JP7402103B2

JP7402103B2 - 旋動式破砕機

Info

Publication number: JP7402103B2
Application number: JP2020062021A
Authority: JP
Inventors: 智佐々木
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2023-12-20
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: JP2021159822A

Description

この発明は、旋動作用を受けるマントルと、機体フレームに設けたバウルライナーとの間で、被砕物を破砕する旋動式破砕機、特に、前記バウルライナーを取付けたバウルをマントルを取付けた機体フレームに油圧シリンダでもって昇降可能とした旋動式破砕機（コーンクラッシャ）における、その油圧シリンダの傾倒防止に関するものである。

この旋動式破砕機においては、マントル９とバウルライナー１０の間で岩石などの被砕物Ｐを噛み込んでこれを噛み砕くものであり、破砕された原料（被砕物Ｐ）の大きさ（粒度）はマントル９とバウルライナー１０との最小間隙によって決定される。また、当然に、その両者９、１０も摩耗してその間隙が広がり、破砕条件が劣化する。このため、その摩耗の進行と共にマントル９又はバウルライナー１０の位置（間隙）を調整して所望の粒度を得る必要がある（特許文献１参照）。

その調整手段として、機体フレーム１（上部フレーム２）にバウルライナー１０を取付けた筒状バウル（以下、適宜に「筒体」とも言う。）２１を昇降自在に嵌めるとともに、その機体フレーム１とバウル２１の間にその全周に亘る環状の油圧シリンダ２２を形成し、その油圧シリンダ２２の上部油圧室２２ａと下部油圧室２２ｂの作動油の出入りによってバウル２１を上昇又は下降させ、バウルライナー１０の位置を調整している（破砕された被砕物の出口間隔の拡縮を行っている）。

特開２００１－１９０９６８号公報

上述のように、上記旋動式破砕機は、バウル２１で支持されたバウルライナー１０と旋動運動するマントル９との間で出口間隙を円周上に連続して変化させることにより原料の破砕を行う。すなわち、出口間隙最小値のポイントから１８０度反対のポイントは出口最大値となり、前者のポイントにおいて原料の破砕が行われ、後者のポイントにおいては被砕物Ｐが破砕された破砕物Ｐ’の排出が行われることとなる。

このように、マントル９とバウルライナー１０の円周上一点にて破砕が行われるという旋動式破砕機の機構において、バウル２１は円周方向に対しての束縛がなく自由支持となっているため、その破砕荷重の大きさによっては、バウルライナー１０を支持している環状油圧シリンダ２２の筒体（バウル）２１（環状油圧シリンダ２２のピストンに相当）が上部フレーム２（環状油圧シリンダ２２のシリンダに相当）に対して傾倒する状態となる。
このとき、通常、バウル２１外周面（上部フレーム２の内周面に対向する面）並びに上部フレーム２の内周面には硬質クロムめっきが施されており、上記傾倒状態になると、前記硬質クロムめっき面に局所的に荷重が作用し、その作用の後、負荷の位置に損傷が起こる場合がある。また、その損傷位置をバウル２１並びに上部フレーム２に設けているＵパッキン２３、２４、２５等が通過すると、それらのＵパッキン２３、２４、２５が欠損し、油圧の内部リーク及び潤滑油が漏れる事象が生じる。

この発明は、上記旋動式破砕機において、その上部フレーム２に対する筒状バウル２１の傾倒を抑制することを課題とする。

上記課題を達成するため、この発明は、上記バウルの上部外周部を支持してそのバウルの傾斜を抑制する支持部材を設けることとしたのである。
このように、環状油圧シリンダのピストンに相当するバウル（筒体）の上部外周部の周りを支持すれば、そのバウル（ピストン）の昇降は軸心上に一定して傾倒が極力抑制される。

具体的には、機体フレームに筒状バウルを昇降自在に嵌め、その機体フレームとバウルの間にその全周に亘る環状複動形油圧シリンダを形成して、その油圧シリンダにより、機体フレームに対してバウルを昇降し、機体フレームに設けた上下方向の回転軸にマントルコアを偏心して旋動自在に取り付けるとともに、バウルにはマントルコアのマントルに対向してバウルライナーを取り付け、回転軸の回転により、マントルコアを旋動回転させ、マントルとバウルライナーの間に投入された被砕物をその間で破砕する旋動式破砕機において、前記バウルの上部外周部の周りに、そのバウルの傾倒を抑制する支持部材を設けた構成を採用したのである。

上記支持部材は、バウルの傾倒を抑制する構成であればいずれでも良いが、例えば、円筒状であって、その円筒部の内側に、機体フレームの円筒状上部フレームに固定の固定部材と、機体フレームに昇降可能に設けた可動部材とを有し、その固定部材と可動部材は上向き外側に傾斜するテーパ面で重なり合っており、可動部材の下方に設けた油圧シリンダにより可動部材を上方に押圧し、その押圧により、固定部材は上部フレームの半径方向に広がらないため、前記テーパ面を介して可動部材が半径方向に押圧され、前記支持部材とバウルの半径方向の運動を拘束する構成を採用することができる。

この発明は、以上のように、支持部材によってバウルを支持してバウルの傾倒を抑制したので、バウル並びに上部フレームの硬質クロムめっき面等に局所的に荷重が作用することによって損傷することが抑制される。このため、その損傷によって、バウル並びに上部フレームに設けているＵパッキン等が欠損することも抑制され、油圧の内部リーク及び潤滑油が漏れる事象も生じ難い。

この発明に係る旋動式破砕機の一実施形態の概略切断正面図図１の一部省略平面図同実施形態の固定部材と可動部材との重合部を示し、（ａ）は要部拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の一部切断平面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図同実施形態の作用説明用要部拡大図であり、（ａ）はバウルの上昇状態、（ｂ）は同下降状態

この発明に係る旋動式破砕機の一実施形態を図１乃至図４に示し、機体フレーム１は、上部フレーム２と下部フレーム３からなり、下部フレーム３は、その中央に、軸心が上下方向の回転軸４を摺動自在に保持する筒部５と、その筒部５の外周４箇所で保持する中空保持部６を備えている。

上記回転軸４にはその軸方向の傾斜孔１１が形成されており、この傾斜孔１１に主軸７の下半部が回転自在に挿入されている。すなわち、主軸７は回転軸４に偏心して設けられている。その主軸７にマントルコア８が設けられ、そのマントルコア８の表面に破砕用マントル９を設けている。
上記回転軸４は、筒部５の内面下部に配設された軸受１２により支持されており、図示しない駆動機からマシンプーリ１３、かさ歯車１４等を介して回転する。このため、回転軸４が回転すると、主軸７が偏心していることから、マントル９は旋動する。すなわち、主軸７とマントルコア８（マントル９）とによって旋動体が構成される。図中、１５ａは回転軸４の下端に外嵌されたインナーブッシュ、１５ｂは回転軸４に外嵌されたアウターブッシュである。

上記マントルコア８は、その底面にマントルコア球面部が設けられて、機体フレーム１の筒部５の上面に固定されたスラストシートにより前記マントルコア球面部を介して回転自在に支承されている。また、マントルコア８は、その外周縁にスカート部１７が形成されており、そのスカート部１７に環状の防塵リング１８がガイド１８ａを介して設けられている。そして、筒部５の周囲上面に環状防塵筒１９を立設し、その上部のシール用オイルフェンス１９ａと前記防塵筒１９を隙間を持って対向させている。

上部フレーム２の内側に円筒状バウル２１が昇降及び回転可能に設けられており、その上部フレーム２とバウル２１の間にその全周に亘る環状の油圧シリンダ２２が形成されている。このため、この油圧シリンダ２２により、機体フレーム１（上部フレーム２）に対してバウル２１が昇降する（図４（ａ）、（ｂ）参照）。
バウル２１の表面には上記マントル９と対向するバウルライナー１０が設けられている。

上部フレーム２とバウル２１との間の油圧シリンダ２２は、上下の油圧室２２ａ、２２ｂを有する複動形で、その両油圧室２２ａ、２２ｂの間にシール用パッキン２３及び上下に同パッキン２４、２５が介在されている。上部油圧室２２ａは上部フレーム２上部に固定のパッキンリテーナ２６によって閉止され、このパッキンリテーナ２６に前記上側パッキン２４が設けられている。両油圧室２２ａ、２２ｂには給油孔、排油孔（図示せず）が設けられており、図示省略の油圧機構（油圧ユニット）により、作動油が給排され、油圧シリンダ２２が作動されてバウル２１が昇降する。

以上の構成は従来と同様であり、この発明は、上記バウル２１の上部外周部の周りに、そのバウル２１の傾倒を抑制する支持部材３０を設けた点が特徴である。
その支持部材３０は、バウル２１を上方から包み、バウル２１と同心の円筒状であって、円筒部３１とその円筒部３１の上縁全周から内側に延びるリング状鍔部３２とからなる。鍔部３２はバウル２１の上端にビス止めされ、円筒部３１の下部内面に可動部材３３を摺動パット３３ｂを介して上下方向移動可能及び回転自在に設けている。この可動部材３３はバウル２１と同心の円環状で縮径方向の弾力を有する材料からなって、その周囲一個所が欠如されて（上下方向全長に亘る切欠き３３ｃが形成されて）径方向が拡縮可能となっている。

その可動部材３３に対向してバウル２１と同心の円環状の固定部材３４が上部フレーム２上部のパッキンリテーナ２６の外側部分で形成されている。この固定部材３４と可動部材３３は上向き外側に傾斜するテーパ面３３ａ、３４ａをそれぞれ有してその両テーパ面３３ａ、３４ａで重なり合っている。また、固定部材３４の可動部材３３の切欠き３３ｃとの対向面にはビス３４ｂがねじ込まれて、このビス３４ｂが可動部材３３の切欠き３３ｃに楔状に打ち込まれて固定部材３４で可動部材３３を上下に移動可能に安定して支持するようになっている（図３参照）。
このため、可動部材３３が昇降すると、可動部材３３は固定部材３４から離脱することなく上記テーパ面３３ａ、３４ａを介して固定部材３４（パッキンリテーナ２６）及び支持部材３０に半径方向（図１において左右方向）の力が作用する。

可動部材３３の下方の上部フレーム２の外周面にフランジ３５が形成され、そのフランジ３５に前記可動部材３３に臨む油圧シリンダ３６が設けられており、その油圧シリンダ３６のピストンロッド３６ａが伸長すると、可動部材３３の下面に当接して上方に押圧する（図４鎖線参照）。
上記油圧シリンダ３６は、図２に示すように、可動部材３３を全周に亘って均等に押圧するようにフランジ３５の周囲に適宜に設ければよく、好ましくは均等間隔が好ましい。この実施形態においては、周囲３０度間隔で１２個設けている。

下部フレーム３には上下方向の棒状位置センサ４０が支持部材３０の円筒部３１の下端面に向かって設けられており、この位置センサ４０のコロ状接触子４１が円筒部３１の下端面に接して転動する。位置センサ４０は、図４に示すように、内外の二重筒４２、４３からなって内部にばね４４を有するリニアセンサーであって、内筒４２に対する外筒４３の昇降量（位置）を磁気センサ等の検出器でもって検出して、支持部材３０（バウル２１）の昇降量を検出する。この検出値によって、マントル９とバウルライナー１０との間隙を測定できる（検出できる）。
図中、５０は支持部材３０の鍔部３２に設けた被砕物Ｐの投入筒（ホッパ）であり、前記鍔部３２の内側に位置する。

この実施形態の旋動式破砕機は以上の構成であり、いま、回転軸４の回転により、主軸７を介してマントルコア８を旋動回転させた状態において、投入筒５０内に岩石などの被砕物Ｐを投入すると、マントル９とバウルライナー１０の間で岩石などの被砕物（原料）Ｐを噛み込んでこれを噛み砕いて所要の大きさとなって、上記中空保持部６の空間（孔）から下方に落下する。
その破砕に伴って、マントル９とバウルライナー１０は摩耗し、その摩耗の進行に伴って、又は所望の大きさの破砕物Ｐ’を得るために、油圧シリンダ２２の作動油を、給排してマントル９に対してバウルライナー１０を昇降させて、所望の大きさの破砕物Ｐ’を得る。

また、破砕作用によって、バウル２１（バウルライナー１０）に偏荷重が加わるため、油圧シリンダ３６に作動油を給排して可動部材３３をテーパ面３３ａ、３４ａを介し押圧して、固定部材３４（上部フレーム２）に対し支持部材３０を半径方向に緊張させ、バウル２１の上部を安定させて傾倒を抑制する。
この破砕作用時、マントルコア８（マントル９）の旋動に伴ってバウルライナー１０も回転し、バウル２１、支持部材３０も回転する。一方、油圧シリンダ２２のシリンダをなす上部フレーム２は下部フレーム３に固定されているため、回転しない。このため、パッキンリテーナ２６（固定部材３４）及び可動部材３３も回転せず、それらに対し、支持部材３０が摺動パット３３ｂを介して回転する。

なお、上記実施形態においては、テーパ面３３ａ、３４ａを可動部材３３と固定部材３４の両者にそれぞれ設けたが、可動部材３３の上方への押圧によって固定部材３４が半径方向に押圧されれば、可動部材３３と固定部材３４の一方にテーパ面、他方にそのテーパ面に摺動する押圧子を設けた構成を採用し得る。
また、テーパ面３３ａ、３４ａを上下方向に向かって螺旋状に設けるとともに、油圧シリンダ３６のピストンロッド３６ａにローラを設けて、ピストンロッド３６ａと可動部材３３との接点の動きを円滑にする構成とし得る。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Ｐ被砕物
Ｐ’ 破砕物
１機体フレーム
２機体フレームの上部フレーム
３同下部フレーム
４回転軸
７主軸
８マントルコア
９マントル
１０バウルライナー
２１バウル
２２環状油圧シリンダ
２２ａ環状油圧シリンダの上部油圧室
２２ｂ同下部油圧室
３３可動部材
３４固定部材
３３ａ、３４ａテーパ面
３５シリンダ支持フランジ
３６可動部材押圧用油圧シリンダ

Claims

機体フレーム（１）に筒状バウル（２１）を昇降自在に設け、前記機体フレーム（１）とバウル（２１）の間にその全周に亘る環状複動形油圧シリンダ（２２）を形成して、その油圧シリンダ（２２）により、前記機体フレーム（１）に対して前記バウル（２１）を昇降し、前記機体フレーム（１）内に設けた上下方向の回転軸（４）にマントルコア（８）を偏心して旋動自在に取り付けるとともに、前記バウル（２１）には前記マントルコア（８）のマントル（９）に対向してバウルライナ（１０）を取り付け、前記回転軸（４）の回転により、前記マントルコア（８）を旋動回転させ、前記マントル（９）とバウルライナ（１０）の間に投入された被砕物（Ｐ）をその間で破砕する旋動式破砕機であって、
上記バウル（２１）の上部外周部の回りに、そのバウル（２１）の傾倒を抑制する支持部材（３０）を設けたことを特徴とする旋動式破砕機。
上記支持部材（３０）は円筒状であって、その円筒部（３１）の内側に、上記機体フレーム（１）の円筒状上部フレーム（２）に固定の固定部材（３４）と、機体フレーム（１）に昇降可能に設けた可動部材（３３）とを有し、その固定部材（３４）と可動部材（３３）は上向き外側に傾斜するテーパ面（３４ａ、３３ａ）で重なり合っており、前記可動部材（３３）の下方に設けた油圧シリンダ（３６）により可動部材（３３）を上方に押圧し、その押圧により、固定部材（３４）は上部フレーム（２）の半径方向に広がらないため、前記テーパ面（３４ａ、３３ａ）を介して可動部材（３３）が前記半径方向に押圧され、上記支持部材（３０）とバウル（２１）の半径方向の運動を拘束することを特徴とする請求項１に記載の旋動式破砕機。