JP3910207B1 - 研磨装置及び研磨方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータリーキルンの炉体外周に固着される金属製タイヤや当該タイヤを支持するローラの偏摩耗などを容易かつ安全に補修することのできる簡便な装置を提供する。
【解決手段】所定の高さを有する架台１と、架台１上に固定される固定ベース２０と、固定ベース２０の上面に沿って一方向に移動可能に設けられる第１テーブル２１と、第１テーブル２１の上面に沿って該第１テーブル２１の移動方向と直交する方向に移動可能に設けられる第２テーブル２２と、第２テーブル２２の上面に取り付けられるグラインダ３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、研磨装置に係わり、特にロータリーキルン（ロータリードライヤを含む）の炉体外周に固着される環状の金属製タイヤ、又はそのタイヤを支持するローラの偏摩耗や傷などを容易に補修することのできる簡便な研磨装置とこれを用いた研磨方法に関する。

一般に、ロータリーキルンは、円筒形の炉体の外周に環状の金属製タイヤを直接溶接又は金具を介した溶接などによって所定の間隔に固着すると共に、それら金属製タイヤをローラにより支持して構成されるが、係るタイヤ及びローラは、偏荷重、材質の選定不良、アライメント不良（心ずれ）、焼入れムラなどの原因により、偏摩耗したり表面に傷を生じたりすることがある。

この偏摩耗や傷を放置したままロータリーキルンの運転を続けると、タイヤ及びローラの偏摩耗、傷が急速に進行し、装置寿命が大幅に低下するのみならず、振動や騒音を発生することになる。

そこで、従来はタイヤやローラに偏摩耗や傷が生じた場合、それらを取り外し、これを旋盤その他の工作機械によって補修したり新規なものと交換したりしているが、その間は当然ながら装置の運転を休止せざるを得ず、これによって業務が大幅に遅延してしまうという問題があった。

尚、金属部材の摩耗などを補修する工具として、電動機のロータ軸に円盤状の砥石を取り付けたグラインダが一般に良く知られている（例えば、特許文献１）。

実開平５−５６３５２号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるようなグラインダでは、ロータリーキルンを運転しながら砥石を金属製タイヤやローラの外周面に押し付けて、それを補修することも可能であるが、グラインダを作業者が保持したまま補修作業を行うものでは高精度な補修は到底期待することはできない。

又、ロータリーキルンの炉体は大きなトルクで回転されるので、グラインダを手にしてタイヤやローラの補修を行う方法では、タイヤとローラの間に補修作業者が腕などを巻き込まれる危険性があり、安全上好ましくない。

本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的はロータリーキルンの炉体外周に固着される金属製タイヤや当該タイヤを支持するローラの偏摩耗などを容易かつ安全に補修することのできる簡便な装置及び方法を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、
ロータリーキルンの炉体外周に固着される環状の金属製タイヤ、又はそのタイヤを支持するローラを補修するための研磨装置であって、
前記ローラにより支持された前記金属製タイヤの近傍に配置される架台と、この架台上に固定される固定ベースと、この固定ベースの上面に沿って一方向に移動可能に設けられる第１テーブルと、この第１テーブルの上面に沿って該第１テーブルの移動方向と直交する方向に移動可能に設けられる第２テーブルと、前記第１テーブルを移動させるための第１の送り機構を構成するネジ軸と、前記第２テーブルを移動させるための第２の送り機構を構成するネジ軸と、前記第２テーブルの上面に取り付けられるグラインダとを具備し、
前記第１、第２の送り機構を構成するネジ軸の一端にはそれぞれハンドルが設けられ、
前記グラインダは、モータのロータ軸の一端部に円盤状の粗目砥石を固着すると共に、前記ロータ軸の他端部に前記粗目砥石よりも研磨材の平均粒径が小さい円盤状の仕上用砥石を固着して構成されることを特徴とする。

又、上記のような装置を用い、ロータリーキルンの炉体外周に固着される環状の金属製タイヤ、又はそのタイヤを支持するローラを補修する方法であって、
前記ローラにより支持された前記金属製タイヤの近傍に前記架台を配置し、前記ロータリーキルンを運転したまま、
前記第１テーブルおよび第２テーブルを移動させることにより前記粗目砥石で前記金属製タイヤ又は前記ローラの表面を研磨した後、
前記仕上用砥石を前記金属製タイヤ又は前記ローラの表面に押し付けて該表面を高精度に研磨することを特徴とする。

本発明によれば、架台上に第１テーブルおよび第２テーブルを介してグラインダが設けられると共に、第１テーブルおよび第２テーブルが互いに直交する方向に移動可能とされていることから、それら第１テーブルおよび第２テーブルの移動により、グラインダの位置調整を行いながらロータリーキルンの金属製タイヤやローラの表面を研磨して、それらの偏摩耗や傷を精度よく容易に補修することができる。

特に、本発明の研磨装置によれば、金属製タイヤやローラを取り外さず、ロータリーキルンを運転したままで回転する金属製タイヤやローラの全周を研磨することができ、しかもグラインダが架台などで支持されるのでロータリーキルンを運転したままでも作業者が腕を巻き込まれる危険なくして補修作業を安全に行うことができる。

又、グラインダは、モータのロータ軸の一端部に円盤状の粗目砥石を固着すると共に、ロータ軸の他端部に粗目砥石よりも研磨材の平均粒径が小さい円盤状の仕上用砥石を固着して成ることから、粗目砥石により金属製タイヤやローラの表面を粗く研磨した後、仕上用砥石により金属製タイヤやローラの表面を緻密に仕上げることができる。

以下、図面に基づき本発明を詳しく説明する。図１は本発明に係る研磨装置を部分的に破断して示した側面図である。

図１において、１は所定の高さを有する架台であり、この架台１は等辺山形鋼を接合するなどして構成され、その上部は所定の角度に曲げられた傾斜部１１とされる。そして、傾斜状を成す架台１の上面１２にはＸＹテーブルユニット２が設けられる。

ＸＹテーブルユニット２は、架台１の上面１２に固定される平板状の固定ベース２０と、固定ベース２０に平行して該固定ベース２０上に設けられる第１テーブル２１と、第１テーブル２１に平行して該第１テーブル２１上に設けられる第２テーブル２２とを具備して構成される。

特に、第１テーブル２１は、固定ベース２０の上面に沿って所定の一方向（図１における図面直角方向であり、これをＸ方向とする）に往復移動可能に設けられる。又、第２テーブル２２は、第１テーブル２１の上面に沿って該第１テーブル２１の移動方向と直交する方向（架台１の上面１２の傾斜方向であり、これをＹ方向とする）に往復移動可能に設けられる。

一方、第２テーブル２２の上面にはグラインダ３が取り付けられる。グラインダ３は、モータ３１により円盤状の砥石３２を回転駆動させるもので、第２テーブル２２上には砥石３２の周囲を部分的に覆う安全カバー４が設けられる。

本例において、グラインダ３を構成するモータ３１は、ロータ軸３１Ａの両端が外部に突出される電動機であり、そのロータ軸３１Ａは第１テーブル２１の移動方向（Ｘ方向）に向けられる。そして、係るロータ軸３１Ａの両端部に砥石３２が相対向して固着される構成としてある。尚、砥石３２は粗目砥石３２Ａと仕上用砥石３２Ｂで構成されるが、これについては後述する。

図２はＸＹテーブルユニット２を示した平面図、図３は同ＸＹテーブルユニット２を示した正面図である。図２および図３において、５１は固定ベース２０の上面に２本平行に固設されるリニアガイド、５２は第１テーブル２１の下面に固設したガイド軸受で、そのリニアガイド５１およびガイド軸受５２は摺動自在に係合されて第１テーブル２１をＸ方向に移動可能に支持する第１の移動案内手段を構成する。尚、本例において、リニアガイド５１は角形のレールタイプとされるが、これを丸軸タイプとしてもよい。

又、固定ベース２０には２本のリニアガイド５１，５１の間で軸受ユニット５３が固着され、その軸受ユニット５３により、一端にハンドル５４を備える操作軸５５が回転自在に支持されている。尚、操作軸５５は表面に螺旋状の溝を形成したネジ軸であり、これはリニアガイド５１に平行して設けられる。そして、第１テーブル２１の下面には操作軸５５に螺合するナット５６が固着され、そのナット５６と操作軸５５とにより第１テーブル２１をＸ方向に移動させる第１の送り機構が構成される。

一方、第２テーブル２２の下面には、リニアガイド５１に直交して２本のリニアガイド６１が平行に固設される。更に、第１テーブル２１の上面には、リニアガイド６１と摺動自在に係合するガイド軸受６２が固設される。そして、そのリニアガイド６１およびガイド軸受６２により、第２テーブル２２をＹ方向に移動可能に支持する第２の移動案内手段が構成される。尚、本例において、リニアガイド６１も角形のレールタイプとされるが、これを丸軸タイプとしてもよい。

又、第１テーブル２１の上面には、２本のリニアガイド６１，６１の間で軸受ユニット６３が固着され、その軸受ユニット６３により、一端にハンドル６４を備える操作軸６５が回転自在に支持されている。尚、操作軸６５は、表面に螺旋状の溝を形成したネジ軸であり、これはリニアガイド６１に平行して設けられる。そして、第２テーブル２２の下面には操作軸６５に螺合するナット６６が固着され、そのナット６６と操作軸６５とにより第２テーブル２２をＹ方向に移動させる第２の送り機構が構成される。

次に、図４はグラインダ３を示した平面概略図である。この図で明らかなように、モータ３１のロータ軸３１Ａの一端部には、砥石３２として円盤状の粗目砥石３２Ａが固着される。この粗目砥石３２Ａは研磨材（砥粒）を結合剤で結合するなどして構成されるもので、その中心部には取り付け用の孔が穿設される。又、ロータ軸３１Ａの他端部には、粗目砥石３２Ａとは別の仕上用砥石３２Ｂが固着される。この仕上用砥石３２Ｂも研磨材（砥粒）を結合剤で結合するなどして構成されるが、その研磨材は粗目砥石３２Ａの研磨材よりも平均粒径が小さくされる。

しかして、その粗目砥石３２Ａおよび仕上用砥石３２Ｂはモータ３１の起動により同時に回転され、そのいずれか一方を研磨対象に押し付けることで研磨対象を研磨することができる。尚、図４には安全カバー４（図１参照）を示していないが、図１に示した安全カバー４は粗目砥石３２Ａ側に設けられ、仕上用砥石３２Ｂはモータ３１に固着される図示せぬカバーにより部分的に覆われている。

次に、以上のように構成される研磨装置の使用態様について説明する。図５および図６において、７はロータリーキルンを構成する円筒状の炉体であり、その外周には環状の金属製タイヤ８が固着され、その金属製タイヤ８がローラ９により支持される構成となっている。尚、一般に１００〜４００℃で固体を乾燥させるものをロータリードライヤと呼んでロータリーキルンとは区別するが、本発明でいうロータリーキルンはロータリードライヤを含む。

そして、本発明に係る研磨装置は、専らロータリーキルンの金属製タイヤ８、又はこれを支持するローラ９を補修するのに用いられる。

金属製タイヤ８を補修する場合には、図５のように炉体７の軸線と砥石３２（粗目砥石３２Ａおよび仕上用砥石３２Ｂ）の軸線が平行するようにして本願研磨装置を金属製タイヤ８の近傍に置き、しかしてロータリーキルンを運転したまま、図２などに示したハンドル６４の操作により第２テーブル２２をＹ方向に移動せしめてグラインダの砥石３２を金属製タイヤ８の表面に押し付け、次いで図２などに示したハンドル５４の操作により第１テーブル２１をＸ方向（炉体７の軸方向）に移動させるのであり、これによれば金属製タイヤ８の偏摩耗や傷を容易かつ適正に補修することができる。尚、以上のような補修作業において、最初は粗目砥石３２Ａを金属製タイヤ８に押し付けてその表面を粗く研磨し、その後で仕上用砥石３２Ｂを金属製タイヤ８の表面に押し付けてその表面を高精度に研磨する。

一方、ローラ９を補修する場合には、金属製タイヤ８の補修時よりも架台１を高さの低いものに交換する。そして、図６のようにローラ９の軸線と砥石３２の軸線が平行するようにして本願研磨装置をローラ９の近傍に置き、しかしてロータリーキルンを運転したまま、図２などに示したハンドル６４の操作により第２テーブル２２をＹ方向に移動せしめてグラインダの砥石３２をローラ９の表面に押し付け、次いで図２などに示したハンドル５４の操作により第１テーブル２１をＸ方向（ローラ９の軸方向）に移動させるのであり、これによればローラ９の偏摩耗や傷を容易かつ適正に補修することができる。尚、以上のようなローラ９の補修作業においても、最初は粗目砥石３２Ａをローラ９に押し付けてその表面を粗く研磨し、その後で仕上用砥石３２Ｂをローラ９の表面に押し付けてその表面を高精度に研磨する。

以上、本発明について好適な一例を説明したが、係る研磨装置は上記のような構成に限定されるものでなく、例えばグラインダのモータ３１に油圧モータを利用することもできる。又、上記例では、固定ベース２０の上面にリニアガイド５１を固着してこれに係合するガイド軸受５２を第１テーブル２１の下面に固着する一方、第２テーブル２２の下面にリニアガイド６１を固着してこれに係合するガイド軸受６２を第１テーブル２１の上面に固着したが、固定ベース２０の上面にガイド軸受５２を固着すると共にリニアガイド５１を第１テーブル２１の下面に固着したり、第２テーブル２２の下面にガイド軸受６２を固着すると共にリニアガイド６１を第１テーブル２１の上面に固着したりしてもよい。

本発明に係る研磨装置を示す側面図 同装置を構成するＸＹテーブルユニットの平面概略図 同ＸＹテーブルユニットの正面概略図 グラインダを示す平面概略図 金属製タイヤを補修する状態を示す説明図 ローラを補修する状態を示す説明図

符号の説明

１ 架台
２ ＸＹテーブルユニット
２０ 固定ベース
２１ 第１テーブル
２２ 第２テーブル
３ グラインダ
３１ モータ
３２Ａ 粗目砥石
３２Ｂ 仕上用砥石
５５ 操作軸（ネジ軸）
６５ 操作軸（ネジ軸）
７ 炉体
８ 金属製タイヤ
９ ローラ

Claims (2)

1. ロータリーキルンの炉体外周に固着される環状の金属製タイヤ、又はそのタイヤを支持するローラを補修するための研磨装置であって、
   前記ローラにより支持された前記金属製タイヤの近傍に配置される架台と、この架台上に固定される固定ベースと、この固定ベースの上面に沿って一方向に移動可能に設けられる第１テーブルと、この第１テーブルの上面に沿って該第１テーブルの移動方向と直交する方向に移動可能に設けられる第２テーブルと、前記第１テーブルを移動させるための第１の送り機構を構成するネジ軸と、前記第２テーブルを移動させるための第２の送り機構を構成するネジ軸と、前記第２テーブルの上面に取り付けられるグラインダとを具備し、
   前記第１、第２の送り機構を構成するネジ軸の一端にはそれぞれハンドルが設けられ、
   前記グラインダは、モータのロータ軸の一端部に円盤状の粗目砥石を固着すると共に、前記ロータ軸の他端部に前記粗目砥石よりも研磨材の平均粒径が小さい円盤状の仕上用砥石を固着して構成されることを特徴とする研磨装置。
2. 所定の高さを有する架台と、この架台上に固定される固定ベースと、この固定ベースの上面に沿って一方向に移動可能に設けられる第１テーブルと、この第１テーブルの上面に沿って該第１テーブルの移動方向と直交する方向に移動可能に設けられる第２テーブルと、前記第１テーブルを移動させるための第１の送り機構を構成するハンドル付のネジ軸と、前記第２テーブルを移動させるための第２の送り機構を構成するハンドル付のネジ軸と、
   モータのロータ軸の一端部に円盤状の粗目砥石を固着すると共に前記ロータ軸の他端部に前記粗目砥石よりも研磨材の平均粒径が小さい円盤状の仕上用砥石を固着して成るグラインダとを具備し、そのグラインダを前記第２テーブルの上面に取り付けて構成される研磨装置を用い、
   ロータリーキルンの炉体外周に固着される環状の金属製タイヤ、又はそのタイヤを支持するローラを補修する方法であって、
   前記ローラにより支持された前記金属製タイヤの近傍に前記架台を配置し、前記ロータリーキルンを運転したまま、
   前記第１テーブルおよび第２テーブルを移動させることにより前記粗目砥石で前記金属製タイヤ又は前記ローラの表面を研磨した後、
   前記仕上用砥石を前記金属製タイヤ又は前記ローラの表面に押し付けて該表面を高精度に研磨することを特徴とする研磨方法。

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