JP5488323B2 - Method and apparatus for reducing wear of mill roller bearing - Google Patents
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Description
本発明は、ミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置に関するものである。 The present invention relates to a method and an apparatus for reducing wear of a mill roller bearing.
従来より、微粉炭を燃料とする石炭焚ボイラでは、石炭を粉砕して微粉炭を製造する竪型ミルと称される粉砕装置が用いられている。 Conventionally, in a coal fired boiler using pulverized coal as a fuel, a pulverizer called a vertical mill that pulverizes coal to produce pulverized coal has been used.
竪型ミルは、水平に回転駆動される回転テーブルの回転中心上に石炭を供給し、回転テーブルの外周上面に設けた粉砕溝に、ピボットブラケットに備えたミルローラを押付けるようにした構成を有しており、前記回転テーブルの回転によって回転(供回り)するミルローラと粉砕溝との間で前記石炭を粉砕し、粉砕した微粉炭を一次空気により浮遊させて搬送するようにしている。 The vertical mill has a configuration in which coal is supplied onto the rotation center of a rotary table that is driven to rotate horizontally, and the mill roller provided in the pivot bracket is pressed into the crushing groove provided on the outer peripheral upper surface of the rotary table. In addition, the coal is pulverized between a mill roller that is rotated (rotated) by rotation of the rotary table and a pulverizing groove, and the pulverized pulverized coal is floated and transported by primary air.
前記回転テーブルの回転中心に供給された石炭は、回転テーブルの回転により遠心力を受けて粉砕溝に送り込まれるようになるが、このように送り込まれる石炭を滑らかに噛み込んで効果的な粉砕を行い、且つ振動を低減させる等の目的のために、ミルローラのローラ軸は回転テーブルの中心側が低く、外側が高くなるように傾斜した配置としており、このように傾斜したローラ軸に対して、ミルローラは該ミルローラの内部に備えたミルローラ軸受によって回転自在に支持されている。 Coal supplied to the rotation center of the rotary table receives centrifugal force due to rotation of the rotary table and is fed into the crushing groove. The coal fed in this way is smoothly bitten and effectively crushed. The roller shaft of the mill roller is inclined so that the center side of the rotary table is low and the outside is high for the purpose of performing vibration reduction and the like. Is rotatably supported by a mill roller bearing provided inside the mill roller.
前記ミルローラ軸受は、円筒コロによりローラ軸の軸線と直角方向の荷重を受ける円筒コロ軸受と、ハの字状に互いに逆方向に傾斜した傾斜コロを組み合わせてローラ軸の軸線方向のスラスト荷重を受けるスラストコロ軸受が、軸線方向に間隔を隔てて配置された構成を有している。 The mill roller bearing receives a thrust load in the axial direction of the roller shaft by combining a cylindrical roller bearing that receives a load in a direction perpendicular to the axis of the roller shaft with a cylindrical roller and an inclined roller that is inclined in the opposite direction to the C shape. The thrust roller bearing has a configuration in which the thrust roller bearing is disposed at an interval in the axial direction.
前記ミルローラ軸受は、前記したように回転するミルローラの内部に備えられているために、ミルローラ軸受は外部からは潤滑することができず、このために、前記ミルローラ軸受はミルローラ内部の軸受室に封入した潤滑剤によって潤滑している。 Since the mill roller bearing is provided inside the rotating mill roller as described above, the mill roller bearing cannot be lubricated from the outside. For this reason, the mill roller bearing is enclosed in a bearing chamber inside the mill roller. It is lubricated with the lubricant.
前記竪型ミルの一般的な構成を示す先行技術文献情報としては特許文献1がある。
As prior art document information showing a general configuration of the vertical mill, there is
しかし、前記したように、傾斜したローラ軸にミルローラ軸受を介してミルローラを回転自在に支持し、ミルローラ内部の軸受室に潤滑剤を封入してミルローラ軸受を潤滑するようにした構成においては、前記ローラ軸及びミルローラが傾斜しているために、軸受室に封入される潤滑剤は、ローラ軸の高さが低くなる先端側で貯留量が多くなり、ローラ軸の先端から離反して高さが高くなる基端側では貯留量が少なくなっている。 However, as described above, in the configuration in which the mill roller is rotatably supported on the inclined roller shaft via the mill roller bearing, and the lubricant is sealed in the bearing chamber inside the mill roller, the mill roller bearing is lubricated. Since the roller shaft and the mill roller are inclined, the amount of lubricant contained in the bearing chamber increases on the tip side where the height of the roller shaft becomes low, and the height increases away from the tip of the roller shaft. The amount of storage is decreasing on the higher proximal end side.
従って、ミルローラ軸受が潤滑剤に没入する深さは軸線方向で均一ではなく、ローラ軸の先端側では没入深さが深く、先端から離反した基端側では没入深さが浅くなっている。 Therefore, the depth at which the mill roller bearing is immersed in the lubricant is not uniform in the axial direction, and the immersion depth is deep at the distal end side of the roller shaft, and the immersion depth is shallow at the proximal end side away from the distal end. .
従来の竪型ミルの通常運転時は、回転テーブルの回転数は、環境温度等には関係なく、要求される微粉炭供給量に基づいて調整している。 During normal operation of the conventional vertical mill, the rotational speed of the rotary table is adjusted based on the required pulverized coal supply amount regardless of the environmental temperature or the like.
竪型ミルの定常運転時には、通常、潤滑剤は一次空気の温度である80℃或いはそれ以上の温度を有しているために、潤滑剤はミルローラ軸受に行き渡って十分な潤滑を行うことができるが、しかし、竪型ミルの起動時のように潤滑剤の温度が低いときには、潤滑剤に対する没入深さが浅い基端側のミルローラ軸受に対しては潤滑剤が周り難くなり、これが、潤滑剤が周り難くなる側のミルローラ軸受のコロを摩耗・損傷させ、軸受の寿命を短かくさせる一つの要因と考えられる。 During normal operation of the vertical mill, the lubricant usually has a temperature of 80 ° C. or higher, which is the temperature of the primary air, so that the lubricant can reach the mill roller bearing and perform sufficient lubrication. However, when the temperature of the lubricant is low, such as when starting a vertical mill, it becomes difficult for the lubricant to go around the mill roller bearing on the base end side where the immersion depth is shallow. This is considered to be one factor that wears and damages the roller of the mill roller bearing on the side where the agent is difficult to go around and shortens the life of the bearing.
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、ミルローラ軸受の潤滑を常に安定して行うことによりミルローラ軸受の寿命を延長できるようにしたミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置を提供しようとするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for reducing the wear of a mill roller bearing that can extend the life of the mill roller bearing by always stably lubricating the mill roller bearing. To do.
本発明は、傾斜したローラ軸にミルローラ軸受を介して回転自在に支持したミルローラを回転テーブルの粉砕溝に押し付けて粒状物の粉砕を行う粉砕装置の前記ミルローラ軸受を、ミルローラ内部の軸受室に封入した潤滑剤によって潤滑しているミルローラ軸受の摩耗低減方法であって、前記潤滑剤の温度を潤滑剤温度検出手段により検出し、該潤滑剤温度検出手段による検出温度と、予め求めた潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線に基づき、定常運転時の潤滑剤温度でのミルローラ軸受の軸受回転数に対して、潤滑剤温度が閾値より低いときの軸受回転数を低く設定するよう前記回転テーブルの回転を制御することを特徴とするミルローラ軸受の摩耗低減方法、に係るものである。 In the present invention, the mill roller bearing of the pulverizing apparatus that pulverizes the granular material by pressing the mill roller rotatably supported on the inclined roller shaft via the mill roller bearing into the pulverizing groove of the rotary table is enclosed in a bearing chamber inside the mill roller. A method for reducing wear of a mill roller bearing lubricated by a lubricant, wherein the temperature of the lubricant is detected by a lubricant temperature detecting means, and the temperature detected by the lubricant temperature detecting means and the previously determined lubricant temperature -Based on the bearing rotation speed correlation curve, the rotation of the rotary table is set so that the bearing rotation speed when the lubricant temperature is lower than the threshold is set lower than the bearing rotation speed of the mill roller bearing at the lubricant temperature during steady operation. The present invention relates to a method for reducing wear of a mill roller bearing, characterized in that control is performed.
又、本発明は、傾斜したローラ軸にミルローラ軸受を介して回転自在に支持したミルローラを回転テーブルの粉砕溝に押し付けて粒状物の粉砕を行う粉砕装置の前記ミルローラ軸受を、ミルローラ内部の軸受室に封入した潤滑剤によって潤滑しているミルローラ軸受の摩耗低減装置であって、前記潤滑剤の温度を検出する潤滑剤温度検出手段と、予め求めた潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線が入力されており、前記潤滑剤温度検出手段の検出温度により前記潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線に基づいて、定常運転時の潤滑剤温度でのミルローラ軸受の軸受回転数に対して、潤滑剤温度が閾値より低いときの軸受回転数を低く設定するよう前記回転テーブルの回転を制御する制御器と、を備えたことを特徴とするミルローラ軸受の摩耗低減装置、に係るものである。 Also, the present invention provides the mill roller bearing of the pulverizer for pulverizing the granular material by pressing the mill roller rotatably supported on the inclined roller shaft via the mill roller bearing against the pulverization groove of the rotary table. An apparatus for reducing the wear of a mill roller bearing that is lubricated by a lubricant encapsulated in a lubricant, wherein a lubricant temperature detecting means for detecting the temperature of the lubricant and a lubricant temperature-bearing rotational speed correlation curve obtained in advance are input. Based on the lubricant temperature-bearing rotational speed correlation curve based on the detected temperature of the lubricant temperature detecting means, the lubricant temperature is relative to the bearing rotational speed of the mill roller bearing at the lubricant temperature during steady operation. And a controller for controlling the rotation of the rotary table so as to set the bearing rotational speed when the bearing rotational speed is lower than a threshold value. It relates to.
本発明のミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置によれば、潤滑剤温度検出手段による検出温度と、予め求めた潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線に基づき、定常運転時の潤滑剤温度でのミルローラ軸受の軸受回転数に対して、潤滑剤温度が閾値より低いときの軸受回転数を低く設定するよう回転テーブルの回転を制御するので、特に潤滑剤の温度が低いときに潤滑不良を生じる問題を防止でき、よって、常にミルローラ軸受の潤滑を良好に行わせてミルローラ軸受の寿命を延長できるという優れた効果を奏し得る。 According to the mill roller bearing wear reduction method and apparatus of the present invention, based on the temperature detected by the lubricant temperature detecting means and the previously obtained lubricant temperature-bearing rotational speed correlation curve, the mill roller at the lubricant temperature during steady operation is obtained. Since the rotation of the rotary table is controlled so that the bearing rotation speed when the lubricant temperature is lower than the threshold value is set lower than the bearing rotation speed of the bearing, a problem that causes poor lubrication particularly when the lubricant temperature is low. Therefore, it is possible to achieve an excellent effect that the mill roller bearing can always be well lubricated to extend the life of the mill roller bearing.
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施例であるミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置を適用した粉砕装置の一例である竪型ミルの縦断面図、図2は図1の竪型ミルに備えられるミルローラ軸受の構成を示す断面図である。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a vertical mill as an example of a grinding apparatus to which a method and apparatus for reducing wear of a mill roller bearing according to an embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 is a diagram of a mill roller bearing provided in the vertical mill of FIG. It is sectional drawing which shows a structure.
図1に示す竪型ミル1のケーシング2内下部には、電動機3により減速機4を介して回転駆動される回転テーブル5が配置され、該回転テーブル5上方の周方向所要位置には、図1、図2に示すように、ピボットブラケット6が、ケーシング2に支承された水平軸7を支点として傾動自在に配設され、前記水平軸7と略直交するようにピボットブラケット6に備えたローラ軸9の先端部には、ローラ軸9を中心に回転自在なミルローラ8が取り付けられている。ミルローラ8は周方向に例えば3個配置される。更に、前記ケーシング2には、油等の流体を用いた流体圧シリンダ10が取り付けられており、該流体圧シリンダ10のロッドによりプランジャ11を介して前記ピボットブラケット6の押圧部6aを押すことにより、ミルローラ8を下方に回動させて水平回転している回転テーブル5上面の環状の粉砕溝12に押し付け、ミルローラ8と回転テーブル5の粉砕溝12との間で、回転テーブル5の回転中心上に供給される粒状物である石炭の粉砕を行うようになっている。このとき、石炭を圧下して粉砕するときのミルローラ8のローラ軸9は、先端側の高さが低く、水平軸7に支持された基端側の高さが高くなる所要の傾斜角度αで配置されている。
A rotary table 5 that is rotationally driven by a motor 3 via a speed reducer 4 is disposed in the lower part of the
前記ケーシング2内における回転テーブル5の下側には、一次空気室13が形成されていると共に、回転テーブル5を包囲するようエアポート14が配設されており、一次空気室13には、一次空気供給ダクト15により一次空気16が供給されるようになっている。
A
前記回転テーブル5の回転中心上部には、粒状物である石炭を供給するための石炭シュート17が前記ケーシング2に支持して設けられており、前記石炭シュート17の外周には、微粉炭をボイラのバーナ(図示せず)へ送給するための微粉送給管18が接続されている。そして、前記ミルローラ8により粉砕されてエアポート14から吹き出される空気に乗ってケーシング2内を上昇する微粉炭は、截頭逆円錐状のリジェクトシュート19の傾斜面に備えたスリット20を通り抜け、モータ21により回転する回転式分級機22に導かれて粗粒が分離された後、微粉炭のみが前記微粉送給管18に導かれるようになっている。
A
図2に示すように、前記ミルローラ8をローラ軸9に回転自在に支持するミルローラ軸受23は、円筒コロ24によりローラ軸9の軸線と直角方向の荷重を受ける基端側の円筒コロ軸受23aと、ハの字状に互いに逆方向に傾斜した傾斜コロ25を組み合わせて備えることによりローラ軸9の軸線方向におけるスラスト荷重を受けるスラストコロ軸受23bを、軸線方向に間隔を隔てて配置している。
As shown in FIG. 2, the mill roller bearing 23 that rotatably supports the
更に、前記ミルローラ8には、ローラ軸9の先端部を包囲して軸受室26を形成するカバー部材27が設けてあり、該カバー部材27には、軸受室26に所要量の潤滑剤28(潤滑油)を供給して封入するようにした供給口29を設けている。このとき、前記ローラ軸9及びミルローラ8が傾斜しているために、軸受室26内に封入された潤滑剤28は、ローラ軸9の高さが低くなる先端側(スラストコロ軸受23b側)で貯留量が多くなり、ローラ軸9の先端から離反して高さが高くなる基端側(円筒コロ軸受23a側)では貯留量が少なくなっている。又、図2では、前記ミルローラ8の内周面における円筒コロ軸受23aとスラストコロ軸受23bとの間に、内周側(ローラ軸9側)に突出して、潤滑剤量が少ない円筒コロ軸受23a側の潤滑剤を留めておくようにするための従来から設けられている突状部材30を設けた場合を示している。
Further, the
上記竪型ミル1において、図2に示すミルローラ8の軸受室26における潤滑剤28の温度を検出する潤滑剤温度検出手段31を設け、該潤滑剤温度検出手段31による検出温度を信号線32を介して図1に示す制御器33に入力している。図2の潤滑剤温度検出手段31は、前記軸受室26の潤滑剤28の温度を直接検出する温度センサ31aを設け、該温度センサ31aの検出温度を、前記ローラ軸9の内部を通した信号線32によって前記制御器33に導くようにした場合を示している。尚、前記潤滑剤温度検出手段31は、前記したように温度センサ31aによって潤滑剤28の温度を直接検出する方式の他に、前記ローラ軸9の温度、或いは、ケーシング2内の雰囲気温度を検出し、これらの検出温度から潤滑剤28の温度を経験的に推定して求めるようにしてもよい。
The
前記ミルローラ8のミルローラ軸受23には非常に大きな荷重が作用するため、このような大きな荷重が作用しても潤滑できるように、従来より潤滑剤には鉱物油又は合成油が用いられている。
Since a very large load acts on the
本発明者らは、前記合成油を用いてミルローラ軸受23を潤滑した状態においてミルローラ8による石炭の粉砕を行ったときの、ミルローラ軸受23に潤滑不良を起こさない潤滑剤温度に対する限界軸受回転数を求める試験を実施し、図3に示す潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Aを得た。
The inventors set the limit bearing rotational speed with respect to the lubricant temperature at which the
そして、上記試験によって求めた図3に示す潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Aを前記制御器33に入力している。図3中、Bは閾値である。
The lubricant temperature-bearing rotational speed correlation curve A shown in FIG. 3 obtained by the above test is input to the
図1の竪型ミル1の定常運転時における回転テーブル5の回転数及び石炭投入量は、要求される微粉炭供給量に基づいて独自に制御されているが、前記制御器33は、前記潤滑剤28の検出温度が図3の潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Aの閾値Bより高い場合と低い場合とで軸受回転数を変えるように、電動機3の駆動を切り替えて制御するようにしている。潤滑剤28の検出温度が閾値Bより低い場合には、検出温度に応じて前記回転テーブル5の回転数を低回転に制御して軸受回転数を低回転に制御している。このため、前記電動機3にはインバータモータを用いることができる。
The rotational speed of the
定常運転時における回転テーブル5の回転数での前記ミルローラ軸受23の回転数は、図3に示した試験においては略30rpmであった。そして、図3の潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Aでは、潤滑剤の温度が略50℃以上であれば、ミルローラ軸受23の定常の回転数である30rpmにおいても良好な潤滑を行えることが分かった。このため、図3では潤滑剤温度50℃を閾値Bとしている。ここで、竪型ミル1の定常運転時は、エアポート14から吹き出される高温の一次空気によって石炭を乾燥させることでミル出口の温度が80℃に保持されるように加熱しているので、潤滑剤28は竪型ミル1内の約80℃以上の温度に保持され、ミルローラ軸受23の潤滑は良好に行われる。
The rotational speed of the
一方、潤滑剤28の温度が50℃以下の状態でミルローラ軸受23が定常の回転数で回転した場合には、ミルローラ軸受23の潤滑は不良となる。潤滑剤28の温度が50℃以下の状態でも良好な潤滑を行うためには、潤滑剤温度に応じてミルローラ軸受23の軸受回転数を低下させる必要がある。例えば潤滑剤28の温度が20℃の場合に、潤滑剤を周り易くするためには軸受回転数を略10rpm以下に押える必要があることが分かる。
On the other hand, when the temperature of the
従って、潤滑剤の温度が20℃の時に竪型ミル1を起動する場合には、軸受回転数が略10rpm以下に設定されるように、電動機3の駆動を調節して前記回転テーブル5の回転数(即ち、ミルローラ8の回転数)を制御することが必要となる。
Therefore, when the
次に、上記実施例の作動を説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be described.
図1の竪型ミル1の運転休止時には、一次空気16は供給されておらず、よってミルローラ8内の潤滑剤28の温度は周囲温度(例えば20℃)に近い温度に低下している。
When the
この状態から竪型ミル1を起動する際は、電動機3を駆動して回転テーブル5を回転作動させると共に、石炭シュート17により回転テーブル5上に石炭を供給し、更に、一次空気供給ダクト15により一次空気室13に一次空気16を供給して一次空気16をエアポート14から吹き出すようにするが、このとき、前記潤滑剤温度検出手段31で検出した潤滑剤28の検出温度が制御器33に入力されており、更に、制御器33には図3に示す潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Aが入力されているので、制御器33は、前記潤滑剤28の検出温度が潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Aの閾値Bより高い場合と低い場合とで軸受回転数を変えるように、電動機3の駆動を切り替えて制御し、潤滑剤28の検出温度が閾値Bより低い場合には前記回転テーブル5の回転数を低回転に制御して軸受回転数を低減する。このように潤滑剤温度が閾値Bより低いときにはミルローラ軸受23の軸受回転数を低く抑えるように制御することにより、潤滑剤温度が低い状態にある竪型ミル1の起動時にもミルローラ軸受23の潤滑を良好に行うことができる。このように、潤滑剤温度が低い場合にもミルローラ軸受23の潤滑が安定して行われることにより、ミルローラ軸受23の寿命を延長させることができる。尚、潤滑剤温度が閾値Bを超えて上昇すると、制御器33は定常運転時の制御に自動的に切り替える。
When starting the
尚、本発明のミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、傾斜したローラ軸を有する粉砕装置であれば竪型ミル以外にも適用できること、石炭以外の粒状物の粉砕にも適用できること、ミルローラ軸受が図示例以外の構成のものにも適用できること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The method and apparatus for reducing the wear of a mill roller bearing according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and any mill other than a vertical mill can be used as long as it is a crusher having an inclined roller shaft. Needless to say, the present invention can be applied to the pulverization of the granular material, the mill roller bearing can be applied to a configuration other than the illustrated example, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
1 竪型ミル(粉砕装置)
5 回転テーブル
8 ミルローラ
9 ローラ軸
12 粉砕溝
23 ミルローラ軸受
23a 円筒コロ軸受(ミルローラ軸受)
23b スラストコロ軸受(ミルローラ軸受)
26 軸受室
28 潤滑剤
31 潤滑剤温度検出手段
33 制御器
A 潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線
B 閾値
α 傾斜角度
1 Vertical mill (pulverizer)
5 Rotary Table 8 Mill Roller 9
23b Thrust roller bearing (Mill roller bearing)
26
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