JPS6028514Y2 - 破砕機の過負荷防止装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はコーンクラッシャ、ジャイレートリクラツシャ
、ショークラッシャ、インパクトクラッシャ等の破砕機
における過負荷を防止する為の装置に係り、特に正常負
荷状態に於る運転時間と過負荷状態に於る運転時間との
比を算出することにより、破砕機の負荷状態を判断して
、許容し得ないような過負荷状態が生じた場合に、投入
原石量を減少させたり、警報を発する等の処置により破
砕機の過負荷を防止し、その耐久性の向上を図らんとす
る装置に関する。

砕石プラントに於るコーンクラッシャ等の破砕機は、そ
の破砕能力、原石の種類、供給量等の種々の仕様に基づ
いて設計製作されるものであるが、偶発的に破砕物中に
予期せぬ硬度を有する岩石や鉄片等が混入して過負荷と
なる場合があり、かかる過負荷に対する安全策として一
般の破砕機では、破砕機駆動用のモータ駆動回路に於る
サーマルリレーをトリップさせることによって破砕機を
停止させたり、又自動制御装置付きのコーンクラッシャ
等に於ては、過負荷の度合に応じて主軸を下降させ、破
砕室の出口隙間を広げることにより異物を早期に排出す
る様になしているが、上述の様な破砕機を停止させる方
法では、破砕室に詰まった岩石を取り出して元の状態に
復帰させる作業に手間を要し、砕石プラントの様に一貫
生産工程に於る破砕機の停止は、全体の生産量に大きく
影響を及ぼし不経済である。

又前記の自動制御付き破砕機の例として知られているも
のに、モータ電流検出回路の検出電流を整流回路に直流
化し第−演算増幅回路並びに第２演算増幅回路にて上限
設定回路並びに下限設定回路の基準値と比較演算して、
各増幅回路にて増幅して出力回路並びにそのバンチング
防止の保持用出力回路に結び、上記出力回路より油圧ユ
ニット電磁制御盤を介して電磁弁を開閉して主軸の支承
シリンダの圧力を下降維持すると共に、上記制御盤に内
装した調節器に結ぶ隙間検出用トランスの信号にて作動
する油圧ポンプにて圧力上昇して破砕隙間を自動的に反
覆制御することを特徴とする破砕機の自動運転装置（実
公昭５４−４６７汚公報参照）があるが、この場合モー
タ電流が設定された上限値または下限値を越えた瞬間に
、制御装置が働き、僅かの量の高硬度原料の混入によっ
ても、制御系がバンチングを起し、反って破砕機の過負
荷が増大し、マントル等の破砕板の損傷が増大したり、
モータ等の機器の焼損を生じる等の問題点がある。

一方破砕機の消費電力分布は機械の負荷状態にほぼ比例
して変動することが知られており、この様な消費電力公
布を知ることはモータの適正なサーマルトリップレベル
の設定に役立つばかりでなく、破砕機の負荷状態を事前
に察知して出口隙間の変更や原石の投入状態の変更等を
通常の運転状態において調整することができ、更に機械
の寿命の予測等の迅速な対応が可能となるものである。

従って本考案の目的は、破砕機の過負荷状態を運転中に
おいて正確に判断し機械寿命に悪影響を与えるような破
砕機の過負荷状態を適確に察知して破砕機の耐久性を向
上させることにあり、その主たる構成が破砕機駆動用モ
ータの電力を検出する電力検出手段と、該電力検出手段
からの電力信号が上限設定値及び下限設定値を超過した
時、各設定超過情報を発生させる上下限検出手段と、上
記設定値超過情報に基づいて一定時間毎の上限設定値超
過度数と下限設定値超過度数との比を算出する演算手段
とを有し、上記超過度数の比の値に応じてに応じて過負
荷防止機器を駆動するごとくなした点にある破砕機の過
負荷防止装置を提供するものである。

続いて本考案を具体化した実施例につき図面を参照して
説明する。

ここに第１図は本考案の第１の実施例である過負荷防止
装置の概略構成を示すブロック図、第２図は同過負荷防
止装置の作用を示すタイムチャート、第３図はマイクロ
コンピュータを用いて過負荷防止制御を行う場合の第２
実施例を示すブロック図、第４図はその操作手順を示す
フローチャートである。

第１の実施例を示す第１図に於て、Ｍは破砕機駆動用の
モータで、その電源ライン１に挿入された電力検出手段
Ｋを構成する電流計２及び電圧計３からの信号に基づき
トランスジューサ４がモータＭの消費電力を算出する。

上下限検出手段の一種であるメータリレー５は上記トラ
ンスジューサからの電力信号に応じて演算手段Ｊを構成
する上限用カウンターＣ１及び下限用カウンターＣ２に
設定値超過情報を送出する為の上下限検出手段であり、
入力された電力がある一定の設定された上限値を超えて
いる時に、出力端子６ａをハイレベルとなし、更に電力
が設定された下限値を超えた場合に出力端子６ｂをハイ
レベルとなすものである。

タイマーＴＲ２は短周期Ｔ２のパルス信号をメータリレ
ー５に送出するもので、メータリレー５は、該タイマー
ＴＲ２からのパルス信号とトランジューサ４からの電力
信号の両方が入力された時にのみ、カウンターＣ□及び
／若しくはＣ２にハイレベルの信号を送出するゲート機
能を有している。

従って下限カウンターＣ２及び上限カウンターＣ１は、
入力したパルス信号のパルス数を積算し、タイマーＴＲ
□からの長周期のパルス信号に応じて演算器７にカウン
ト数に応じたデジタル量を送出する。

長周期のタイマーＴＲ□は、上限カウンターＣ□、下限
カウンターＣ２及び演算器７に接続されており、上下限
カウンターＣ１及びＣ２はタイマーＴＲ１よりのパルス
信号を入力すると前記のようにカウント量を演算器７に
出力すると共に自己のカント量をクリヤーし、０カウン
トから演算を再開する。

又演算器７は上限カウンターＣ□から送出される上記積
算されたパルス数（上限設定値超過度数）と、下限カウ
ンターＣ２から送出される上記積算されたパルス数（下
限設定値超過度数）との比を算出し、この度数比率が一
定の設定値を超えた場合に、警報ブザー等の過負荷防止
機械を駆動する。

短周期タイマーＣ２及び長周期タイマーＣ□の設定周期
Ｔ２及びＴ１は、破砕原料等の種類に応じて任意に設定
しうるものとする。

又、メータリレー５を出力状態とするか否かの上限値及
び下限値も、メータリレー５の調節つまみによつ任意に
設定し得るようになす。

たとえばメータリレー５の下限値は無負荷電力よりも若
干大きい値に設定し、上限値はモータの定格電力に設定
しておくことができる。

この上限値はモータ定格出力以外に種々変化させること
ができ、上限値を変化させることにより、その上限値を
超えた電力の発生比率が実時間で測定され、駆動モータ
の電力分布を求めることが可能となる。

演算器７からの出力によって駆動しうる外部装置は、前
記した警報装置に拘わらず、上記の駆動モータの電力分
布を求めるモニター装置や、破砕機への原料供給量を変
化させるコンベア駆動用モータ、更には、破砕室の出口
隙間を変化させる油圧シリンダ制御用の油圧バルブ等で
あってもよい。

続いて第２図に示したタイムチャートを用いて上記実施
例を更に詳しく説明する。

スタートボタン８を押してモータＭを始動させると共に
、タイマーＴＲ，及びＴＲ２を始動させる初期の状態に
於て、原料が供給されていない場合には、電力は無負荷
電力となり、設定された下限値Ｗ２よりも低いが、やが
て原料が供給されて正常な破砕が行われ始めると、消費
電力が下限値Ｗ２を超えて変動し始める。

スタートボタン８を押すと同時にタイマーＴＲ２から短
周期のパルスが第２図Ｃに示すように、メータリレー５
に入力される。

メータリレー５は電力量が下限値Ｗ２を超え、且つタイ
マーＴＲ２からのパルス信号が入力された時にのみ出力
端子６ｂからパルス信号を下限カウンターＣ２に送出す
る（第２図Ｄ）。

又第２図Ｅに示すように電力が上限値Ｗ□を超え、且つ
タイマーＴＲ２からの短周期パルスが入力された時にの
み出力端子６ａから上限カウンターＣ□にパルス信号を
送出する。

こうして下限カウンターＣ２に電力が下限値を超えた度
数、即ち下限値を超えている時間に相当する度数が積算
され、上限カウンターＣ１には電力が上限値を超えてい
る間の時間に相当する度数が積算される。

そしてそれらの度数はタイマーＴＲ１によって一定の長
周期ごとに新しく積算しなおされ、この一定の長周期Ｔ
１間の上下カウンターの度数の比率が演算器７で算出さ
れる。

従ってここで演算された度数比率は、一定周期Ｔ□毎の
過負荷を発生している時間の比率を表わし、この値が大
きい場合には過負荷状態の持続によって機械の損傷の可
能性が大きいことが理解されるのである。

従って度数比率に応じて過負荷防止機器を駆動する時の
判別値（設定値）を変化させれば、破砕機の使用状態の
過酷さを変化させることができるのである。

上限値としてモータの定格電力値を採用することは、一
般にモータの定格値に相当する破砕荷重を基に疲労設計
が行なわれていることと対応し妥当である。

一般に破砕機の消費電力は破砕室内の岩石の状態によっ
て瞬時的にモータの定格を超える程度に大きく変動して
いるものであるが、上記実施例のように度数比率によっ
てその程度を知る場合には、このような瞬時的な消費電
力の変動に惑わされることなく、実際に破砕機に損傷を
与えるような長期の過負荷状態を判別し得るので極めて
実用的である。

尚上記実施例においては上下限値を超過している時間を
サンプリングの度数で求めたが、これは実際の時間を計
測してもよい。

続いてマイクロコンピュータを使用して過負荷の判断を
行う第２の実施例について説明する。

第３図に示すように、電圧■及び電流ＡはＡ／Ｄ変換器
を介してインターフェース回路１からＣＰＵに取り入れ
られる。

上限値の設定、下限値の設定、長短のサンプリング周澱
「１及びＴ２の設定及び設定値の設定等はキーボードか
らインターフェース回路Ｉを経てＣＰＵに取り入れられ
る。

ＣＰＵは処理プログラムを内蔵するＲＯＭ及びサンプリ
ング周期Ｔ□、Ｔ２、上下限値の値、上下限カンタ−の
値及び演算結果である度数比率の値等を記憶するＲＡＭ
に接続されている共に、インターフェース回路■を介し
て警報ブザーや分布モニター、投入量制御装置、油圧バ
ルブ、外部メモリー等の外部装置に接続されている。

尚この実施例で用いる長周期及び短周期及のサンプリン
グ周期用タイマーｔ１及びｔ２は前記実施例のような一
定周期でパルスを発生するようなものではなく、内部ク
ロックを参照して一定周期で積算を行うものである。

即ちこの実施例の場合、第４図に示すように、まず長周
期タイマーちの値が長周期の設定時間Ｔ１を超えたかど
うかの判定を行う（ステップａ）。

長周期タイマーちがＴ０未満の場合は、ステップｂに於
て短周期タイマー類が設定値Ｔ２を超えたかどうかの判
定を行う。

Ｔ２を超えていない場合にはループｒを繰り返し、Ｔ２
を超えた時点に於てステップＣに至り、短周期タイマー
の値ｔ２をＯに設定した後、ステップｄに於て短周期タ
イマーちを始動させる。

続いてステップｅ及びｆに於てその時点に於る駆動モー
タの電圧■及び電流Ａを入力し、消費電力値Ｗを演算す
る（ステップｇ）。

続いてステップｈに於て、この消費電力値Ｗを設定され
た下限値（Ｗｍｉｎ）と比較し、下限値よりも小さい場
合はステップａに戻る。

下限値よりも大きい場合にはステップｉに於て上限値（
Ｗｍａｘ）との大小関係を比較し、上限値よりも小さい
場合にはステップｑに進んで下限カウンターの値に１を
加算し、上限値よりも大きい場合にはステップｊに於て
上限カウンターの値に１をプラスすると共にステップｑ
に進んで下限カウンターの値にも１を加算した後、ステ
ップａに戻る。

又、ステップａに於て長周期タイマーちの値が設定周期
Ｔ□を超てた場合には、ステップｋに進んで長周期タイ
マーちの値を０とすると共に、ステップｌに於て、当該
タイマーｔ□を再度始動させた後、ステップｍに於て上
限カウンターの値と下限カウンターの値の比（度数比率
）を算出する。

こうして得られた度数比率と設定値との大小関係をステ
ップｎに於て比較し、演算結果が設定値を超えている場
合にはステップＯに於て警報ブザーを作動させ、続いて
上限及び下限カウンターの値を０に初期化した後、次の
処理に移る（ステップｐ）。

又演算値が設定値よりも小さい場合には警報ブザーのス
テップを足回して、カウンター値の初期値化ステップｐ
を通って次の処理に移る。

以上述べた処理を繰り返すことによってＴ２の周期で消
費電力をサンプリングし、その値が下限値を超えている
場合には、下限カウンターに１を加算し、上限値を超え
ている場合には上下限カウンター両者に１を加算するこ
とによりＴ２間の下限値を超えている時間及び上限値を
超えている時間を算出してその比を演算して機械の負荷
状態を判断し、過負荷であれば投入原石量を減少させる
等の対策を講じるか、又は原石量減少の為に警報を発す
ることにより連続した過負荷状態を回避し得る様になし
たものである。

本考案は以上述べた如く破砕機駆動用モータの電力を検
出する電力検出手段と、該電力検出手段からの電力信号
が上限設定値及び下限設定値を超過した時、各設定値超
過清報を発生させる上下限検出手段と、上記設定値超過
情報に基づいて一定時間毎の上限設定値超過度数と下限
設定値超過度数との比を算出する演算手段とを有し、上
記超過度数の比の値に応じて過負荷防止機器を駆動する
如くなしたことを特徴とする破砕機の過負荷防止装置で
あるから、過負荷状態が連続して一定割合を超えて発生
していることを運転中に判断することができ、機械の損
傷に影響を与えない瞬時的な過負荷状態に惑わされるこ
となく、実質的に機械の寿命を短縮させる様な連続した
過負荷状態を回避することができるので、実質的な機械
寿命の延長及び機械破損を避けられるばかりでなく、破
砕力の上限の設定が可能となり機械の設計時に最適構造
を有する機械を造ることができて、大幅なコストダウン
を可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例である過負荷防止装置の
制御ブロック図、第２図は同過負荷防止装置の作動を示
すタイムチャートであり、同図Ａは駆動モータの電力変
動を示す波形図、Ｂは長周期タイマーの作動を示す波形
図、Ｃは短周期タイマーの作動を示す波形図、Ｄは同装
置に用いるメータリレーの下限カウンター側出力端子に
於て得られる波形図、Ｅは上限カウンター側の出力端子
に於て得られる波形図、第３図は第２の実施例であるマ
イクロコンピュータ−に於る制御装置を示すブロック図
、第４図は同制御手順を示すフローチャートである。 ２・・・・・・電流計、３・・・・・・電圧計、４・・
・・・・トランスジューサ、５・・・・・・メータリレ
ー、７・・・・・・演算器、ｋ・・・・・・電力検出手
段、■・・・・・・演算手段、ＴＲ□・曲・長周期タイ
マ、ＴＲ２・・・・・・短周期タイマ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 破砕機駆動用モータの電力を検出する電力検出手段と、
   該電力検出手段からの電力信号が上限設定値及び下限設
   定値を超過した時、各設定値超過情報を発生させる上下
   限検出手段と、上記設定値超過情報に基づいて一定時間
   毎の上限設定値超過時間と下限設定値超過時間との比を
   算出する演算手段とを有し、上記超過時間の比の値に応
   じて過負荷防止機器を駆動することを特徴とする破砕機
   の過負荷防止装置。