KR101289976B1

KR101289976B1 - 콘형 크러셔

Info

Publication number: KR101289976B1
Application number: KR1020120025599A
Authority: KR
Inventors: 하용간
Original assignee: 하용간
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2013-07-26

Abstract

본 발명은 선동운동하는 메인샤프트의 상단부가 베어링에 의하여 지지되는 콘형 크러셔에 관한 것으로서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘형 크러셔는: 메인샤프트의 상단부를 수용할 수 있도록 하부에 개구부가 형성되며, 탑 프레임의 상부 중앙에 배치되는 현수베어링실; 및 상기 현수베어링실의 내주면에 설치되는 고정륜과, 상기 메인샤프트의 상단부에 결합되어 상기 고정륜의 내주면에 둘러싸이는 회전륜과, 상기 고정륜의 하단부로부터 상기 메인샤프트의 외주면을 향하여 환형으로 연장되어 상기 회전륜의 하단부를 지지할 수 있는 하부 지지턱을 갖는 현수베어링;을 구비하고, 회전륜이 선동운동할 때, 회전륜이 고정륜의 내주면이나 하부 지지턱의 상면에 접촉하기 때문에, 현수베어링이 다소 마모된 경우, 콘형 크러셔가 파쇄대상물을 파쇄중인 경우, 파쇄대상물을 파쇄하지 않는 경우를 막론하고, 현수베어링의 파손이 최소화되며, 메인샤프트가 안정적으로 선동할 수 있다.

Description

콘형 크러셔{CONE TYPE CRUSHER}

본 발명은 콘형 크러셔에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선동운동하는 메인샤프트의 상단부가 베어링에 의하여 지지되는 콘형 크러셔에 관한 것이다.

콘형 크러셔는 골재산업이나 광물 가공산업에 있어서 매우 중요한 파쇄기로서, 쓰임새가 광범위하고 구조 및 종류도 다양하게 발전되어 왔다.

이러한 콘형 크러셔는 통상적으로, 원통 형상의 메인 프레임과, 메인 프레임의 상부에 안착 설치되는 탑 프레임과, 탑 프레임의 내측 하부에 설치되는 콘케이브(concave)와, 메인 프레임과 탑 프레임의 내부에 편심된 상태로 수용되는 메인샤프트와, 메인샤프트의 외주면에 결합되는 콘 형상의 맨틀코어와, 상기 메인샤프트의 상단부에 결합되는 상부 베어링부과, 상기 메인샤프트의 하단부에 결합되는 하부 베어링부와, 상기 메인샤프트를 선동운동(gyratory movement)할 수 있도록 구동하는 구동수단을 구비한다. 여기서, 콘케이브는 맨틀코어의 외주면 상에 장착되는 맨틀(mantle)과 적정 거리로 이격되어 있으며, 콘형 크러셔에 투입된 파쇄 대상물은 메인샤프트를 따라 선동운동을 하는 맨틀코어와 콘케이브의 간격이 좁아질 때 압축되면서 파쇄되고, 파쇄된 골재는 맨틀과 콘케이브의 간격이 넓어질 때 낙하하는 과정을 되풀이 하면서 외부로 배출된다.

본 발명의 출원인은, 장기간 사용에 따른 마모가 일어나더라도 마모된 부분이 자동으로 보정되어 콘 크러셔의 작동이 원활하게 유지되는 현수형 상부 베어링(이하, '발명1'이라 함)을 발명하였고, 이 발명1에 대하여 이미 특허 출원한 바가 있다.

상기 발명1에서 상부베어링은 각각 깔대기의 내면, 외면과 같은 표면 형상을 갖는 한 쌍의 회전륜과 고정륜으로 구성되어 있고 작동시에는 회전륜과 고정륜이 서로 상대적인 이동을 하지만 항상 빗면의 한 선에서 만나도록 되어 있다. 콘형 크러셔가 암석 등을 파쇄할 때에는 상부베어링에 수평분력과 수직분력이 동시에 가해져서 두 분력을 합성한 힘은 상기 고정륜과 회전륜이 만나는 빗면을 수직으로 누르는 힘으로 작용하도록 설계되어 있다.

한편, 콘형 크러셔가 가동을 시작하거나 종료할 때와 같이, 일시적으로 암석 등을 파쇄하지 않고 가동(공회전)할 때에는 상기 수평분력은 존재하지 않고 메인샤프트와 맨틀코어조립체 등의 자중에 의한 수직분력만 작용하는 경우가 발생한다. 이 때에는 고정륜으로부터 회전륜이 정상가동 위치에서 미세하게 벗어나 아래쪽으로 이동하고, 이 상태에서 장시간 가동되면 베어링의 하부 일 부분의 표면에 미세한 변형이 발생한다는 것을 알게 되었다. 통상적으로 콘형 크러셔가 암석 등을 파쇄할 때 베어링이 받게 되는 수평 또는 수직분력에 의한 합력을 100이라고 가정하면 공회전 할 때에 자중에 의하여 받게 되는 수직력은 2~3정도로 작기 때문에 통상적인 사용조건에서는 상부베어링이 크게 손상되는 경우는 없다.

그러나 대형 자이레토리 크러셔의 경우에는 맨틀의 경사가 급하고, 현수형 상부 베어링도 맨틀과 같이 경사가 급할 뿐만 아니라, 맨틀조립체와 메인샤프트의 무게가 콘형 크러셔의 경우보다 매우 무겁기 때문에, 상기 상부 베어링 하부 손상이 심각하게 진행될 여지가 있다.

상기 발명1은 본 출원의 출원일을 기준으로 아직 공개되지 않았으며, 본 발명의 발명자는 콘형 크러셔에 대한 기술개발 과정에 습득한 지식에 기반하여 발명1을 더욱 개선하기 위해 본 발명을 개발한 것이다. 따라서, 상기 발명1에 관한 내용은 공지기술이거나, 당업계의 상식이 아니라 단지 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해서 기술되었으며, 본 발명의 특허성 판단에 있어서 발명1은 선행기술로 사용될 수 없음을 명확하게 밝혀둔다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 착상되었으며, 콘형 크러셔가 파쇄대상물을 파쇄하지 않고 공회전을 하는 경우에도, 상부 베어링부가 안정적으로 메인샤프트를 지지할 수 있는 콘형 크러셔를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 마모에 강하고, 변형의 염려가 적은 상부 베어링부를 구비한 콘형 크러셔를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 수명이 길고, 유지관리비가 저감되는 콘형 크러셔를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상부 베어링부가 마모되었을 때, 간단한 정비만으로도 콘형 크러셔를 다시 정상상태로 회복시킬 수 있어서, 상부 베어링부를 교체할 필요없이 반영구적으로 사용할 수 있는 콘형 크러셔를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘형 크러셔는: 메인 프레임과, 상기 메인 프레임 상부에 설치되는 탑 프레임과, 상기 탑 프레임의 하부 내주면 상에 장착되는 콘케이브와, 하부는 메인 프레임 내부에 수용되고 상부의 적어도 일부는 상기 콘케이브를 관통하여 상기 탑 프레임 내부에 수용되어 선동운동을 하는 메인샤프트와, 상기 메인샤프트와 결합되어 상기 메인샤프트와 함께 선동운동을 하는 맨틀코어 조립체와, 상기 메인샤프트의 하방에 위치하여 상기 메인샤프트를 선동운동 하도록 구동하는 메인샤프트 구동수단을 구비하는 콘형 크러셔로서, 상기 메인샤프트의 상단부를 수용할 수 있도록 하부에 개구부가 형성되며, 상기 탑 프레임의 상부 중앙에 배치되는 현수베어링실; 및 상기 현수베어링실의 내주면에 설치되는 고정륜과, 상기 메인샤프트의 상단부에 결합되어 상기 고정륜의 내주면에 둘러싸이는 회전륜과, 상기 고정륜의 하단부로부터 상기 메인샤프트의 외주면을 향하여 환형으로 연장되어 상기 회전륜의 하단부를 지지할 수 있는 하부 지지턱을 갖는 현수베어링;을 구비하고, 상기 회전륜의 외주면은 상부에서 하부측으로 갈수록 회전반지름이 작아지는 회전체 형상이고, 상기 고정륜의 내주면은 상기 회전륜의 외주면 형상에 대응되도록 상부에서 하부측으로 갈수록 내경이 작아지도록 형성되고, 상기 고정륜의 중심축을 따라 상기 고정륜을 자른 단면의 내주면이 이루는 각(θ₂)은 상기 회전륜의 중심축을 따라 상기 회전륜을 자른 단면의 외주면이 이루는 각(θ₁)보다 크고, 상기 두 각의 차이(θ₃)는 상기 메인샤프트의 편심각(α)의 2배이며, 상기 회전륜과 상기 고정륜이 접촉하는 지점의 반대편에서 상기 회전륜의 하면과 상기 하부 지지턱의 상면 사이에 형성되는 간격은, 상기 메인샤프트의 중심으로부터 멀어질수록 점점 커지고, 상기 회전륜과 상기 고정륜이 접촉하는 지점의 반대편에서 상기 회전륜의 하면과 상기 하부 지지턱의 상면이 이루는 각(θ₄)은 상기 메인샤프트의 편심각(α)의 2배이며, 상기 회전륜의 외주면이 상기 고정륜의 내주면에 접촉하거나, 상기 회전륜의 하면이 하부 지지턱의 상면에 접촉한 상태에서, 상기 메인샤프트가 선동운동할 수 있다.

바람직하게, 상기 회전륜의 외주면은 상부에서 하부측을 향하여 회전반지름의 감소량이 균일하거나, 점점 커지거나, 점점 작아지도록 형성된다.

바람직하게, 상기 고정륜의 내주면과 상기 하부 지지턱의 상면이 상기 회전륜의 외주면과 하면보다 경질로 형성되거나, 상기 회전륜의 외주면과 하면이 상기 고정륜의 내주면과 상기 하부 지지턱의 상면보다 경질로 형성된다.

바람직하게, 상기 회전륜의 하면과 상기 하부 지지턱의 상면은, 외곽보다 중심부가 더 높게 위치하도록 경사진다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 콘형 크러셔는: 메인 프레임과, 상기 메인 프레임 상부에 설치되는 탑 프레임과, 상기 탑 프레임의 하부 내주면 상에 장착되는 콘케이브와, 하부는 메인 프레임 내부에 수용되고 상부의 적어도 일부는 상기 콘케이브를 관통하여 상기 탑 프레임 내부에 수용되어 선동운동을 하는 메인샤프트와, 상기 메인샤프트와 결합되어 상기 메인샤프트와 함께 선동운동을 하는 맨틀코어 조립체와, 상기 메인샤프트의 하방에 위치하여 상기 메인샤프트를 선동운동 하도록 구동하는 메인샤프트 구동수단을 구비하는 콘형 크러셔로서, 상기 메인샤프트의 상단부를 수용할 수 있도록 하부에 개구부가 형성되며, 상기 탑 프레임의 상부 중앙에 배치되는 현수베어링실; 및 상기 현수베어링실의 내주면에 설치되는 고정륜과, 상기 메인샤프트의 상단부에 결합되어 상기 고정륜의 내주면에 둘러싸이는 회전륜과, 상기 회전륜의 상단부로부터 상기 현수베어링실의 내주면을 향하여 환형으로 연장되어 상기 고정륜의 상단부에 의하여 지지될 수 있는 상부 지지턱을 갖는 현수베어링;을 구비하고, 상기 회전륜의 외주면은 상부에서 하부측으로 갈수록 회전반지름이 작아지는 회전체 형상이고, 상기 고정륜의 내주면은 상기 회전륜의 외주면 형상에 대응되도록 상부에서 하부측으로 갈수록 내경이 작아지도록 형성되고, 상기 고정륜의 중심축을 따라 상기 고정륜을 자른 단면의 내주면이 이루는 각(θ₂)은 상기 회전륜의 중심축을 따라 상기 회전륜을 자른 단면의 외주면이 이루는 각(θ₁)보다 크고, 상기 두 각의 차이(θ₃)는 상기 메인샤프트의 편심각(α)의 2배이며, 상기 회전륜과 상기 고정륜이 접촉하는 지점의 반대편에서 상기 고정륜의 상면과 상기 상부 지지턱의 하면 사이에 형성되는 간격은, 상기 메인샤프트의 중심으로부터 멀어질수록 점점 커지고, 상기 회전륜과 상기 고정륜이 접촉하는 지점의 반대편에서 상기 고정륜의 상면과 상기 상부 지지턱의 하면이 이루는 각(θ₅)은 상기 메인샤프트의 편심각(α)의 2배이며, 상기 회전륜의 외주면이 상기 고정륜의 내주면에 접촉하거나, 상기 상부 지지턱의 하면이 상기 고정륜의 상면에 접촉한 상태에서, 상기 메인샤프트가 선동운동할 수 있다.

바람직하게, 고정륜의 내주면과 상면이 상기 회전륜의 외주면과 상기 상부 지지턱의 하면보다 경질로 형성되거나, 상기 회전륜의 외주면과 상기 상부 지지턱의 하면이 상기 고정륜의 내주면과 상면보다 경질로 형성된다.

바람직하게, 상기 고정륜의 상면과 상기 상부 지지턱의 하면은, 외곽보다 중심부가 더 높게 위치하도록 경사진다.

바람직하게, 상기 콘형 크러셔는, 상기 메인샤프트의 외주면에 끼워지고, 상기 회전륜 내주면의 형상에 대응되도록 상부측에서 하부측으로 갈수록 좁아지는 외주면을 갖는 해체 슬리브; 및 상기 해체 슬리브를 아래 방향으로 가압하여 상기 해체 슬리브의 외주면이 상기 회전륜의 내주면에 밀착될 수 있도록 상기 해체 슬리브의 상부로 노출된 상기 메인샤프트의 상단에 체결되는 고정 너트;를 구비한다.

바람직하게, 상기 회전륜이 메인샤프트의 길이방향을 따라 아래를 향하여 끼워지는 깊이를 제한하는 단턱부가 상기 메인샤프트의 상단부에 형성되고, 상기 회전륜의 하단부와 상기 단턱부의 사이에는 개재될 수 있는 회전륜측 갭부재의 개수를 증감시키는 것에 의하여, 상기 메인샤프트의 상기 현수베어링실에 대한 상대 높이를 조절할 수 있다.

바람직하게, 상기 고정륜은 그 하부에 계단형상의 단턱부(224a)를 갖고, 상기 현수베어링실은 그 내측면에 상기 단턱부(224a)에 대응되는 계단형상의 단턱부(217)를 갖고, 상기 단턱부(224a)와 상기 단턱부(217) 사이에 개재될 수 있는 고정륜측 갭부재의 개수를 증감시키는 것에 의하여, 상기 메인샤프트의 상기 현수베어링실에 대한 상대 높이를 조절할 수 있다.

바람직하게, 상기 콘형 크러셔는, 상기 현수베어링실의 하단부에 설치되고 상기 현수베어링실 하부의 개구부와 상기 메인샤프트의 외주면 사이로 먼지 유입을 차단하는 현수베어링 씨일부재를 더 구비하고, 상기 메인샤프트의 선동운동의 중심은 상기 메인샤프트의 축선 상에 위치하며, 상기 메인샤프트의 선동운동에 의한 상기 현수베어링 씨일부재의 변형량이 최소화될 수 있도록, 상기 현수베어링 씨일부재의 내경부는 상기 선동운동의 중심 근방에 배치된다.

본 발명에 따른 콘형 크러셔는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 콘형 크러셔가 파쇄대상물을 파쇄하지 않고 공회전을 하는 경우에도, 상부 베어링부가 안정적으로 메인샤프트를 지지할 수 있다.

둘째, 마모에 강하고, 변형의 염려가 적은 상부 베어링부를 구비한 콘형 크러셔를 제공할 수 있다.

셋째, 수명이 길고, 유지관리비가 저감되는 콘형 크러셔를 제공할 수 있다.

넷째, 상부 베어링부가 마모되었을 때, 간단한 정비만으로도 콘형 크러셔를 다시 정상상태로 회복시킬 수 있어서, 상부 베어링부를 교체할 필요없이 반영구적으로 사용할 수 있는 콘형 크러셔를 제공할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 콘형 크러셔를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 메인샤프트의 상단부의 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 콘형 크러셔의 메인샤프트 상단부의 부분 확대도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제1 실시예의 변형례의 부분 확대도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘형 크러셔에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 콘형 크러셔라는 용어는 콘 크러셔와 자이레토리 크러셔 등을 통칭하는 것으로 사용된다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. ㄴ관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 콘형 크러셔를 나타내는 단면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 메인샤프트의 상단부의 부분 확대도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 콘형 크러셔에 대하여 설명하도록 한다.

제1 실시예에 따른 콘 크러셔는 외곽이 대략 원통 형상인 메인 프레임(4)과, 깔때기를 잘라 뒤집어 맞붙인 형상으로 메인 프레임(4) 상부에 안착 설치되며 한 개 층 또는 여러 층으로 이루어진 탑 프레임(2)과, 상부에서 하부 측으로 넓어지게 연장되는 깔때기 형상을 가지면서 탑 프레임(2)의 하부 내주면 상에 고정 장착되는 콘케이브(30)와, 하단부는 메인 프레임(4) 내부에 수용되고 상단부는 콘케이브(30)를 관통하여 탑 프레임(2)에 수용되어 상, 하로는 움직이지 않으면서 선동운동(gyratory movement)을 하는 메인샤프트(200)와, 메인샤프트(200)에 끼워져 메인샤프트(200)의 길이방향을 따라 이동 가능하며 메인샤프트(200)와 함께 선동운동을 하는 맨틀코어 조립체(300)와, 탑 프레임(2)의 상부 중앙에 배치되며 메인샤프트(200)의 상단부를 수용할 수 있도록 하부에 개구부가 형성되어 있는 현수베어링실(210)과, 현수베어링실(210)내에 수용되어 있으면서 메인샤프트(200) 상단부에 결합되어 메인샤프트(200)를 선동운동 가능하게 지지하는 현수베어링(220)과, 메인샤프트(200) 하단부와 결합하며 메인샤프트(200)를 메인 프레임(4)과 탑 프레임(2)의 중심축과 소정각도만큼 편심시키는 편심구동부(260)와, 상기 편심구동부(260)를 회전시켜서 상기 메인샤프트(200)를 선동운동하도록 구동하는 메인샤프트 구동수단과, 맨틀코어 조립체(300)의 하방에서 위치하여 파쇄간격을 조절할 수 있는 파쇄간격조절부(400)와, 메인샤프트(200)의 내부에 형성된 유압유 통로(202, 204)로 유압유를 공급하기 위한 로타리조인트(250)를 구비한다.

통상적인 콘형 크러셔와 마찬가지로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 콘형 크러셔도 탑 프레임(2)을 통하여 파쇄대상물이 공급되고, 메인샤프트(200) 및 메인샤프트(200)에 끼워진 맨틀코어 조립체(300)가 선동운동을 하며, 콘케이브(30)와 맨틀코어 조립체(300) 사이에서 파쇄대상물이 파쇄되어 메인 프레임(4)의 하부로 낙하하게 된다.

본 발명의 핵심적인 기술적 사상이 더욱 분명하게 전달될 수 있도록, 제1 실시예의 상기 구성 중, 통상적인 콘형 크러셔와 중복되는 내용은 되도록 생략하고, 차별화되는 구성들을 위주로 설명하도록 한다.

메인샤프트(200)는 그 내부에 길이방향을 따라 수직 유압유 통로(202)가 형성되고, 이 수직 유압유 통로(202)의 하단에서 수평방향으로 꺽인 수평 유압유 통로(204)가 형성된다. 이 유압유 통로들(202, 204)은 후술할 파쇄간격조절부(400)에 형성되는 유로와 연통된다.

맨틀코어 조립체(300)는, 전체적으로 원뿔대 형상을 가지며 중심부에 원기둥형 개구부를 갖는 맨틀코어(320)와, 맨틀코어(320)의 표면을 둘러싸도록 장착되며 속이 빈 원뿔대 형상인 맨틀(310)을 구비한다. 맨틀코어(320)의 밑면에는 후술할 유압잭들(410)을 수납하는 원기둥형 유압잭 수용부(322)가 형성되어 있으며, 적어도 2개 이상 형성되는 것이 바람직하다.

메인샤프트(200)와 맨틀코어 조립체(300)의 상대회전을 방지하기 위하여, 메인샤프트(200)와 맨틀코어(320) 사이에는 회전방지기구가 설치될 수 있으며, 이러한 회전방지기구로서 키와 키홈이 사용될 수 있고, 이외에도, 맨틀코어(320)의 중심에 형성된 원기둥형 개구부의 내면과 메인샤프트(200)의 외주면에 스플라인 가공을 할 수도 있다.

현수베어링실(210)은 지지 아암(6)에 의하여 탑 프레임(2)과 연결되어 탑 프레임(20)의 상부 중앙에 위치하며, 현수베어링실 외통(216)과, 그 상부에 탈착 가능하게 설치된 현수베어링실 덮개(214)를 구비한다. 현수베어링실 외통(216)의 상부는 원통형이고, 하부는 깔때기형으로 형성된다.

현수베어링(220)은, 현수베어링실(210)의 내주면에 설치되는 고정륜(224)과, 상기 메인샤프트(200)의 상단부에 결합되어 상기 고정륜(224)의 내주면에 둘러싸이는 회전륜(222)과, 상기 고정륜(224)의 하단부로부터 상기 메인샤프트(200)의 외주면을 향하여 환형으로 연장되어 상기 회전륜(222)의 하단부를 지지할 수 있는 하부 지지턱(226)을 구비한다.

편심구동부(260)는, 중앙에 개구부가 형성된 상부편심축(262)과, 상부편심축(262)의 하부에 결합되는 하부편심축(266)과, 상기 상부편심축(262)과 하부편심축(266)으로 둘러싸이는 공간에 안착되는 편심베어링(268)을 구비한다. 메인샤프트(200)의 하단부는 편심베어링(268)에 삽입되며, 상기 편심베어링(268)은, 편심구동부(260) 자체의 회전축과는 편심되도록 배치된다. 따라서, 편심구동부(260)가 그 자체의 회전축을 중심으로 자전운동을 하면, 메인샤프트(200)의 하단부는 편심구동부(260) 자체의 회전축을 중심으로 공전운동을 하게 된다. 결국, 메인샤프트(200)의 상단부는 상기 현수베어링실(210)에 수용되어 회전반경이 작은 공전운동을 하고, 메인샤프트(200)의 하단부는 상대적으로 회전반경이 큰 공전운동을 하기 때문에, 메인샤프트(200)는 그 상단부를 중심으로 하는 선동운동을 하게 된다.

메인샤프트 구동수단(40)은 편심구동부(260)가 회전할 수 있도록 편심구동부(260)에 구동력을 전달하는 구성으로서, 모터 등의 구동원, 벨트, 풀리가 사용될 수 있으며, 복수의 기어가 상기 벨트와 풀리를 대체할 수 있다. 이외에도 회전력을 전달하는 다양한 구조가 얼마든지 채용될 수 있다.

파쇄간격조절부(400), 메인샤프트(200)에 끼워지며 메인샤프트(200)에 형성된 유압유 통로(202, 204)와 누유없이 연통되는 유로가 내부에 형성된 파쇄간격조절받침판(420)과, 파쇄간격조절받침판(420) 상에 배치되어 맨틀코어 조립체(300)를 하방에서 지지하며 메인샤프트(200)의 외측에 배열되는 유압잭들(410)을 구비한다. 유압잭(410)은 실린더와, 실린더에 끼워지는 램(ram)을 갖고, 상기 유압유 통로(202, 204)와, 유로를 통하여 실린더의 내부까지 공급되는 유압유의 압력에 의하여 램이 승강할 수 있으며, 램의 승강에 의하여 맨틀코어 조립체(300)가 메인샤프트(200)의 길이방향을 따라 이동할 수 있다.

로타리조인트(500)는 메인샤프트(200)의 상단부를 수용하는 현수베어링실(210)에 위치하며, 메인샤프트(200)의 상단부로부터 하단부를 향하여 기둥 형상으로 함몰되어 형성된 함몰부(510)와, 상기 함몰부(510)에 끼워지는 파이프 형상의 로타리조인트하우징(520)과, 외부로부터 공급되는 유압유의 통로가 되는 외부 유압유 도입관(550)과, 메인샤프트(200)의 수직 유압유 통로(202)로 유압유를 공급하는 유압유 도관(530)과, 외부 유압유 도입관(550)과 유압유 도관(530) 사이를 연통시키며 양자의 일단부를 고정시키는 도관고정부(540)와, 유압유 도관(530)과 수직 유압유 통로(202)를 연통시키는 로타리씨일도관(560)을 구비한다.

이하에서는, 현수베어링(200) 및 로타리조인트(500)의 구조와, 현수베어링(220)이 다소 마모된 경우에도 메인샤프트(200)가 안정적으로 선동운동할 수 있는 원리에 대하여 차례대로 설명하도록 한다.

먼저 현수베어링(200)에 대하여 설명하도록 한다.

회전륜(222)은 전체적으로 회전체 형상이며, 그 외주면은 상부에서 하부측으로 갈수록 회전반지름이 작아지는 원뿔대 형상이고, 중심부에는 메인샤프트(200)의 상단부에 결합하기 위한 개구부가 형성되어 있다. 회전륜(222)의 외주면은 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이 상부에서 하부측을 향하여 회전반지름의 감소량이 균일하도록 형성될 수 있고, 회전반지름의 감소량이 점점 커지도록 형성될 수도 있다. 다시 말해, 회전륜(222)의 외주면은 아래로 볼록한 곡면을 이루도록 형성될 수 있다. 이와 달리, 회전륜(222)의 외주면은 상부에서 하부측을 향하여 회전반지름의 감소량이 점점 작아지도록 형성될 수도 있다.

고정륜(224)의 내주면은 상기 회전륜(222)의 외주면 형상에 대응되도록 상부에서 하부측으로 갈수록 내경이 작아지도록 형성된다. 다만, 메인샤프트(200)가 선동운동을 할 수 있도록 고정륜(224)의 내주면의 직경은 회전륜(222)의 외주면의 직경보다는 커야한다.

하부 지지턱(226)은 고정륜(224)의 하단부로부터 메인샤프트(200)의 외주면을 향하여 환형으로 연장되어 회전륜(222)의 하단부를 지지하는데, 메인샤프트(200)가 선동운동을 하는 도중에 메인샤프트(200)의 외주면과 하부 지지턱(226)의 내측면 사이에서 마모가 일어나는 것을 방지하기 위하여, 하부 지지턱(226)의 내주면과 메인샤프트(200)의 외주면 사이에는 간격이 있는 것이 바람직하다.

메인샤프트(200)가 선동운동을 하면, 회전륜(222)의 외주면과 하면이 고정륜(224)의 내주면과 하부 지지턱(226)의 상면에 접촉하게 된다. 따라서, 고정륜(224) 및 하부 지지턱(226)과, 회전륜(222)이 강하게 밀착되어 서로 마모되는 것을 억제하기 위하여, 고정륜(224)의 내주면과 하부 지지턱(226)의 상면이 회전륜(222)의 외주면과 하면보다 경질로 형성되거나, 회전륜(222)의 외주면과 하면이 고정륜(224)의 내주면과 하부 지지턱(226)의 상면보다 경질로 형성될 수 있다. 예컨대, 고정륜(224) 및 하부 지지턱(226)은 열처리된 경질 재료로 형성되고, 회전륜(222)은 그보다 무른 강철 재질로서 윤활성 코팅층(222a)이 그 표면에 형성될 수 있다. 반대로, 회전륜(222)은 열처리 된 경질 재료로 형성되고, 고정륜(224) 및 하부 지지턱(226)은 그보다 무른 강철 재질로서 윤활성 코팅층(222a)이 그 표면에 형성될 수 있다.

회전륜(222)의 하면과 하부 지지턱(226)의 상면은, 외곽보다 중심부가 더 높게 위치하도록 경사진다.

도 2를 참조하면, 고정륜(224)의 중심축을 따라 고정륜(224)을 자른 단면의 내주면이 이루는 각(θ₂)은 회전륜(222)의 중심축을 따라 회전륜(222)을 자른 단면의 외주면이 이루는 각(θ₁)보다 크고, 상기 두 각의 차이(θ₃)는 메인샤프트(200)의 편심각(α)보다 크다. 여기서 메인샤프트(200)의 편심각(α)이란, 메인샤프트(200)의 중심선(X)이 메인 프레임 및 탑 프레임의 중심선(Y)과 이루는 각을 말하며, 상기 두 각의 차이(θ₃)는 메인샤프트(200)의 편심각(α)의 2배에 해당하는 각이다. 기하학적으로 보면 회전륜(222)은 항상 고정륜(224)의 내주면에 선접촉된다는 것을 알 수 있다.

한편, 회전륜(222)과 고정륜(224)이 접촉하는 지점(도 2의 왼쪽 부분 참조)의 반대편 지점(도 2의 오른쪽 부분 참조)에서는, 회전륜(222)의 하면과 하부 지지턱(226)의 상면 사이에 간격이 형성되는데, 이 간격은 메인샤프트(200)의 중심으로부터 멀어질수록 점점 커지게 되고, 이 반대편에서 회전륜(222)의 하면과 하부 지지턱(226)의 상면이 이루는 각(θ₄)은 상기 메인샤프트(200)의 편심각(α)의 2배만큼 크다. 따라서, 회전륜(222)의 외주면이 고정륜(224)의 내주면에 접촉하거나, 회전륜(222)의 하면이 하부 지지턱(226)의 상면에 접촉한 상태에서, 상기 메인샤프트(200)가 원활하게 선동운동할 수 있다.

고정부재는 상기 회전륜(222)을 메인샤프트(200)에 결합시키는데, 이 고정부재는 해체 슬리브와, 고정너트를 구비한다. 해체 슬리브는 메인샤프트(200)의 외주면에 끼워지고, 회전륜(222) 내주면의 형상에 대응되도록 상부측에서 하부측으로 갈수록 좁아지는 외주면을 갖는다. 그리고, 고정 너트는 해체 슬리브의 상부로 노출된 메인샤프트(200)의 상단에 체결되며, 해체 슬리브를 아래 방향으로 가압하여 해체 슬리브의 외주면을 회전륜(222)의 내주면에 밀착시킨다.

이제, 로타리조인트(500)에 대하여 설명하도록 한다.

로타리조인트하우징(520)은, 상단부에 결합용 플랜지가 형성되고, 하단 밑면에는 누유방지를 위한 씨일홈(527)이 형성되어 씨일(528)이 끼워지고, 상부에는 대경의 원주형 공간, 하부에는 소경의 원주형 공간을 동심으로 형성하여, 상기 두 원주형 공간이 만나는 부위에는 계단부(522)가 형성된다. 로타리조인트하우징(520)의 결합용 플랜지는 메인샤프트(200) 상단에 위치한 상태에서 볼트로 고정된다.

도 2에서 C로 표시된 곳은 메인샤프트(200)가 선동운동을 할 때 선동운동의 초점에 해당하는 곳으로서 이론적으로는 전혀 움직임이 없는 곳이다.

여기서, 상기 계단부(522)는 메인샤프트(200)의 선동운동의 초점(C)보다 하방에 위치하고, 상기 소경의 원주형 공간의 내면(524)에는 누유방지를 위한 씨일홈(525)이 형성되어 씨일(526)이 끼워지게 되며, 원주형 공간의 내면(524)은 마모를 줄이기 위하여 연청동 또는 황동 등으로 코팅하는 것이 바람직하다.

현수베어링실(210) 상부에 위치한 현수베어링실 덮개(214)의 하면 중앙에는 도관고정부(540)가 형성되고, 이 도관고정부(540)의 하단부에는 유압유 도관(530)이 결합되며 측면에는 외부 유압유 도입관(550)이 결합된다.

로타리조인트하우징(520)의 중심부에는 원기둥 형상의 공간이 형성되어 가요성이 있는 유압유 도관(530)이 내부에 수납된다. 그리고, 상기 원기둥 형상의 공간은, 메인샤프트(200)가 선동운동을 할 때 유압유 도관(530)이 로타리조인트하우징(520)의 내면과 접촉하지 않을만큼의 직경을 갖는 것이 바람직하다.

로타리씨일도관(560)은 파이프 형상이며, 경질의 열처리 된 재질로 형성된다. 로타리씨일도관(560)의 상부는 하부에 비하여 직경이 작고 외경에 복수 개의 이탈방지턱(562)이 형성되어 있고, 유압유 도관(530)의 하단부를 로타리씨일도관(560)의 상부와 체결한 상태에서 유압유 도관(530)의 하단부 외주면을 조일 수 있도록 조임파이프(570)를 결합한다. 따라서, 유압유의 압력이 강하더라도 유압유 도관(530)이 로타리씨일도관(560)에서 이탈되는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 로타리씨일도관(560)은 상기 원주형 공간의 내면(524)에 끼워지고, 만약 현수베어링(220)이 다소 마모되어 메인샤프트(200)가 하강하더라도 로터리씨일도관(560)은 하강하지 않고 정위치를 유지할 수 있으며, 로타리씨일도관(560)의 외주면과 로타리조인트하우징(520)의 내주면 사이는 씨일(526)에 의하여 밀폐되므로 유압유의 누출을 방지할 수 있다.

유압유 도관(530)은 원활하게 휘어질 수 있으면서도 길이방향으로 가해지는 힘에는 강하게 저항할 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직한데, 예컨대, 철 등의 금속선을 외주면에 감아 보강한 고무재질의 호스를 사용할 수 있다.

유압유 도관(530)의 하단부는 메인샤프트(200)의 선동운동을 추종해서 미소하게 움직일 수 있으나, 상단부는 도관고정부(540)에 결합되어 움직이지 않는다.

메인샤프트(200)의 선동운동의 중심은 메인샤프트(200)의 축선(X) 상에 위치하는데, 이와 동시에 유압유 도관(530) 상에 위치하도록 유압유 도관(530)을 배치하면 유압유 도관(530)의 굽힘이 최소화되어서 유압유 도관(530)의 수명이 길어지고, 메인샤프트(200)의 선동운동이 원활하게 되는 장점이 있다.

현수베어링 씨일부재(218)는 환형이고 탄성재질로 형성되는데, 내경부가 메인샤프트(200)의 외주면을 감싸고, 외경부가 현수베어링실(210)의 하단부에 결합되어, 현수베어링실(210) 하부의 개구부와 메인샤프트(200)의 외주면 사이로 먼지가 유입되는 것을 차단할 수 있다. 메인샤프트(200)가 선동운동을 할 때, 메인샤프트(200)의 움직임이 가장 적은 곳은 선동운동의 중심 근방이다. 따라서, 메인샤프트(200)의 선동운동에 의한 현수베어링 씨일부재(218)의 변형량이 최소화될 수 있도록, 현수베어링 씨일부재(218)의 내경부가 메인샤프트(200)의 선동운동의 중심 근방에 위치하도록 현수베어링 씨일부재(218)을 배치하는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 콘형 크러셔의 메인샤프트(200) 상단부의 부분 확대도이다. 제2 실시예에 대한 설명에 있어서, 제1 실시예와 공통적인 내용은 중복설명을 하지 않고, 제1 실시예와 차이가 나는 점을 위주로 설명하도록 한다.

제2 실시예는 제1 실시예와 현수베어링(220)의 구조에 있어서 차이가 난다. 즉, 제1 실시예는 하부 지지턱(226)을 구비하고 있으나, 제2 실시예는 하부 지지턱(226)을 대신하여 상부 지지턱(228)을 구비하고 있다는 점에서 차이가 난다.

상부 지지턱(228)은 회전륜(222)의 상단부로부터 현수베어링실(210)의 내주면을 향하여 환형으로 연장되어 고정륜(224)의 상단부에 의하여 지지되는데, 메인샤프트(200)가 선동운동을 하는 도중에 상부 지지턱(228)이 현수베어링실(210)의 내주면에 마찰되어 마모가 일어나는 것을 방지하기 위하여, 상부 지지턱(228)의 외주면과 현수베어링실(210)의 내주면 사이에는 간격이 있는 것이 바람직하다.

메인샤프트(200)가 선동운동을 하면, 회전륜(222)의 외주면과 상부 지지턱(228)의 하면이 고정륜(224)의 내주면과 상면에 접촉하게 된다. 따라서, 회전륜(222) 및 상부 지지턱(228)과, 고정륜(224)이 강하게 밀착되어 서로 마모되는 것을 억제하기 위하여, 회전륜(222)의 외주면과 상부 지지턱(228)의 하면이 고정륜(224)의 외주면과 상면보다 경질로 형성되거나, 고정륜(224)의 외주면과 상면이 회전륜(222)의 외주면과 상부 지지턱(228)의 하면보다 경질로 형성될 수 있다. 예컨대, 고정륜(224)의 표면은 열처리된 경질 재료로 형성되고, 회전륜(222)의 외주면 및 상부 지지턱(228)의 하면은 강철 재질로서 윤활성 코팅층(222b)이 그 표면에 형성될 수 있다. 반대로, 회전륜(222)의 외주면 및 상부 지지턱(228)의 하면은 열처리된 경질 재료로 형성되고, 고정륜(224)은 그보다 무른 강철 재질로서 윤활성 코팅층(222b)이 그 표면에 형성될 수 있다.

상부 지지턱(228)의 하면과 고정륜(224)의 상면은, 외곽보다 중심부가 더 높게 위치하도록 경사진다.

한편, 회전륜(222)과 고정륜(224)이 접촉하는 지점(도 3의 왼쪽 부분 참조)의 반대편 지점(도 3의 오른쪽 부분 참조)에서는, 고정륜(224)의 상면과 상부 지지턱(228)의 하면 사이에 간격이 형성되는데, 이 간격은 메인샤프트(200)의 중심으로부터 멀어질수록 점점 커지게 되고, 이 반대편에서 고정륜(224)의 상면과 상부 지지턱(228)의 하면이 이루는 각(θ₅)은 상기 메인샤프트(200)의 편심각(α)의 2배만큼 크다. 따라서, 회전륜(222)의 외주면이 고정륜(224)의 내주면에 접촉하거나, 상부 지지턱(228)의 하면이 고정륜(224)의 상면에 접촉한 상태에서, 메인샤프트(200)가 원활하게 선동운동할 수 있다.

본 발명에 따른 콘형 크러셔가 파쇄대상물을 파쇄하지 않고 공회전할 때를 기준으로, 제1 실시예의 경우 메인샤프트(200)와 맨틀코어(320) 자체의 중량은 하부 지지턱(226)의 상면에 의하여 지지되고, 제2 실시예의 경우 메인샤프트(200)와 맨틀코어(320) 자체의 중량은 고정륜(224)의 상면에 의하여 지지된다. 이에 비해, 제1 실시예와 제2 실시예 모두 고정륜(224)의 내주면에는 비교적 작은 하중이 걸리게 된다.

반대로, 파쇄대상물이 파쇄되는 도중에는 파쇄력에 의한 횡방향 힘이 메인샤프트(200)와 맨틀코어(320) 자체의 중량에 의한 종방향 힘보다 월등히 크며, 제1 실시예와 제2 실시예 모두에서 회전륜(222)의 외주면이 고정륜(224)의 내주면에 의하여 지지된다. 이에 비해, 제1 실시예에서 하부 지지턱(226)의 상면에는 비교적 작은 하중이 걸리게 되고, 제2 실시예에서 고정륜(224)의 상면에는 비교적 작은 하중이 걸리게 된다.

위와 같이, 콘형 크러셔가 공회전할 때와 파쇄대상물을 파쇄할 때를 구분하여, 현수베어링(220)의 가동에 대하여 설명하였으나, 이러한 가동 상의 차이는 시각적으로 감지할 수 없을 정도의 미소한 차이이며, 현수베어링(220)의 표면에 도포되어 있는 유막이 얇아지거나 두꺼워지는 정도의 차이에 불과하다. 따라서, 콘형 크러셔가 공회전하다가 파쇄대상물을 파쇄하는 상태로 변하거나, 콘형 크러셔가 파쇄대상물을 파쇄하다가 공회전하는 상태로 변하더라도, 현수베어링(220)은 표면의 손상에 대한 염려없이 안정적으로 작동할 수 있다.

고정륜(224)과 회전륜(222) 사이의 각(θ₃)과 메인샤프트(200)의 편심각(α)은 콘형 크러셔가 파쇄대상물을 파쇄할 때에 최적화하여 설정되는데, 본 발명의 현수베어링(220)은 하부 지지턱(226) 또는 상부 지지턱(228)을 갖기 때문에, 콘형 크러셔가 공회전할 때 메인샤프트(200)와 맨틀코어 조립체(300)의 자중에 의하여 회전륜(222)이 고정륜(224)의 내주면을 따라 미세하게 하방으로 이동하는 현상이 억제된다. 또한, 콘형 크러셔가 파쇄대상물을 파쇄할 때에 회전륜(222)과 고정륜(224)이 서로 강하게 밀착되어 마모가 발생하고, 이로 인해 회전륜(222)의 외경과 고정륜(224)의 내경의 직경이 커지더라도, 하부 지지턱(226)에 회전륜(222)이 걸리거나(제1 실시예), 고정륜(224)에 상부 지지턱(228)이 걸리므로(제2 실시예), 회전륜(222)이 고정륜(224)의 내주면을 따라 미세하게 하방으로 이동하는 현상이 억제된다. 따라서, 콘형 크러셔가 공회전할 때나 파쇄 중일 때 모두 메인샤프트(200)가 상기 편심각(α)을 어긋나서 다른 각도만큼 편심되어 가동하는 현상이 발생하는 현상을 획기적으로 줄일 수 있다. 또한, 회전륜(222)과 고정륜(224)의 접촉각도가 일정하게 유지될 수 있고, 고정륜(224)과 회전륜(222)이 국부적으로 선접촉하지 않고 전체적으로 선접촉할 수 있다. 이로 인해 메인샤프트(200)가 안정적으로 선동운동할 수 있고, 현수베어링(220)의 변형이 줄어들고 표면의 훼손 우려가 적어지는 장점이 있다. 또한, 현수베어링(220)이 다소 마모된 경우라고 하더라도 메인샤프트(200)가 미세하게 하방으로 이동하는 현상이 억제되므로, 메인샤프트(200)가 여전히 안정적으로 선동운동할 수 있는 장점이 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 회전륜(222)이 메인샤프트(200)의 길이방향을 따라 아래를 향하여 끼워지는 깊이를 제한하는 단턱부(206)가 메인샤프트(200)의 상단부에 형성되고, 회전륜(222)의 하단부와 단턱부(206) 사이에는 고리형상의 회전륜측 갭부재(223)들이 개재될 수 있다.

콘형 크러셔가 장기간 작동하여, 회전륜(222)의 외주면 또는 고정륜(224)의 내주면이 마모된 경우에는 메인샤프트(200)가 미소하게나마 하강할 수 있다. 이 경우, 고정너트(234)를 풀고, 메인샤프트(200)가 하강한 거리에 해당하는 두께만큼 회전륜측 갭부재(223)를 탈거한 후에 고정너트를 체결하면, 메인샤프트(200)는 다시 원상태의 높이만큼 회복될 수 있다. 이와 같이, 회전륜측 갭부재(223)의 개수를 증감시키는 것에 의하여, 메인샤프트(200)의 현수베어링실(210)에 대한 상대 높이를 조절할 수 있다.

도 4는 도 1에 도시된 제1 실시예의 변형례의 부분 확대도이다. 제1 실시예가 회전륜측 갭부재(223)를 구비하는 것에 비해, 본 변형례는 고정륜측 갭부재(224b)를 구비한다는 차이가 있다.

도 4를 참조하면, 고정륜(224)은 그 하부에 계단형상의 단턱부(224a)를 갖고, 현수베어링실(210)은 그 내측면에 상기 단턱부(224a)에 대응되는 계단형상의 단턱부(217)를 가지며, 단턱부(224a)와 단턱부(217) 사이에는 고리형상의 고정륜측 갭부재(224b)가 개재될 수 있다.

회전륜(222)의 외주면 또는 고정륜(224)의 내주면의 마모에의하여 메인샤프트(200)가 하강한 경우에는, 고정너트(234)를 풀고, 메인샤프트(200)가 하강한 거리에 해당하는 두께만큼의 고정륜측 갭부재(224b)를 추가로 끼워넣고 고정너트를 체결하면, 메인샤프트(200)는 다시 원상태의 높이만큼 회복될 수 있다. 이와 같이, 고정륜측 갭부재(224b)의 개수를 증감시키는 것에 의하여, 메인샤프트(200)의 현수베어링실(210)에 대한 상대 높이를 조절할 수 있다. 도 4에서는 단턱부(224a)와 단턱부(217)가 2단으로 형성된 예시가 도시되어 있으나, 1단으로 형성될 수도 있고, 3단 이상으로 형성될 수도 있음은 물론이다.

또한, 메인샤프트(200)의 현수베어링실(210)에 대한 상대높이를 조절하기 위하여, 회전륜측 갭부재(223)와 고정륜측 갭부재(224b)를 모두 사용하는 변형례를 실시하는 것도 가능하다. 즉, 회전륜(222)의 하단부와 단턱부(206) 사이에는 고리형상의 회전륜측 갭부재(223)들이 개재될 수 있고, 이와 동시에, 고정륜(224)의 하부에 형성된 단턱부(224a)와 현수베어링실(210) 내측면에 형성된 단턱부(217) 사이에 고리형상의 고정륜측 갭부재(224b)들이 개재될 수도 있다.

본 발명에 따른 콘형 크러셔에 따르면, 그리스 등을 비롯한 윤활유를 현수베어링(220)에 충분히 공급한 상태에서 먼지 등의 오염 물질이 윤활유에 혼입되지 않는다면 마모가 일어나는 경우는 극히 드물다. 또한, 현수베어링(220)이 다소 마모된 경우라고 하더라도 메인샤프트(200)가 미세하게 하방으로 이동하는 현상이 억제되므로, 메인샤프트(200)가 정해진 편심각(α)만큼 기울어진 상태에서 안정적으로 선동운동할 수 있다. 만약, 현수베어링(220)이 더욱 마모되었다고 하더라도 상술한 회전륜측 갭부재(223)를 적정한 수만큼 탈거하거나, 고정륜측 갭부재(224b)를 적정한 수만큼 추가로 끼워넣는 것에 의하여 메인샤프트(200)가 정해진 편심각(α)만큼 기울어진 상태에서 여전히 안정적으로 선동운동할 수 있다.

이와 같이, 회전륜측 갭부재(223) 또는 고정륜측 갭부재(224b)를 사용하여 메인샤프트(200)의 높이를 보정까지 한다면, 본 발명에 따른 콘형 크러셔에 구비된 현수베어링(220)의 수명은 반영구적이라고 할 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

2 : 탑 프레임 4 : 메인 프레임
6 : 지지 아암 30 : 콘케이브
40 : 메인샤프트 구동수단 200 : 메인샤프트
202 : 수직 유압유 통로 204 : 수평 유압유 통로
210 : 현수베어링실 214 : 현수베어링실 덮개
216 : 현수베어링실 외통 218 : 현수베어링 씨일부재
220 : 현수베어링 222 : 회전륜
223 : 회전륜측 갭부재 224 : 고정륜
224b : 고정륜측 갭부재 226 : 하부 지지턱
228 : 상부 지지턱 230 : 고정부재
232 : 해체 슬리브 234 : 고정너트
260 : 편심구동부 300 : 맨틀코어 조립체
310 : 맨틀 320 : 맨틀코어
400 : 파쇄간격 조절부 410 : 유압잭
420 : 파쇄간격조절받침판 500 : 로타리조인트
510 : 함몰부 520 : 로타리조인트하우징
530 : 유압유 도관 540 : 도관 고정부
550 : 외부 유압유 도입관 560 : 로타리씨일도관
570 : 조임파이프

Claims

메인 프레임과, 상기 메인 프레임 상부에 설치되는 탑 프레임과, 상기 탑 프레임의 하부 내주면 상에 장착되는 콘케이브와, 하부는 메인 프레임 내부에 수용되고 상부의 적어도 일부는 상기 콘케이브를 관통하여 상기 탑 프레임 내부에 수용되어 선동운동을 하는 메인샤프트와, 상기 메인샤프트와 결합되어 상기 메인샤프트와 함께 선동운동을 하는 맨틀코어 조립체와, 상기 메인샤프트의 하방에 위치하여 상기 메인샤프트를 선동운동 하도록 구동하는 메인샤프트 구동수단을 구비하는 콘형 크러셔에 있어서,
상기 메인샤프트의 상단부를 수용할 수 있도록 하부에 개구부가 형성되며, 상기 탑 프레임의 상부 중앙에 배치되는 현수베어링실; 및
상기 현수베어링실의 내주면에 설치되는 고정륜과, 상기 메인샤프트의 상단부에 결합되어 상기 고정륜의 내주면에 둘러싸이는 회전륜과, 상기 고정륜의 하단부로부터 상기 메인샤프트의 외주면을 향하여 환형으로 연장되어 상기 회전륜의 하단부를 지지할 수 있는 하부 지지턱을 갖는 현수베어링;을 구비하고,
상기 회전륜의 외주면은 상부에서 하부측으로 갈수록 회전반지름이 작아지는 회전체 형상이고, 상기 고정륜의 내주면은 상기 회전륜의 외주면 형상에 대응되도록 상부에서 하부측으로 갈수록 내경이 작아지도록 형성되고,
상기 고정륜의 중심축을 따라 상기 고정륜을 자른 단면의 내주면이 이루는 각(θ₂)은 상기 회전륜의 중심축을 따라 상기 회전륜을 자른 단면의 외주면이 이루는 각(θ₁)보다 크고, 상기 두 각의 차이(θ₃)는 상기 메인샤프트의 편심각(α)의 2배이며,
상기 회전륜과 상기 고정륜이 접촉하는 지점의 반대편에서 상기 회전륜의 하면과 상기 하부 지지턱의 상면 사이에 형성되는 간격은, 상기 메인샤프트의 중심으로부터 멀어질수록 점점 커지고,
상기 회전륜과 상기 고정륜이 접촉하는 지점의 반대편에서 상기 회전륜의 하면과 상기 하부 지지턱의 상면이 이루는 각(θ₄)은 상기 메인샤프트의 편심각(α)의 2배이며,
상기 회전륜의 외주면이 상기 고정륜의 내주면에 접촉하거나, 상기 회전륜의 하면이 하부 지지턱의 상면에 접촉한 상태에서, 상기 메인샤프트가 선동운동할 수 있는 것을 특징으로 하는 콘형 크러셔.
제1항에 있어서,
상기 회전륜의 외주면은 상부에서 하부측을 향하여 회전반지름의 감소량이 균일하거나, 점점 커지거나, 점점 작아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 콘형 크러셔.
제1항에 있어서,
상기 고정륜의 내주면과 상기 하부 지지턱의 상면이 상기 회전륜의 외주면과 하면보다 경질로 형성되거나, 상기 회전륜의 외주면과 하면이 상기 고정륜의 내주면과 상기 하부 지지턱의 상면보다 경질로 형성된 것을 특징으로 하는 콘형 크러셔.
제1항에 있어서,
상기 회전륜의 하면과 상기 하부 지지턱의 상면은, 외곽보다 중심부가 더 높게 위치하도록 경사진 것을 특징으로 하는 콘형 크러셔.
메인 프레임과, 상기 메인 프레임 상부에 설치되는 탑 프레임과, 상기 탑 프레임의 하부 내주면 상에 장착되는 콘케이브와, 하부는 메인 프레임 내부에 수용되고 상부의 적어도 일부는 상기 콘케이브를 관통하여 상기 탑 프레임 내부에 수용되어 선동운동을 하는 메인샤프트와, 상기 메인샤프트와 결합되어 상기 메인샤프트와 함께 선동운동을 하는 맨틀코어 조립체와, 상기 메인샤프트의 하방에 위치하여 상기 메인샤프트를 선동운동 하도록 구동하는 메인샤프트 구동수단을 구비하는 콘형 크러셔에 있어서,
상기 메인샤프트의 상단부를 수용할 수 있도록 하부에 개구부가 형성되며, 상기 탑 프레임의 상부 중앙에 배치되는 현수베어링실; 및
상기 현수베어링실의 내주면에 설치되는 고정륜과, 상기 메인샤프트의 상단부에 결합되어 상기 고정륜의 내주면에 둘러싸이는 회전륜과, 상기 회전륜의 상단부로부터 상기 현수베어링실의 내주면을 향하여 환형으로 연장되어 상기 고정륜의 상단부에 의하여 지지될 수 있는 상부 지지턱을 갖는 현수베어링;을 구비하고,
상기 회전륜의 외주면은 상부에서 하부측으로 갈수록 회전반지름이 작아지는 회전체 형상이고, 상기 고정륜의 내주면은 상기 회전륜의 외주면 형상에 대응되도록 상부에서 하부측으로 갈수록 내경이 작아지도록 형성되고,
상기 고정륜의 중심축을 따라 상기 고정륜을 자른 단면의 내주면이 이루는 각(θ₂)은 상기 회전륜의 중심축을 따라 상기 회전륜을 자른 단면의 외주면이 이루는 각(θ₁)보다 크고, 상기 두 각의 차이(θ₃)는 상기 메인샤프트의 편심각(α)의 2배이며,
상기 회전륜과 상기 고정륜이 접촉하는 지점의 반대편에서 상기 고정륜의 상면과 상기 상부 지지턱의 하면 사이에 형성되는 간격은, 상기 메인샤프트의 중심으로부터 멀어질수록 점점 커지고,
상기 회전륜과 상기 고정륜이 접촉하는 지점의 반대편에서 상기 고정륜의 상면과 상기 상부 지지턱의 하면이 이루는 각(θ₅)은 상기 메인샤프트의 편심각(α)의 2배이며,
상기 회전륜의 외주면이 상기 고정륜의 내주면에 접촉하거나, 상기 상부 지지턱의 하면이 상기 고정륜의 상면에 접촉한 상태에서, 상기 메인샤프트가 선동운동할 수 있는 것을 특징으로 하는 콘형 크러셔.
제5항에 있어서,
상기 회전륜의 외주면은 상부에서 하부측을 향하여 회전반지름의 감소량이 균일하거나, 점점 커지거나, 점점 작아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 콘형 크러셔.
제5항에 있어서,
고정륜의 내주면과 상면이 상기 회전륜의 외주면과 상기 상부 지지턱의 하면보다 경질로 형성되거나, 상기 회전륜의 외주면과 상기 상부 지지턱의 하면이 상기 고정륜의 내주면과 상면보다 경질로 형성된 것을 특징으로 하는 콘형 크러셔.
제5항에 있어서,
상기 고정륜의 상면과 상기 상부 지지턱의 하면은, 외곽보다 중심부가 더 높게 위치하도록 경사진 것을 특징으로 하는 콘형 크러셔.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 메인샤프트의 외주면에 끼워지고, 상기 회전륜 내주면의 형상에 대응되도록 상부측에서 하부측으로 갈수록 좁아지는 외주면을 갖는 해체 슬리브; 및
상기 해체 슬리브를 아래 방향으로 가압하여 상기 해체 슬리브의 외주면이 상기 회전륜의 내주면에 밀착될 수 있도록 상기 해체 슬리브의 상부로 노출된 상기 메인샤프트의 상단에 체결되는 고정 너트;를 구비한 것을 특징으로 하는 콘형 크러셔.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 회전륜이 메인샤프트의 길이방향을 따라 아래를 향하여 끼워지는 깊이를 제한하는 단턱부가 상기 메인샤프트의 상단부에 형성되고,
상기 회전륜의 하단부와 상기 단턱부의 사이에는 개재될 수 있는 회전륜측 갭부재의 개수를 증감시키는 것에 의하여, 상기 메인샤프트의 상기 현수베어링실에 대한 상대 높이를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 콘형 크러셔.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 고정륜은 그 하부에 계단형상의 단턱부(224a)를 갖고,
상기 현수베어링실은 그 내측면에 상기 단턱부(224a)에 대응되는 계단형상의 단턱부(217)를 갖고,
상기 단턱부(224a)와 상기 단턱부(217) 사이에 개재될 수 있는 고정륜측 갭부재의 개수를 증감시키는 것에 의하여, 상기 메인샤프트의 상기 현수베어링실에 대한 상대 높이를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 콘형 크러셔.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 현수베어링실의 하단부에 설치되고, 상기 현수베어링실 하부의 개구부와 상기 메인샤프트의 외주면 사이로 먼지 유입을 차단하는 현수베어링 씨일부재를 더 구비하고,
상기 메인샤프트의 선동운동의 중심은 상기 메인샤프트의 축선 상에 위치하며,
상기 메인샤프트의 선동운동에 의한 상기 현수베어링 씨일부재의 변형량이 최소화될 수 있도록, 상기 현수베어링 씨일부재의 내경부는 상기 선동운동의 중심 근방에 배치된 것을 특징으로 하는 콘형 크러셔.