JP5319144B2 - ベルトコンベアのベルト入替装置およびベルト入替方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、製鉄所の高炉に原料となる鉄鉱石やコークスなどのバラ物を搬送するためのベルトコンベアに係り、特にそのベルトを入れ替えるためのベルト入替装置およびベルト入替方法に関するものである。

一般に、製鉄所の高炉などに設置される原料搬送用のベルトコンベアは、そのベルトの長さが数１００ｍ、重量が数ｔ（トン）にも達することから、既設の古くなったベルト（以下、適宜「古ベルト」と称す）を新しいベルト（以下、適宜「新ベルト」と称す）に入れ替える作業には多くの時間と労力を要しているのが現状である。
従来、このベルトコンベアのベルト入替作業方法としては、例えば図８（１）に示すように、先ずロール状に巻いた入替用の新ベルトＶ−１を吊具Ｓなどを用いてクレーン（図示しない）によって吊り上げてコンベアフレームＣ上に位置させる。その後、そのコンベアフレームＣに無端状に架け渡されている既設の古ベルトＶ−２を所定の位置で切り離し、その古ベルトＶ−２の一端部に新ベルトＶ−１の端部を連結すると共に、その古ベルトＶ−２の他端部に他のクレーン（図示せず）に吊下されたフックＦを引っ掛ける（玉掛け）。

次に、同図（２）に示すようにこのような状態から、そのフックＦをそのまま十数ｍ〜数十ｍ程度垂直上方に引き上げることで古ベルトＶ−２を所定量引き出してからフックＦを降下させて引き出した古ベルトＶ−２を所定の位置で幾重かに折り畳むようにして纏めた後、フックＦを付け替え（玉掛け）てから再びそのままフックＦを垂直上方に引き上げるといった動作（高巻き）を繰り返すことでコンベアフレームＣの本体から古ベルトＶ−２を順にすべて抜き取ると共に、新ベルトＶ−１を繰り出してそのコンベアフレームＣのベルト循環路に沿って引き廻すようにする。

そして、同図（３）に示すように、最後にその古ベルトＶ−２を新ベルトＶ−１の端部から取り外し、その新ベルトＶ−１の両端同士を図示しない連結金具によって無端状に連結することで新旧ベルトの入れ替えを行うようにしている。
ところで、このような従来のベルトの入替作業方法の場合、フックＦをクレーンによって上空高く持ち上げるようにして古ベルトを引き出すようにしていることから、安全性の面から風が強いときには作業ができないといった不都合がある。

また、玉掛け作業や高巻き作業および古ベルトを折り畳んで纏めるなどの作業を行う際には、その都度多くの作業員がその場所への移動や退避を繰り返さなければならないため、多くの労力を有する上に作業時間も長くなるといった問題がある。
そのため、例えば以下の特許文献１では、ロール状に巻かれた交換ベルトと、ベルトコンベアの被交換ベルトを巻き取るベルト巻取機とをそれぞれクレーンで吊り上げてこのベルトンベアの上方または下方に位置させた後、このベルトコンベアの被交換ベルトの一端部と前記ロール状に巻かれた交換ベルトの端部とを連結し、その後、前記ベルト巻取機で前記ベルトコンベアの被交換ベルトを巻き取ることで新旧のベルトを入れ替える方法を提案している。

また、以下の特許文献２では、一方にロール状に巻かれた交換用ベルトベルトコンベア両側に設けた可搬式固定支持架台に載置して交換用ベルトをベルトコンベアに送給し、他方に被交換用ベルトを巻き取る駆動機構を内蔵したベルト巻取機をベルトコンベア直上にレッカーで吊下して被交換用ベルトを巻き取り、前記交換用ベルトの端部を被交換用ベルトの端部に連結して被交換用ベルトの巻き取り速度と交換用ベルトの敷設速度を同期させて交換用ベルトを敷設することで新旧のベルトを入れ替える方法を提案している。
特開平７−１７２５３１号公報 特開２０００−２７２７２８号公報

ところで、前記特許文献１に示すようなベルト入替方法では、交換ベルトとベルト巻取機とをそれぞれ独立して吊り下げるために同時に２台以上のクレーンを要するといった不都合がある。
また、この交換ベルトとベルト巻取機は、それぞれクレーンに直接吊り下げられた状態でベルトの入れ替えが行われるようになっていることから、不安定な状態で作業が実行されると共に、ベルト巻取時や繰出時の反力などを抑えるためにチェーンブロックなどでこれらを固定しなければならないといった煩わしさがある。

一方、前記特許文献２に示すようなベルト入替方法では、これらの不都合に加え、ベルト交換の都度、そのベルトコンベアに交換用ベルトを載置するための可搬式固定支持架台を設置しなければならず、その搬送作業や設置作業だけでも多くの時間と手間を要する。
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その主な目的は、ベルトコンベアのベルトの入替作業を効率的かつ安全に実施することができる新規なベルトコンベアのベルト入替装置およびベルト入替方法を提供するものである。

前記課題を解決するために、本発明の一態様に係るベルト入替装置は、ベルトコンベアのベルトを入れ替えるためのベルト入替装置であって、前記ベルトコンベア上の所定の位置に吊り下げ自在なベースと、該ベース上の一端部に設けられて前記ベルトコンベアに既設のベルトを巻き取るためのベルト巻取機と、前記ベース上の前記ベルト巻取機と対峙するように前記ベース上の他端側に設けられてロール状に巻かれた入替用のベルトを回転自在に載置するためのベルト載台とを備え、前記ベルト巻取機は、前記ベース上に立設された支持架台と、当該支持架台上に着脱自在に軸支された巻取ドラムと、当該巻取ドラムを回転駆動する駆動モータとを備え、前記巻取ドラムは、巻取軸の両端側にそれぞれ鍔部を設けると共に、当該鍔部をほぼ短冊形状に形成したことを特徴とする。

また、前記課題を解決するために、本発明の一態様に係るベルトコンベアのベルト入替方法は、コンベアフレームにベルトを無端状に架け渡したベルトコンベアのベルト入替方法であって、本発明の一態様に係るベルト入替装置のベルト載台に、ロール状に巻かれた入替用のベルトを回転自在に載置した後、当該ベルト入替装置を吊り上げて前記コンベアフレーム上に位置させてから、当該ベルトコンベアに既設のベルトの一部を切り離して当該ベルトの一端部を前記ベルト入替装置のベルト巻取機に巻き付けると共に、当該ベルトの他端部を前記ベルト入替装置のベルト載台に載置された入替用のベルトの端部に連結し、その後、前記ベルト巻取機を駆動させて前記前記コンベアフレームに架け渡された既設のベルトを巻き取ると共に前記ベルト載台に載置された入替用のベルトを繰り出し、前記既設のベルトをすべて巻き取ったならば、その入替用のベルトの端部同士を無端状に連結して前記コンベアフレームに既設のベルトを入替用のベルトに入れ替えることを特徴とする。

本発明の一態様に係るベルト巻取装置によれば、ベルトコンベア上の所定の位置に吊り下げ自在なベース上に、ベルト巻取機と、入替用のベルトを回転自在に載置するためのベルト載台とを備えたことから、このベースを支持するだけで原則として１台のクレーン（起重機）によってベルトの入れ替え作業を安全に行うことができる。
また、ベルトコンベア上の所定の位置に吊り下げ自在なベース上の一端部にベルト巻取機を設け、ベルト載台をベース上のベルト巻取機と対峙するようにベース上の他端側に備えたことから、ベルト巻取機による古ベルトの巻き取り時の反力と入替用の新ベルトの繰出し時の反力がベースを介して相殺されるため、このベルト巻取機をコンベアフレームなどに固定する必要がなく、クレーンなどによってそのまま吊り下げた状態で効率的にベルト入替作業を実施することができる。

これによって、ベルトコンベアのベルトの入替作業を効率的かつ安全に実施することができる。
また、本発明の一態様に係るベルト巻取装置によれば、前記ベルト巻取機は、前記ベース上に立設された支持架台と、当該支持架台上に着脱自在に軸支された巻取ドラムと、当該巻取ドラムを回転駆動する駆動モータとを備えたことから、この駆動モータによって巻取ドラムを回転させることでベルトコンベアに既設の古ベルトを短時間で効率的に巻き取ることができる。

また、本発明の一態様に係るベルト巻取装置によれば、巻取ドラムは、その巻取軸の両端側にそれぞれ鍔部を設けると共に、当該鍔部をほぼ短冊形状に形成されているので、この巻取ドラムによる古ベルトの巻取量を犠牲にすることなく、その全体の高さを低く抑えることができる。
一方、本発明の一態様に係るベルト巻取方法によれば、本発明の一態様に係るベルト入替装置を用いてコンベアフレームに既設のベルトを入替用のベルトに入れ替えるようにしたことから、本発明の一態様に係るベルト入替装置などと同様に、ベルトコンベアのベルトの入替作業を短時間かつ容易に実施することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面を参照しながら詳述する。
図１および図２は、本発明に係るベルト入替装置１００の実施の一形態を示した全体図であり、図１はその側面図、図２はそのＡ−Ａ線断面図である。
図示するようにこのベルト入替装置１００は、Ｈ鋼などの鉄骨を梯子状に組み立てたベース１０に、ベルト巻取機２０と、ベルト載台３０とを一体的に備えると共に、吊具４０と複数の吊りワイヤＷ１〜Ｗ３によって吊り下げ自在に構成されている。

このベルト巻取機２０は、ベース１０の一端部（図１中左側）に固定されており、図３および図４に示すように このベース１０の両側に立設された一対の支持架台１１，１１と、この支持架台１１，１１上に着脱自在に軸支される巻取ドラム１２と、この巻取ドラム１２を回転駆動する駆動モータ１３とから主に構成されている。
先ず、この支持架台１１，１１は、ベース１０に組み付けられた取付台１１ａ上に設けられており、その頂部には、それぞれ前記巻取ドラム１２の両端を支持するための取付軸１１ｂ、１１ｂがそれぞれ設けられている。

この取付軸１１ｂ、１１ｂは、それぞれ支持架台１１，１１の頂部に設けられた一対の軸受１１ｃ、１１ｄによって回転自在に軸支されていると共に、これら各軸受１１ｃ、１１ｄの間には、この取付軸１１ｂ、１１ｂを回転させるための従動用スプロケットホイール１１ｅ、１１ｅが、この取付軸１１ｂ、１１ｂと一体的に設けられている。
また、この取付軸１１ｂ、１１ｂの一端には、後述する巻取ドラム１２の回転軸１２ａの端部をそれぞれ着脱自在に軸支するための支持部１１ｆ、１１ｆが設けられている。

この支持部１１ｆ、１１ｆは、断面矩形状をした巻取ドラム１２の回転軸１２ａの端部を嵌入する嵌合部１１ｇと、この嵌合部１１ｇ上をその軸方向に移動する抑えリング１１ｈとから構成されており、図示矢印に示すように、巻取ドラム１２の回転軸１２ａの端部を嵌合部１１ｇに嵌入した後、この抑えリング１１ｈを巻取ドラム１２側にスライド移動させることで、巻取ドラム１２の回転軸１２ａと取付軸１１ｂ、１１ｂとを同軸上に着脱自在に連結・固定できるようになっている。

また、図１に示すようにこの支持架台１１，１１には、それぞれ吊りピース１１ｊ、１１ｊが設けられており、吊具４０から延びる一方の吊りワイヤＷ２の端部が連結されるようになっている。
次に、この巻取ドラム１２は、その中心に断面矩形状をした回転軸１２ａが設けられていると共に、その周囲には、ベルトコンベアの既設の古ベルトを巻き付けるための円柱状をした芯部１２ｂが挿脱自在に設けられている。

また、この回転軸１２ａの両端部側には、それぞれ短冊形状をした鍔部１２ｃ、１２ｃが設けられており、この回転軸１２ａと共に回転するようになっている。なお、これら各鍔部１２ｃ、１２ｃは、回転軸１２ａに対して固定ボルト１２ｈによってそれぞれ着脱自在になっている。
また、これら各鍔部１２ｃ、１２ｃの中心付近であってそれぞれ互いに対向する面には、突起１２ｄ、１２ｄが設けられており、これら各突起１２ｄ、１２ｄが前記芯部１２ｂの端面側に形成された嵌合穴１２ｆ、１２ｆにそれぞれ嵌合するようになっている。

そして、これら各鍔部１２ｃ、１２ｃの中央部には、吊ピース１２ｇ、１２ｇが設けられており、それぞれ吊りワイヤＷ４、Ｗ４などを連結することで巻取ドラム１２全体を吊り移動自在となっている。
次に、駆動モータ１３は、取付台１１ａ上に固定されたロータとステータからなるモータ本体１３ａと、このモータ本体１３ａの両端から前記支持架台１１，１１側に延びる駆動軸１３ｂとから構成されており、さらに、この駆動軸１３ｂの両端には、それぞれ駆動用スプロケットホイール１３ｃ、１３ｃが設けられている。

そして、この駆動用スプロケットホイール１３ｃ、１３ｃと、前記取付軸１１ｂ、１１ｂ側の従動用スプロケットホイール１１ｅ、１１ｅとがそれぞれ駆動用チェーン１３ｄ、１３ｄによって連結されており、この駆動モータ１３の駆動力がこの駆動用チェーン１３ｄ、１３ｄおよび前記取付軸１１ｂ、１１ｂを介して前記巻取ドラム１２の回転軸１２ａに伝達することによって巻取ドラム１２全体を任意の方向に回転するようになっている。
なお、これら駆動用スプロケットホイール１３ｃ、１３ｃと従動用スプロケットホイール１１ｅ、１１ｅおよび駆動用チェーン１３ｄ、１３ｄは、それぞれチェーンカバー１３ｅ、１３ｅによって覆われている。

また、この駆動モータ１３の近傍には、前記巻取ドラム１２の回転軸１２ａとそれぞれ並行になるように上下一対の案内ローラ１４、１５が設けられており、ベルトコンベア（図示せず）側の既設の古ベルトＶ−２を、図３に示すようにこの巻取ドラム１２側に案内するようになっている。
案内ローラ１４、１５は、図５に示すように両端が前記支持架台１１，１１側に軸支されるローラ軸１４ａに一対の鍔部１４ｂ、１４ｂを備えたものであり、この鍔部１４ｂ、１４ｂ間に既設の古ベルトＶ−２を挟んで巻取ドラム１２側に案内するようになっている。なお、この鍔部１４ｂ、１４ｂはそのローラ軸１４ａに対してその軸方向にスライド自在となっており、案内する既設の古ベルトＶ−２の幅に合わせてその間隔を調整できるようになっている。

一方、図１に示すように、このベルト巻取機２０と対峙するようにそのベースの他端側に設けられたベルト載台３０は、ベース１０の両隅部に立設された一対の支柱３１，３１と、これら支柱３１，３１を支持する支持脚３２，３２とから構成されている。
そして、これら各支柱３１，３１の頂部には軸受３３，３３がそれぞれ設けられており、図示するように入替用の新ベルトＶ−１がロール状に巻き付けられた繰出ドラム３４であって、その中心軸３５の端部をそれぞれ回転自在に軸支するようになっている。

また、図示するように、このベルト載台３０には、吊具４０から延びる他方の吊りワイヤＷ３がチェーンブロック５０を介して連結されるようになっている。
この吊具４０は、図１および図２に示すように、ベース１０の幅方向に延びる吊りロッド４１の両端部にそれぞれ板状の吊りピース４２，４２を固定したものであり、この吊りピース４２，４２を介して吊りワイヤＷ１、Ｗ２、Ｗ３が連結されている。

なお、この吊りワイヤＷ１の上端は、図示しないクレーンのフックなどに係合するようになっている。また、吊りロッド４１の長さは、ベース１０の幅方向の長さとほぼ同じになっており、吊りピース４２，４２から延びる吊りワイヤＷ２、Ｗ３が巻取ドラム１２の鍔部１２ｃ、１２ｃなどと干渉しないようになっている。
また、図３中符号１６は、オペレータがこのベルト入替装置１００を操作するための操作盤、１７は、各種の制御機器が収容された制御盤である。

次に、このような構成をした本発明に係るベルト入替装置１００を用いたベルトコンベアのベルト入替方法について説明する。
先ず、図６（１）〜（３）に示すように、巻取ドラム１２の回転軸１２ａから鍔部１２ｃ、１２ｃの一方を取り外した後、架台Ｋ上に載置してある芯部１２ｂの中心孔にその回転軸１２ａを挿入してから、その一方の鍔部１２ｃをその回転軸１２ａの端部に嵌め込む。その後、その鍔部１２ｃ、１２ｃの突起１２ｄ、１２ｄを芯部１２ｂの端面側に形成された嵌合穴１２ｆ、１２ｆにそれぞれ嵌合した状態でその一方の鍔部１２ｃをその回転軸１２ａに取り付ける。

そして、同図（４）に示すようにしてこの巻取ドラム１２を図示しないクレーン側に連結された吊りワイヤＷ４、Ｗ４によって、その姿勢を保持したまま吊り上げて支持架台１１，１１上に移動してから図４に示すようにその支持架台１１，１１頂部の取付軸１１ｂ、１１ｂに取り付けてベルト巻取機２０を形成する。
次に、このようにしてベルト巻取機２０を形成したならば、図１に示すようにベルト載台３０側に入替用の新ベルトＶ−１がロール状に巻き付けられた繰出ドラム３４を取り付けた後、このベルト入替装置１００全体を図示しないクレーンによって吊り上げてベルト入れ替えの対象となるベルトコンベア上に位置させる。なお、このとき可能であれば、コンベアフレーム上にそのままこのベルト入替装置１００全体を載置しておくことが好ましいが、そのコンベアフレーム自体がその荷重に耐えるような十分な強度がない場合やそのスペースがない場合には、そのままこのベルト入替装置１００全体をクレーンで吊り下げたままの状態でその位置に保持しておく。

次に、図７（１）に示すように、そのコンベアフレームＣに既設の古ベルトＶ−２の一部を切り離してその古ベルトＶ−２の一端部をこのベルト入替装置１００のベルト巻取機２０に巻き付けると共に、その切り離した古ベルトＶ−２の他端部を前記ベルト入替装置のベルト載台３０に載置された入替用の新ベルトＶ−１の端部に連結する。
その後、同図（２）に示すように、このベルト巻取機２０を駆動させてそのコンベアフレームＣに架け渡された既設の古ベルトＶ−２を巻き取ると、前記ベルト載台３０に載置された入替用の新ベルトＶ−１が引き出されてそのコンベアフレームＣのベルト循環路に沿って繰り出されることになる。

そして、このようにして既設の古ベルトＶ−２をすべて巻き取ったならば、その入替用の新ベルトＶ−１の端部同士を図示しない連結金具などによって無端状に連結した後、このベルト入替装置１００をそのままクレーンによってその位置から撤去することで既設の古ベルトＶ−２を入替用の新ベルトＶ−１に入れ替える作業が完了する。なお、このようにして巻き取られた古ベルトＶ−２は、図４に示すように、その巻取ドラム１２と共に支持架台１１，１１から取り外された後、さらに芯部１２ｂと共にその巻取ドラム１２から取り外されてから所定の場所に搬送されて処分されることになる。

このように本発明のベルト入替装置１００は、吊り下げ自在なベース１０上にベルト巻取機２０と入替用のベルトＶ−１を回転自在に載置するためのベルト載台３０とを備えたことから、このベース１０をベルトコンベア上に支持するだけで原則として１台のクレーン（起重機）のみによってベルトの入れ替え作業を安全に実施することができる。
また、このベルトの入れ替え作業においては、ベルト巻取機２０による古ベルトＶ−２の巻き取り時の反力と入替用の新ベルトＶ−１の繰出し時の反力がベース１０を介して相殺されるため、このベルト巻取機２０をコンベアフレームＣや地面側などに固定する必要がなく、クレーンなどによってそのまま吊り下げた状態で実施することが可能となる。

また、このベルト巻取機２０は、ベース１０上に立設された支持架台１１と、この支持架台１１上に着脱自在に軸支された巻取ドラム１２と、この巻取ドラム１２を回転駆動する駆動モータ１３とを備えたことから、この駆動モータ１３によって巻取ドラム１２を回転させることで既設の古ベルトＶ−２を短時間で効率的に巻き取ることができる。
これによって、ベルトコンベアのベルトの入替作業を効率的かつ安全に実施することができる。

また、このベルト巻取機の巻取ドラム１２の鍔部１２ｃは、ほぼ短冊形状に形成されているため、この巻取ドラム１２による古ベルトＶ−２の巻取量を犠牲にすることなく、その全体の高さを低く抑えることができる。
これによって、例えばこのベルト入替装置１００をトラックなどの荷台に載置して他のベルトコンベア（地域）に移動させる場合には、図３などに示すように、その鍔部１２ｃを水平状態にすればこのベルト入替装置１００の高さを低くできるため、巻取ドラム１２を取り付けた状態でも安定して搬送できると共に、高さ制限などによって車両による搬送が規制されるような不都合も回避できる。

本発明に係るベルト入替装置１００の実施の一形態を示す側面図である。 図１中Ａ−Ａ線断面図である。 ベルト入替装置１００のベルト巻取機２０を示す側面図である。 図１中Ａ−Ａ線断面図である。 案内ローラ１４、１５の構成を示す図である。 巻取ドラム１２の組み立て例を示す説明図である。 本発明に係るベルト入替装置１００によるベルト入替工程を示す概念図である。 従来のベルト入替工程の一例を示す概念図である。

符号の説明

１００…ベルト入替装置
１０…ベース
１１…支持架台
１１ａ…取付台
１１ｂ…取付軸
１１ｃ、１１ｄ…軸受
１１ｅ…従動用スプロケットホイール
１１ｆ…支持部
１２…巻取ドラム
１２ａ…巻取軸
１２ｂ…芯部
１２ｃ…鍔部
１３…電動モータ
１３ｃ…駆動用スプロケットホイール
１３ｄ…駆動用チェーン
１４，１５…案内ローラ
２０…ベルト巻取機
３０…ベルト載台
４０…吊具
Ｖ−１…入替用の新ベルト
Ｖ−２…既設の古ベルト
Ｗ…吊りワイヤ

Claims (2)

1. ベルトコンベアのベルトを入れ替えるためのベルト入替装置であって、
   前記ベルトコンベア上の所定の位置に吊り下げ自在なベースと、該ベース上の一端部に設けられて前記ベルトコンベアに既設のベルトを巻き取るためのベルト巻取機と、前記ベース上の前記ベルト巻取機と対峙するように前記ベース上の他端側に設けられてロール状に巻かれた入替用のベルトを回転自在に載置するためのベルト載台とを備え、
   前記ベルト巻取機は、前記ベース上に立設された支持架台と、当該支持架台上に着脱自在に軸支された巻取ドラムと、当該巻取ドラムを回転駆動する駆動モータとを備え、
   前記巻取ドラムは、巻取軸の両端側にそれぞれ鍔部を設けると共に、当該鍔部をほぼ短冊形状に形成したことを特徴とするベルト入替装置。
2. コンベアフレームにベルトを無端状に架け渡したベルトコンベアのベルト入替方法であって、
   請求項１に記載のベルト入替装置のベルト載台に、ロール状に巻かれた入替用のベルトを回転自在に載置した後、当該ベルト入替装置を吊り上げて前記コンベアフレーム上に位置させてから、当該ベルトコンベアに既設のベルトの一部を切り離して当該ベルトの一端部を前記ベルト入替装置のベルト巻取機に巻き付けると共に、当該ベルトの他端部を前記ベルト入替装置のベルト載台に載置された入替用のベルトの端部に連結し、その後、前記ベルト巻取機を駆動させて前記コンベアフレームに架け渡された既設のベルトを巻き取ると共に前記ベルト載台に載置された入替用のベルトを繰り出し、前記既設のベルトをすべて巻き取ったならば、その入替用のベルトの端部同士を無端状に連結して前記コンベアフレームに既設のベルトを入替用のベルトに入れ替えることを特徴とするベルトコンベアのベルト入替方法。

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