JP5996792B2 - 同期不静定梁メッシュ励振の大型振動ふるい装置 - Google Patents

Description

本発明は、同期不静定梁メッシュ励振の大型振動ふるい装置に関する。本発明は、粘湿な石炭や原炭に対する細分化分級（depth grading）、脱水、脱媒体（medium drainage）、脱泥及びその他の原料の分粒に適用される。

振動ふるい機は、選炭工場の主要な設備であり、数多く使用され、仕様が多く、事故も多い。とりわけ、大型の振動分粒ふるい装置は、我が国の新設の大型選炭工場及び既存の工場の技術改良に重要な設備である。振動ふるい装置の信頼性は、選炭工場の通常な生産及び経済利益に直接影響を与えている。これまで、中国は大型振動ふるい構造技術の研究開発において大きな進展がなかった。

国内メーカーにより生産された大型振動ふるいは、信頼性及び寿命に関してまだ石炭工場や選炭工場の実際の需要を満足させることができない。中国の大型ふるい機は基本的輸入に頼っている。中国に輸入又は技術的に導入された大型振動ふるいは、構造形態と設計技術において、いずれも歯車伝動型の強制同期励振器を採用し、その支持梁は単なる単独の支持キャリヤとなり、大きな励振力に耐えることを保証するために、支持梁の構造が大型となり重くなる。振動ふるい機のふるい構造体の横断面の幅が３メートルを超えると、これに応じて、支持梁の構造寸法及び重量が大幅に増加し、ひいては、ふるい構造体の振動質量（vibration mass）も増加する。この結果、支持梁の加工や組立技術を保証しにくい事態が引き起こされる。集中載荷の作用により、この種の構造の振動ふるい機の構造剛性が補強されておらず、振動ふるい機は、使用中に、梁パイプが破裂するや側壁にひび割れが入るという不具合が生じる場合がある。

このため、生産効率だけでなく、ふるい機の使用寿命に大きな影響を及ぼす。この点は、長期にわたって、振動ふるい機のふるい構造体横断面の幅の拡大が制限され、構造仕様が突破できない要因となっている。ふるい構造体を大きくすることができなければ、生産の需要を満足させるために設備の数を増やさなければならない。この結果、設備コストや生産管理コストが嵩むこととなる。

現在、中国の大型振動ふるい機及び超大型振動ふるい機はともに輸入に頼っているため、この数年、主要課題を解決し、信頼性の高い大型の振動ふるい機を研究開発して技術の国産化を図ることは、従来から中国における選炭工程技術レベルの発展及び大規模工業生産化において急務であった。

本発明は、かかる技術的不備を解消し、コンパクトなもので、応力分布が合理であり、高剛性を持ち、信頼性が高く、歯車の衝撃力を減少しうる、使用効果の良い同期不静定梁メッシュ励振の大型振動ふるい装置を提供することを目的とする。

本発明は、ふるいボックスと、ふるいボックスを下方より支持する支持ばねアセンブリ及びばね支持台と、ふるいボックスの一方の側に設けられたモータ取付台及びタイヤカップリングと、モータ取付台に設けられたモータと、静定板及び不静定板が複数の梁メッシュパイプと連結して形成された１つの収納体である、ふるいボックスに設けられた不静定梁メッシュ励振体と、を備える同期不静定梁メッシュ励振の大型振動ふるい装置であって、前記不静定梁メッシュ励振体は、内部に少なくとも１つの同期偏心ブロック励振アセンブリと、２つの自己同期偏心ブロック励振アセンブリとを有し、同期偏心ブロック励振アセンブリは前記不静定梁メッシュ励振体の中央部に設けられ、自己同期偏心ブロック励振アセンブリは不静定梁メッシュ励振体の両側に設けられ、前記同期偏心ブロック励振アセンブリは、不静定ボックスと、前記不静定ボックス内で互いに噛み合う上下２つの同期歯車とを備え、前記２つの同期歯車はそれぞれ、同期伝動軸を介して不静定ボックスの軸受ケーシングに固定され、同期伝動軸に固定された同期偏心ブロックは２つの同期歯車の両側にそれぞれ設けられ、前記自己同期偏心ブロック励振アセンブリは、前記軸受ケーシングを介して前記ふるいボックスの側壁に固定された自己同期伝動軸を備え、ふるいボックスの両側壁に対称に固定された自己同期偏心ブロックが該自己同期伝動軸に設けられ、前記２つの同期歯車の同期伝動軸の両端はそれぞれ、自由継手を介して、前記ふるいボックスの両側壁に固定された自己同期偏心ブロックの自己同期伝動軸に連結され、自己同期偏心ブロック励振アセンブリのモータ側の自己同期伝動軸は、タイヤカップリングを介して、減速機と接続され、減速機が伝動ベルトを介してモータと連結されていることを特徴とする。

前記不静定ボックスは、不静定板に固定された固定板が連結した上下両端部を有するように、帯板状（strip shape）、かつ、上下対称に形成されている。

本発明は、以下の有益な効果がある。本発明の高剛性の不静定梁メッシュ系収納体によって、ふるいボックスの構造剛性が強化され、ふるい構造体全体の信頼性及び使用寿命が大幅に向上される。ツインモータによる反対方向の駆動の同期不静定構造を採用することによって、歯車の咬合による強制的同期における従来の咬合力が変えられる。単独の歯車を駆動する際に耐える大きな咬合衝撃力（一般的に数十万トン以上）が反対方向に駆動される追従の構造力に変えられる。追従に伴う構造力は二台のモータのスリップ（motor slip）によって決められ、二台のモータのスリップがゼロであれば、歯車の咬合力は理論的に生じず、同期効果だけが生じることになる。

しかしながら、製造工程及び原料の影響を受けて、実際には二台のモータ間はスリップが常に存在する。現在のモータ製造誤差に起因するモータのスリップは、通常数回転である。モータのスリップが６ｒｐｍである６ポールモータ（９６０ｒｐｍ）を例とする。理論上、歯車の咬合による追従力は単独の歯車を駆動する際に生じる咬合力の１／１６０である。

この結果、歯車の応力分布状況及び作動中に採用される潤滑条件が完全に変えられる。このような相互的追従に伴う構造力は二つのモータ間のモータスリップによって決定され、自己同期励振アセンブリが複数の要因によって生じた非同期偏差が完全に変えられ、非同期偏差による曲げねじり応力のふるい構造体に対する複合応力破壊、及び振動方向角の逸脱によるスクーリング（screening）、脱水、脱媒体と脱泥の工程の効果に対する悪影響が回避される。歯車の咬合による大きな衝撃力を、同期となる咬合に変換したため、相互的追従に伴う構造力（相互的追従に伴う構造力は、歯車の咬合誤差、モータの回転速度の差及び製造誤差によって決定される）によって、設計及び製造の工程において軸受の耐力の低下及び歯車の金型の点数の削減を図ることができ、運転精度や製造精度が大いに向上し、歯車咬合の衝撃負荷による稼働の騒音が低下する。当該構造体は、振動ふるい装置の運転条件に応じて、流体潤滑、グリース潤滑及び混合潤滑を採用することができる。

本発明は、同期不静定梁メッシュ励振アセンブリ構造を採用しているため、ふるい構造体は、よりコンパクトなものとなり、応力分布がより合理的なものとなる。同期不静定梁メッシュ励振アセンブリ構造は、シングルチャンネル、ダブルチャンネル又は多数のチャンネル構造を持つふるい型に適用される。この構造形態によって、ふるい構造体の曲げねじり耐力性能が向上するとともに、構造の剛性が増加し、振動ふるいの振動重量が軽減される。構造の特殊性によって、歯車咬合の応力条件及び潤滑条件が変えられたため、同期ふるい型の同期性能が向上され、ふるい装置の信頼性が大いに向上されて、設備全体の総合的機械性能が改善された。よって、大型又は超大型の振動ふるい装置の設計条件及び製造条件が変えられ、中国の大型の炭鉱工場及び選炭工場の生産需要を満足させることができる。本発明は、石炭、冶金、化学工業、環境保全等の分野において広く利用されうる。

本発明の構造の正面図である。 本発明の構造の左側面図である。 本発明の不静定梁メッシュ励振構造の大型振動ふるい装置のふるいボックスの構造の説明図である。 本発明の不静定梁メッシュ励振構造の大型振動ふるい装置のふるいボックスの構造の左側面図である。 本発明の不静定梁メッシュ励振装置の構造の正面図である。 本発明の不静定梁メッシュ励振装置の構造の側面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施例について更に詳細に説明する。

図１及び図２に示されるように、本発明の同期不静定梁メッシュ励振の大型振動ふるい装置は、主に、ふるいボックス１と、不静定梁メッシュ励振体２と、減速機３と、伝動ベルト４と、モータ５と、モータ取付台６と、支持ばね組７と、ばね支持台８と、タイヤカップリング９と、吐出口１０と、支持梁１１と、補強梁１２と、リアボード１３と、ふるい板１４と、梁メッシュパイプ１６と、静定板１８と、自己同期偏心ブロック励振アセンブリ１９と、自由継手２０と、同期偏心ブロック励振アセンブリ２２とにより構成されている。

梁メッシュパイプ１６と、静定板１８と、自己同期偏心ブロック励振アセンブリ１９と、自由継手２０と、不静定板２１と、同期偏心ブロック励振アセンブリ２２とにより、1つの同期不静定梁メッシュ励振体を構成する。即ち、３組の、２列に配列された励振装置及び複数の梁メッシュパイプ１６を組み合わせて接続することによって同期不静定梁メッシュ励振体を構成している。

吐出口１０と、リアボード１３と、ふるいボックス１のふるい板１４とが、高強度のヒンジボルト及びスロットナットを介して、各部材をふるいボックス１の側壁と一体に接続されることによって、密封した高剛性の収納体が構成されている。

支持ばねアセンブリ７とばね支持台８とは、ふるいボックス１の下方より支持している。モータ取付台６及びタイヤカップリング９はふるいボックス１の一方の側に設けられている。モータ５はモータ取付台６に設けられている。

ふるいボックス１には、２枚の静定板１８及び1枚の不静定板２１が複数の梁メッシュパイプ１６によって連結されて形成された1つの収納体である、不静定梁メッシュ励振体２が設けられている。

不静定梁メッシュ励振体２内には、図５及び図６に示されるように、少なくとも1つの同期偏心ブロック励振アセンブリ２２と、２つの自己同期偏心ブロック励振アセンブリ１９とが設けられ、同期偏心ブロック励振アセンブリ２２が不静定梁メッシュ励振体２の中央部に配置され、自己同期偏心ブロック励振アセンブリ１９が不静定梁メッシュ励振体２の両側に配置されている。

同期偏心ブロック励振アセンブリ２２は、不静定梁メッシュ励振体２の中央部に設置された不静定ボックス１５を備え、不静定ボックス１５は帯板状を成すとともに、上下対称となっている。不静定ボックス１５における上下両端部に、不静定板２１に固定された固定板が連結されており、不静定板２１が梁メッシュの中央部に固定され、梁メッシュパイプ１６を介して静定板１８に連結されている。これによって、高剛性の収納体が構成される。

不静定ボックス１５内には、互いに噛み合う上下２つの同期歯車１７が設けられており、２つの同期歯車１７はそれぞれ同期伝動軸を介して不静定ボックス１５の軸受ケーシングに固定されている。２つの同期歯車１７の両側にそれぞれ、同期伝動軸に固定された同期偏心ブロックが設けられている。自己同期偏心ブロック励振アセンブリ１９は、軸受ケーシングを介してふるいボックス１の側壁に固定された自己同期伝動軸を備え、該自己同期伝動軸には、ふるいボックス１の側壁に対称となるように固定された自己同期偏心ブロックが設けられている。

２つの同期歯車１７の同期伝動軸の両端は、それぞれ自由継手２０を介して、ふるいボックス１の両側壁に固定された自己同期偏心ブロックの自己同期伝動軸に連結されている。自己同期偏心ブロック励振アセンブリ１９の構造は、同期歯車を備えていない点を除き、同期偏心ブロック励振アセンブリ２２の構造と同じである。自己同期偏心ブロック励振アセンブリ１９の動作状態は、同期偏心ブロック励振アセンブリ２２による強制同期に従動して同期励振を行う状態である。

自己同期偏心ブロック励振アセンブリ１９のモータ５側の自己同期伝動軸には、減速機３がタイヤカップリング９を介して接続されており、減速機３が伝動ベルト４を介してモータ５と連結されている。減速機３が伝動ベルトを介してモータ５によって駆動されることにより、同期偏心ブロック励振アセンブリ２２が同期歯車１７を介して強制同期されて同期効果が実現される。

不静定梁メッシュ励振体２に支持されている同期歯車１７が同期偏心ブロック励振アセンブリ２２と噛み合うことによって、不静定板２１とふるいボックスの側壁に支持されている同期偏心ブロック励振アセンブリ２２を、自由継手２０を介して、直列に連結させて同期励振させることができる。

ふるい板１４の装着には、嵌合式の複合ふるい板や、スリット式のふるい板、パンチング式のふるい板が採用され得、ふるい板の目開きや形態を変えることで、異なる原料に対する分粒や、脱水、脱媒体、脱泥を実現させることができる。

図３及び図４に示されるように、不静定ボックス１５と、梁メッシュパイプ１６と、同期歯車１７と、静定板１８と、２つの自己同期偏心ブロック励振アセンブリ１９と、自由継手２０と、不静定板２１と、１つの同期偏心ブロック励振アセンブリ２２とは、高剛性のふるい構造体を構成している。

ふるいボックス１の両側壁に連結されている２つの自己同期偏心ブロック励振アセンブリ１９は、静定な自己同期構造の偏心ブロック励振装置であり、ふるいボックス１の中央部に連結されている同期偏心ブロック励振アセンブリ２２は歯車の噛み合いより強制同期される不静定構造の偏心励振装置である。同期不静定梁メッシュ励振体は、高剛性の収納体の重要なアセンブリである。ふるい構造体の構造剛性は、各アセンブリの構造上の信頼性と、加工精度と、組立技術とによって保証される。構造体全体の剛性は構造の組み合わせにより決定される。加工の際、梁メッシュ構造体により構成された梁系において、梁メッシュパイプ１６ごとの溶接方法において、溶接加工後に必ず応力除去処理を行うこと必要である。

不静定板及び静定板は、ブランキング（blanking）加工後、各作業面が平滑となるように切削加工されることが必要である。梁メッシュ構造体と、補強梁と、支持梁とは、溶接後の軸方向の寸法が同一の呼び寸法との誤差が許容範囲内に抑えられることが必要である。ふるい構造体の側壁に連結された構造部材には、いずれも高強度のヒンジボルト及びスロットナットが採用される。ふるい構造体の側壁孔のすべてには単独のヒンジ連結が採用される。

１…ふるいボックス、２…不静定梁メッシュ励振構造体、３…減速機、４…伝動ベルト、５…モータ、６…モータ取付台、７…支持ばねアセンブリ、８…ばね支持台、９…タイヤカップリング、１０…吐出口、１１…支持梁、１２…補強梁、１３…リアボード、１４…ふるい板、１５…不静定ボックス、１６…梁メッシュパイプ、１７…同期歯車、１８…静定板、１９…自己同期偏心ブロック励振アセンブリ、２０…自由継手、２１…不静定板、２２…同期偏心ブロック励振アセンブリ。

Claims (2)

1. ふるいボックス（１）と、前記ふるいボックス（１）を下方より支持する支持ばねアセンブリ（７）及びばね支持台（８）と、前記ふるいボックス（１）の一方の側に設けられたモータ取付台（６）及びタイヤカップリング（９）と、モータ取付台（６）に設けられたモータ（５）と、静定板（１８）及び不静定板（２１）が複数の梁メッシュパイプ（１６）と連結して形成された１つの収納体である、前記ふるいボックス（１）に設けられた不静定梁メッシュ励振体(２)と、を備える同期不静定梁メッシュ励振の大型振動ふるい装置において、
   前記不静定梁メッシュ励振体（２）は、内部に少なくとも１つの同期偏心ブロック励振アセンブリ（２２）と、２つの自己同期偏心ブロック励振アセンブリ（１９）とを有し、前記同期偏心ブロック励振アセンブリ（２２）は前記不静定梁メッシュ励振体（２）の中央部に設けられ、前記自己同期偏心ブロック励振アセンブリ（１９）は不静定梁メッシュ励振体（２）の両側に設けられ、
   前記同期偏心ブロック励振アセンブリ（２２）は、不静定ボックス（１５）と、前記不静定ボックス（１５）内で互いに噛み合う上下２つの同期歯車（１７）とを備え、前記２つの同期歯車（１７）はそれぞれ、同期伝動軸を介して不静定ボックス（１５）の軸受ケーシングに固定され、前記同期伝動軸に固定された同期偏心ブロックは前記２つの同期歯車（１７）の両側にそれぞれ設けられ、
   前記自己同期偏心ブロック励振アセンブリ（１９）は、前記軸受ケーシングを介して前記ふるいボックス（１）の側壁に固定された自己同期伝動軸を備え、前記ふるいボックス（１）の両側壁に対称に固定された自己同期偏心ブロックが該自己同期伝動軸に設けられ、前記２つの同期歯車（１７）の同期伝動軸の両端はそれぞれ、自由継手（２０）を介して、前記ふるいボックス（１）の両側壁に固定された前記自己同期偏心ブロックの自己同期伝動軸に連結され、
   前記自己同期偏心ブロック励振アセンブリ（１９）のモータ（５）側の自己同期伝動軸は、前記タイヤカップリング（９）を介して、減速機（３）と接続され、前記減速機（３）が伝動ベルト（４）を介して前記モータ（５）と連結されていることを特徴とする同期不静定梁メッシュ励振の大型振動ふるい装置。
2. 請求項１記載の同期不静定梁メッシュ励振の大型振動ふるい装置であって、
   前記不静定ボックス（１５）は、前記不静定板（２１）に固定された固定板が連結した上下両端部を有するように、帯板状、かつ、上下対称に形成されていることを特徴とする同期不静定梁メッシュ励振の大型振動ふるい装置。

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