ軸受４または５は、参照
数字が付けられていないリングにより、同様に参照数字
が付けられていないロータ担持体２、３の軸受孔にしっ
かりと保持されている。
ロータ担持体２、３には、駆動ボス９または14が接続
されており、それらの端部10、15が支承ブロック20、22
内の軸方向に可動なそれぞれ一つの片持軸26、28上のそ
れぞれ一つの駆動軸受16または18により支承されてい
る。
図示された実施例では、ロータ担持体２または３およ
びそれらの駆動ボス14または９が一体に例えば鋼鋳物か
ら作られている。ロータ担持体２、３と駆動ボス14また
は９がそれぞれ一つのユニットを形成している。駆動ボ
ス９または14は不同な長さを有する。第１図の右に示し
た駆動ボス９は左側の駆動ボス14より長い。これは、駆
動兼支承装置１の右側に、図示されていない砕解機ハウ
ジングに粉砕すべき材料のための供給ホッパーが配置さ
れているからである。
駆動ボス９または14の各端部10、15はベルトプーリー
35、36としっかりと結合されており、これらのベルトプ
ーリーを介してロータシステムが平ベルトを用いて伝動
機により対向方向に駆動される。図示の実施例では、駆
動ボス９と14の端部10または15が円錐として形成されて
いる。駆動ボス９または14のこの円錐形端部に、対応し
て形成されたベルトプーリー35または36焼嵌めされてい
る。本発明の要点を少しも変えずに、ベルトプーリー35
と36を他の技術と方法でも駆動ボス９または14の端部10
または15と結合することもできる。しかしながら、焼嵌
めにより、ベルトプーリーと駆動ボスの間に非常に良好
な駆動結合を作ることができるだけではなく、それによ
りひんぱんに重負荷されるベルトプーリー35、36から熱
が良好に運び去られ、この熱を運び去ることが、なお、
ベルトプーリー35または36が軽合金鋳物、例えばアルミ
ニュウム鋳物から作られていてかつ通気面41が設けられ
ていることにより促進される。
駆動軸受16または18がほぼベルトプーリー35または36
のほぼ中間に配置されている。駆動軸受16または18のそ
れぞれの外輪17または19が、駆動ボス９と10の円錐形端
部10または15の進入面38または40に当接する。ロータ軸
受４または５と駆動軸受16または18が特別な自動調心こ
ろ軸受として形成され、これらの軸受は例えば毎分3000
回転のロータ回転数のときでもなお確実に働く。
駆動軸受16と18は、長孔27または29が設けられている
片持軸26または28に着座している。片持軸26または28は
軸受ブロック20または22に軸方向に移動可能に支承され
ている。この軸方向移動は、駆動ボス９または14の直径
に応じて、駆動ボス９または14の熱膨張を吸収するため
に必要な公差で許すことができる。
第１図と第２図は、片持軸26、28を係留するための各
軸受ブロック20、22が取外し可能な上方の軸受殻21また
は23を有し、これらの軸受殻はそれ自体周知の仕方で容
易に取り除くことができる。取り除いた後、駆動兼支承
装置１全体を容易にその係留から取り除くことができ、
これは交換やサービスに非常に都合がよい。各片持軸2
6、28は軸受ブロック20、22に対して溝とキー52により
回転しないように確保される。
ロータ担持兼冷却流体供給管６の振動を緩衝する弾性
的な支承が新式な流体力学的軸受７または８を介して行
われるが、これは本発明の対象ではない。これらの流体
力学的軸受７、８は、対向して回転するシステムの実質
的に発生する全ての振動を補償することができる。流体
力学的軸受７と８は片持軸26または28の軸頸30または31
に、およびロータ担持兼冷却流体供給管６の端部の軸収
容孔11と12に着座している。長孔27または29は、軸頸30
と31を通って導かれ、かつロータ担持兼冷却流体供給管
６と整合している。流体力学的軸受７または８によれ
ば、ロータ担持体２、３を軸受流体により浮動状態に支
承することができる。
第１図の断面図から容易に認識できるように、ベルト
プーリー35または36に及ぼされるしばしば強力なベルト
張力が片持軸26または28および軸受ブロック20または22
を介して駆動兼支承装置１の図示されていない土台へ導
き去られ、駆動兼支承装置１の回転するシステムに影響
を及ぼすことがない。回転システムは、そのために適当
な位置にある。すなわち、ロータ担持体２と３の直ぐ近
くに自動調心ころ軸受４と５により、振動を減衰するよ
うに支持されたロータ担持兼冷却流体供給管６に支承さ
れている。それ故、回転するシステムの振動はロータ担
持兼冷却流体供給管６を介して流体力学的軸受７と８で
補償される。このようにして、軸受ブロック20または22
には伝達されず、また駆動兼支承装置１と堅く結合して
いない砕解機ハウジングにはますます伝達されない。
第１図から認められるように、自動調心ころ軸受とし
て形成されたロータ軸受４と５および駆動軸受16と18の
範囲に温度センサ42と振動センサ44が配置されている。
それらのリード線43と45がロータ担持兼冷却流体供給管
６および片持軸26と28の長孔27または29を通って外方に
向かって導かれている。それらのリード線は、本発明の
対象ではないプロセス制御コンピュータ（図示省略）と
接続されている。
第１図の断面にはさらに、自動調心ころ軸受４、５ま
たは16および18が潤滑剤噴霧ノズル46を備え、その潤滑
剤導管47がロータ担持兼冷却流体供給管６および片持軸
26と28を通って導かれている。
対向方向に回転するロータ担持体２と３の間に、かつ
自動調心ころ軸受として形成された駆動軸受16、18の外
側の前に、ラビリンスシール48が配置されており、この
ラビリンスシールは、一方では粉砕すべき材料が駆動ボ
ス９および14とロータ担持兼冷却流体供給管６との間の
領域に侵入しないように阻止し、かつ他方では駆動軸受
を保護する。このようにして、全ての自動調心ころ軸受
４または５または16と18が有害な作用に対して安全であ
る。ラビリンスシール48は、シールガス導管50を介して
供給されるシールガスノズル49と作用結合している。こ
のシールガス導管をロータ担持兼冷却流体供給管６の外
方にまたは内方にも導き、かつ第１図と第２図から認め
られるように、片持軸26または28を通って外方へ導くこ
とができる。駆動ボス９または14とロータ担持兼冷却流
体供給管６の間の空間の内方のシールガスの小さい正圧
により、潤滑剤噴霧ノズル46のオイルの霧も運び去ら
れ、このオイルの霧はこのようにして駆動兼支承装置１
の冷却にも一緒に用いられる。
第１図の右側に冷却流体の供給接続片51が配置されて
いる。冷却流体が孔27または29を通ってロータ担持兼冷
却流体供給管６の内部へ導入され、供給接続片51を介し
て駆動兼支承装置１が、オイルクーラ（図示省略）を有
する閉鎖された冷却回路に接続されている。この冷却回
路は明瞭にするために第１図には示されていない。冷却
流体としては、そのために特に適当なオイルを用いるこ
とができる。
第２図は、溝とキー52を用いて、片持軸26または28が
軸受ブロック20と22に軸方向に可動であるが、回転でき
ないように配置されている。両方の軸受ブロック20、22
がそれぞれ一つの取外し可能な軸受殻21、23を有し、こ
れらを取り外した後、駆動兼支承装置１全体を、交換の
ために軸受ブロック20と22から取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の装置の縦断面図、第２図は第１図の線
II-IIに沿った横断面図である。 4,5……ロータ軸受 ６……ロータ担持兼冷却流体供給管 9,14……駆動ボス 10,15……駆動ボスの端部 20,22……軸受ブロック 2,3……ロータ担持体 26,28……片持軸

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】対向方向にかつ相並んで回転する、砕解機
    または同様なものの二つのロータシステムのための駆動
    兼支承装置において、 両方のロータシステムがそのロータ担持体（2,3）を介
    して駆動ボス（9,14）で直接それぞれ一つのロータ軸受
    （4,5）により、振動を吸収するように弾性的に支持さ
    れた共通のロータ担持兼冷却流体供給管（６）に回転可
    能に支承されかつその駆動ボス（9,14）の端部（10,1
    5）で軸受ブロック（29,22）内の軸方向に可動なそれぞ
    れ一つの片持軸（26,28）に回転可能に支承されている
    ことを特徴とする駆動兼支承装置。
  2. 【請求項２】ロータ軸受と駆動軸受（4,5;16,18）が自
    動調心ころ軸受である特許請求の範囲第１項に記載の駆
    動兼支承装置。
  3. 【請求項３】各駆動ボス（9,14）の端部（10,15）がベ
    ルトプーリー（35,36）と固定結合されている特許請求
    の範囲第１項または第２項に記載の駆動兼支承装置。
  4. 【請求項４】各駆動ボス（9,14）の端部（10,15）が円
    錐（37,39）として形成され、この円錐には対応して形
    成されたベルトプーリー（35,36）が焼嵌めされている
    特許請求の範囲第３項に記載の駆動兼支承装置。
  5. 【請求項５】各駆動軸受（16,18）がほぼベルトプーリ
    ー（35,38）の中央に着座している特許請求の範囲第２
    項から第４項までのうちのいずれか一つに記載の駆動兼
    支承装置。
  6. 【請求項６】各駆動軸受（16,18）の外輪（17,19）が駆
    動ボス（9,14）の環状端面（38,40）に当接している特
    許請求の範囲第５項に記載の駆動兼支承装置。
  7. 【請求項７】各ベルトプーリー（35,36）が軽金属鋳物
    からなる特許請求の範囲第３項から第５項までのうちの
    いずれか一つに記載の駆動兼支承装置。
  8. 【請求項８】各ベルトプーリー（35,36）に通気面（4
    1）が設けられている特許請求の範囲第７項に記載の駆
    動兼支承装置。
  9. 【請求項９】各片持軸（26,28）が、ロータ担持兼冷却
    流体供給管（６）と整合している長孔（27,29）を有
    し、振動を吸収するように弾性的にロータ担持兼冷却流
    体供給管を支持するために、その端部がそれぞれ一つの
    流体力学的な軸受（7,8）により所属の片持軸（26,28）
    と浮動状態に作用結合している特許請求の範囲第１項に
    記載の駆動兼支承装置。
  10. 【請求項１０】各流体力学的な軸受（7,8）が片持軸（2
    6,28）の軸頸（30,31）の上におよびロータ担持兼冷却
    流体供給管（６）の軸受収容孔（11,12）に着座してい
    る特許請求の範囲第９項に記載の駆動兼支承装置。
  11. 【請求項１１】ロータ担持体（2,3）と駆動ボス（9,1
    4）がそれぞれ一つのユニットを形成している特許請求
    の範囲第１項から第10項までのうちのいずれか一つに記
    載の駆動兼支承装置。
  12. 【請求項１２】駆動ボス（9,14）の長さが不同である特
    許請求の範囲第１項から第11項までのうちのいずれか一
    つに記載の駆動兼支承装置。
  13. 【請求項１３】ロータ軸受または駆動軸受（4,5;16,1
    8）の領域にプロセス制御のために温度センサ（42）が
    設けられている特許請求の範囲第１項から第12項までの
    うちのいずれか一つに記載の駆動兼支承装置。
  14. 【請求項１４】ロータ軸受または駆動軸受（4,5;16,1
    8）の領域に振動センサ（44）が設けられている特許請
    求の範囲第13項に記載の駆動兼支承装置。
  15. 【請求項１５】ロータ軸受と駆動軸受（4,5;16,18）の
    他に潤滑剤噴霧ノズル（46）が設けられている特許請求
    の範囲第１項から第14項までのうちのいずれか一つに記
    載の駆動兼支承装置。
  16. 【請求項１６】反対方向に回転するロータ担持体（2,
    3）の内側領域の間にラビリンスシール（43）が設けら
    れている特許請求の範囲第１項から第15項までのうちの
    いずれか一つに記載の駆動兼支承装置。
  17. 【請求項１７】自動調心ころ軸受として形成された駆動
    軸受（16,18）の外側にラビリンスシール（48）が配置
    されている特許請求の範囲第１項から第16項までのうち
    のいずれか一つに記載の駆動兼支承装置。
  18. 【請求項１８】各ラビリンスシール（48）には、シール
    導管（50）に接続された少なくとも一つのシールノズル
    （49）が設けられている特許請求の範囲第16項または第
    17項に記載の駆動兼支承装置。
  19. 【請求項１９】温度センサ（42）と振動センサ（44）の
    ためのリード線（45,43）ならびに潤滑剤噴霧ノズル（4
    6）のための潤滑剤導管（47）およびラビリンスシール
    （48）のためのシール導管（50）が少なくとも一つの片
    持軸（26,28）とロータ担持兼冷却流体供給管（６）を
    通って導かれている特許請求の範囲第13項から第18項ま
    でのうちのいずれか一つに記載の駆動兼支承装置。
  20. 【請求項２０】各軸受ブロック（20,22）が片持軸（26,
    28）を係留するために取り外し可能な軸受殻（21,23）
    を有し、各片持軸（26,28）が軸受ブロック（20,22）に
    対して溝とキー（52）により回転しないように確保され
    ている特許請求の範囲第１項から第20項までのうちのい
    ずれか一つに記載の駆動兼支承装置。
JP62325612A 1986-12-24 1987-12-24 対向方向にかつ相並んで回転する二つのロ―タシステムのための駆動兼支承装置 Expired - Lifetime JP2544421B2 (ja)

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