KR102446288B1 - 롤러 커버를 구비한 암석 파쇄장치 - Google Patents

Abstract

공사용 골재를 제조하기 위해, 수급이 용이한 암석을 분쇄기에 넣어 파쇄하는 암석파쇄장치가 활용된다.
이러한 암석파쇄장치는 투입되는 암석의 강도로 인해 파쇄작업을 수행하는 롤러가 쉽게 마모되어 주기적으로 교체해야 하고, 교체된 롤러간격을 다시 교정하는 등 작업성과 생산성이 저해하는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 롤러커버를 구비한 암석파쇄장치는 암석파쇄장치의 외관을 형성하는 프레임과, 파쇄 대상을 수령하여 하방으로 안내하는 호퍼, 파쇄 간격을 사이에 두고 상호 평행하게 배치되어 상기 호퍼로부터의 암석을 수령하여 파쇄하는 한 쌍의 파쇄롤러유니트를 포함하고, 상기 각 파쇄롤러유니트는, 원주 방향을 따라 다수의 장착지지면을 가지는 다각기둥 형상의 롤러코어, 상기 장착지지면들에 형상 맞춤하여 탈착 가능하게 접촉 장착되는 장착면과 암석들을 파쇄하는 원호상의 파쇄외표면을 가지는 다수의 롤러커버를 가지며, 상기 롤러코어룰 회전구동시키는 롤러구동부를 가진다.
암석파쇄장치의 롤러에 복수의 롤러커버를 적용함으로써 롤러의 마모로 인한 교체비용 발생을 최소화하여 경제성을 높이는 효과가 있다.
또한, 산출된 골재의 입도 측정 결과에 기초하여 축간거리를 자동적으로 조절할 경우, 산출되는 골재의 입도를 실시간으로 최적의 품질로 유지할 수 있어 생산성과 품질을 높일 수 있다.

Description

롤러 커버를 구비한 암석 파쇄장치 {A roll crusher equipped with a roller cover}

본 발명은 롤러 커버를 구비한 암석 파쇄장치에 관한 것이다.

암석파쇄장치는 크기가 불균일하지만 주로 강이나 산 등에서 수급이 쉬운 암석을 분쇄기에 넣고 파쇄하여 작고 균일한 품질의 공사용 골재를 제조하는 장치이다.

이러한 암석파쇄장치를 이용할 때, 투입되는 암석의 강도가 높아 파쇄작업을 수행하는 롤러의 외부 면이 쉽게 마모되어 롤러 전체를 수시로 교체해야 하는 문제가 있었다. 또한, 롤러의 변형으로 인해 균일한 품질의 골재를 얻기가 어려워 작업 공정을 정지하여 파쇄 롤러의 간격을 교정하는 등 작업성 및 생산성이 저하되는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 마모된 롤러의 교체비용을 최소화하여 경제성을 높인 암석파쇄장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 실시간으로 축간거리를 자동 조절하여 생산성과 품질을 높일 수 있는 암석파쇄장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따른 롤러커버를 구비한 암석파쇄장치는 암석파쇄장치의 외관을 형성하는 프레임과, 파쇄 대상을 수령하여 하방으로 안내하는 호퍼, 파쇄 간격을 사이에 두고 상호 평행하게 배치되어 상기 호퍼로부터의 암석을 수령하여 파쇄하는 한 쌍의 파쇄롤러유니트를 포함하고, 상기 각 파쇄롤러유니트는, 원주 방향을 따라 다수의 장착지지면을 가지는 다각기둥 형상의 롤러코어, 상기 장착지지면들에 형상 맞춤하여 탈착 가능하게 접촉 장착되는 장착면과 암석들을 파쇄하는 원호상의 파쇄외표면을 가지는 다수의 롤러커버를 가지며, 상기 롤러코어룰 회전구동시키는 롤러구동부에 의해 달성된다.

또한, 상기 롤러코어는 상기 장착지지면으로부터 반경방향을 따라 형성되며 길이방향을 따라 간격을 두고 배치되는 다수의 체결암나사공을 가지며, 상기 롤러커버들은 상기 체결암나사공에 대응하며 체결볼트의 머리부가 걸리는 내향플랜지부를 갖는 장착공을 가지며, 상기 장착공에 결합되어 상기 체결볼트를 차폐하며 상기 롤러커버와 같거나 낮은 경도를 갖는 재질의 차폐플러그를 가지는 경우, 롤러코어와 롤러커버의 체결을 견고하게 유지하며 체결부에 이물질 유입을 차단한다.

또한, 상기 프레임은 상기 파쇄롤러유니트 중 하나가 설치되는 고정프레임부와, 상기 파쇄롤러유니트 중 다른 하나를 지지하여 상기 고정프레임부에 슬라이딩가능하게 지지되어 상기 파쇄롤러유니트들 간의 축간거리 조절을 가능하게 하는 가동프레임부와, 상기 가동프레임부를 슬라이딩 이동하여 상기 축간거리를 조절하는 조절실린더를 가질 경우, 파쇄롤러유니트간의 간격을 조절할 수 있도록 한다.

또한, 상기 파쇄롤러유니트에서 파쇄된 파쇄암석입자를 모니터링하여 입도를 측정하는 입도측정부와, 상기 롤러코어간의 중심축간거리를 감지하는 축간거리 감지부와, 상기 입도측정부의 신호로부터 상기 롤러코어간의 파쇄간격상태를 추정해 출력 입도가 목표 입도보다 크면 파쇄간격이 미리 설정된 단위간격만큼 자동조절되도록 상기 조절구동부를 제어하며, 상기 축간거리 감지부의 신호에 기초하여 롤러커버의 교체시기를 판단하는 제어부를 가지는 경우, 롤러의 마모에 따른 간격조절을 자동으로 수행하며, 롤러커버의 교체시기를 자동으로 알려줄 수 있다.

본 발명에 따른 암석파쇄장치는 롤러의 마모로 인한 교체비용 발생을 최소화하여 경제성을 높이는 효과가 있다.

또한, 바람직한 실시예에 따르면, 산출된 골재의 입도 측정 결과에 기초하여 축간거리를 자동적으로 조절할 경우, 산출되는 골재의 입도를 실시간으로 최적의 품질로 유지할 수 있어 생산성과 품질을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 암석파쇄장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 파쇄롤러유니트의 종단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 파쇄롤러유니트의 횡단면도이다.
도 4(a) 및 (b)는 파쇄롤러유니트의 다른 실시예들의 횡단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 암석파쇄장치의 제어블록도이다.

이하, 본 발명에 따른, 암석파쇄장치(10)를 도1 내지 도5을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 롤러커버를 구비한 암석파쇄장치(10)는 프레임(100)의 호퍼(200)로 유입되는 암석을 한 쌍의 파쇄롤러유니트(400)를 통해 알맞은 크기로 파쇄하고, 잘게 파쇄된 골재를 배출한다. 이 과정에서 제어부(500)를 통해 롤러의 마모 정도를 파악하고 이에 대응하는 기능을 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 암석파쇄장치(10)의 사시도이다. 도시된 바와 같이, 프레임(100)과 프레임(100)의 상부에 배치된 호퍼(200)를 갖는다. 호퍼(200)는 파쇄 대상 암석을 수령 하여 하방으로 안내한다.

호퍼(200)의 아래에는 한 쌍의 파쇄롤러유니트(400)가 설치되어 있다. 파쇄롤러유니트(400)들은 프레임(100)상에 상호 평행하게 배치되어 있으며, 각 파쇄롤러유니트(400)에는 회전구동용 롤러구동부(410)가 부속되어 있다. 프레임(100)에는 파쇄롤러유니트(400)들을 지지하기 위한 롤러축지지부(430)들이 마련되어 있다.

프레임(100)은 고정프레임부(120)와 고정프레임부(120)에 대해 슬라이딩 접근 및 이격 가능한 가동프레임부(140)로 이루어져 있다. 이들 고정프레임부(120)와 가동프레임부(140)에 파쇄롤러유니트(400)가 각각 하나씩 설치된다. 고정프레임부(120)에는 가동프레임부(140)의 이격 및 접근 슬라이딩이동을 안내하는 가이드레일이 마련되어 있고, 가동프레임부(140)는 이 가이드레일에 안내되어 슬라이딩 이동한다. 고정프레임부(120)에 대한 가동프레임부(140)의 슬라이딩 이동을 구동하기 위해 유압력을 이용해 구동되는 조절실린더(300)가 마련되어 있다.

도 2는 파쇄롤러유니트(400)의 종단면도이다. 도시된 바와 같이 파쇄롤러유니트(400)는 양 단이 롤러축지지부(430)에 의해 프레임(100)상에 지지되어 있다. 파쇄롤러유니트(400)는 회전축을 형성하며 롤러축지지부(430)에 회전가능하게 지지되는 롤러축(420)과, 롤러축(420)과 일체로 회전하는 롤러(440)를 갖는다. 롤러축(420)의 일단에는 롤러축(420)을 회전구동하는 롤러구동부(410)가 결합되어 있다. 롤러(440)는 축방향 중앙 영역의 원통형 내경면을 갖는 롤러코어(450)와 롤러코어(450)의 양단에 결합되는 한 쌍의 롤러단부부재(470)를 갖는다. 롤러단부부재(470)와 롤러축(420)은 축선방향을 따라 맞물리는 물림키(480)에 의해 연결되어 일체 회전 가능하게 결합된다. 이에 의해 롤러구동부(410)가 롤러축(420)을 회전 구동하면 롤러축(420)의 회전운동은 롤러단부부재(470)를 통해 롤러코어(450)의 회전운동으로 전달된다.

도 3은 파쇄롤러유니트의 횡단면을 나타낸 것이며, 구체적으로는 롤러(440)의 횡단면 형상을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 롤러코어(450)는 외주면이 8각 단면 형상으로 형성되며, 각 외표면에는 롤러커버(460)가 부착되어 있다. 롤러코어(450)는 8각 단면 형상에 한정되지 않고 다양한 다각 단면 외표면 형상을 가질 수 있다. 롤러커버(460)는 체결볼트(490)들에 의해 롤러코어(450)와 일체로 결합되어 있다. 체결볼트(490)들은 각 롤러커버(460)에 축선방행을 따라 다수 개가 배치되어 있다. 롤러코어(450)의 외표면은 장착지지면(451)으로서 롤러커버(460)와의 접촉면 역할을 하고, 이에 대응하여 롤러커버(460)는 장착면(461)을 갖는다.

롤러커버(460)의 외측면인 파쇄외표면(464)은 반경방향 단면형상이 원호상으로 형성되어 있으며, 연접한 롤러커버(460)들은 상호 연결되어 전체적으로 롤러(440)의 원통형 파쇄작업표면을 형성한다. 롤러커버(460)에는 체결볼트(490)가 관통하는 장착공(462)이 형성되어 있으며, 장착공(462)의 내측단에는 체결볼트(490)의 머리부분이 걸리는 내향플랜지부(463)가 형성되어 있다. 장착공(462)은 체결볼트(490)의 머리부분이 충분한 깊이로 매몰될 수 있는 깊이를 가지며, 이에 의해 롤러커버(460)가 마모한도까지 마모되더라도 체결볼트(490)가 손상되지 않는다. 장착공(462)에는 체결볼트(490)가 노출되지 않도록 보호하는 차폐플러그(491)가 장착된다. 차폐플러그(491)는 장착공(462)에 나사결합 혹은 억지끼움 등의 방식으로 결합된다. 이러한 차폐플러그(491)의 재질은 롤러커버(460)와 동일하거나 낮은 경도의 물질로 제작되는 것이 바람직하다. 차폐플러그(491)가 롤러커버(460)의 재질보다 경도 혹은 강도가 높을 경우, 파쇄작업 과정에서 롤러커버(460)가 마모될 때 차폐플러그(491)만이 돌출 상태로 잔존하여 롤러커버(460) 전체의 파손을 초래할 수 있기 때문이다. 또한, 차폐플러그(491)의 장착깊이는 롤러커버(460)의 마모 한도보다 깊도록 하여야 한다. 이는 롤러커버(460)가 마모한도까지 마모되더라도 차폐플러그가 잔존하여 체결볼트(490)의 보호기능을 유지할 수 있도록 하기 위한 것이다.

도4(a) 및 도4(b)는 롤러코어(450)와 롤러커버(460)의 결합 구조에 대한 다른 실시예들을 나타낸 것이다. 도3의 실시예에서는 롤러코어(450)의 장착지지면(451)과 롤러커버(460)의 장착면(461)이 서로 평탄면으로 면접촉 하는 것으로 도시되어 있으나, 도4(a) 및 도4(b) 실시예에서는 롤러코어(450)에 축선방향을 따른 물림그루브(456, 466)가 형성되어 있고, 롤러코어(450)에 상대되는 롤러커버(460)의 장착면에는 물림그루브(456, 466)에 대응하여 형성되는 물림리브(458, 468)가 서로 맞물리도록 형성된다. 이에 의해 원주방향의 회전에 따라 체결볼트(490)에 가해지는 전단력이 롤러코어(450)와 롤러커버(460)에 분산되는 효과를 가질 수 있다. 도4(a)의 실시예는 물림그루브(456, 466)와 물림리브(458, 468)가 단순한 장방형의 단면형상을 가지고 맞물린다. 도4(b)의 실시예에서는 물림그루브(456, 466)와 물림리브(458, 468)가 도브테일형상으로 맞물린다. 도4(b)의 실시예는 도4(a)의 실시예에 비해 롤러코어(450)와 롤러커버(460) 간의 반경방향 결속력이 더 크다는 차이가 있다.

도 5는 본 발명의 제어블록도이다. 본 발명에 따른 암석파쇄장치(10)는 파쇄롤러유니트(400)에 의해 산출된 골재의 입도를 측정하는 입도측정센서(600)와 축간거리감지부(700)를 갖는다. 입도측정센서(600)와 축간거리감지부(700)로부터 측정된 신호는 제어부(500)에 제공된다. 입도측정센서(600)는 비전시스템 등으로 구성되어 골재의 입도에 관한 정보를 제어부(500)에 제공한다. 제어부(500)는 입도측정센서(600)로부터 측정된 신호에 기초하여 골재의 입도가 설정된 범위를 벗어난 것으로 파악되면, 미리 설정된 골재의 입도가 나올 수 있도록 조절실린더(300)를 제어하여 파쇄롤러유니트(400)간의 간격을 조절한다. 즉, 골재의 입도가 설정 범위 이상으로 크다면, 롤러커버(460)의 마모 혹은 축간거리 이격에 기인한 것으로 보고, 축간거리를 축소하며, 이와 반대로 입도측정센서(600)로부터 측정되는 골재의 입도가 작으면 파쇄롤러유니트(400)간의 축간거리를 이격시킨다. 축간거리감지부(700)는 비전시스템 또는 초음파 시스템 등으로 구성되어 파쇄롤러유니트(400)간의 간격을 실시간으로 감지하여 제어부(500)에 제공한다. 이에 따라 롤러커버(460)의 마모한도 도달시기를 파악할 수 있으며, 마모한도 도달시 경보신호를 전달하여 롤러커버(460)의 교체가 이루어질 수 있도록 한다.

그리고, 암석파쇄장치(10)는 롤러커버(220)의 마모한도 도달 시 제어부(500)로부터 경보 신호를 전달하여 작업자가 롤러커버(220)를 교체하도록 하는 경보부(800)를 구비할 수 있다.

또한, 상기 경보부(800)를 통한 경보 신호의 전파가 쉽게 이뤄지지 않을 경우를 대비하여 제어부(500)는 별도의 통신부(900)를 통해 원격적으로 현 상태를 모니터링하고 교체 시기를 별도의 외부 장치에 통지할 수도 있다.

이상과 같은 구성에 의하여, 호퍼(200)를 통해 투입된 암석은 파쇄롤러유니트(400)를 지나고. 파쇄가 진행됨에 따라 롤러커버(460)에 마모가 발생하게 된다. 마모가 한도 이상으로 발생하면 축간거리감지부(700)에 의해 감지되는 파쇄롤러유니트(400)의 축간거리가 설정 범위를 벗어나게 된다. 이때 축간거리감지부(700)로 부터의 신호에 기초하여 제어부(500)가 경보를 울리고, 사용자는 암석파쇄장치(10)의 작동을 멈춰 롤러커버(460)를 분리, 마모된 부분에 해당하는 새로운 롤러커버(460)를 장착하여 재조립하고 작업을 재개한다.

이러한 과정을 통해, 파쇄롤러유니트(400)를 통채로 교체하는 것이 아니라 마모가 심한 롤러커버(460) 일부만을 교체하여 장치 유지비용을 절감할 수 있으며, 롤러커버(460)의 재료를 고가의 초경재료로 적용해 파쇄롤러유니트(400)의 강도는 높이면서도 유지비와 제조비용을 줄여 경제성을 높일 수 있다.

10 : 암석파쇄장치 100 : 프레임
120 : 고정프레임부 140 : 가동프레임부
200 : 호퍼 300 : 조절실린더
400 : 파쇄롤러유니트 410 : 롤러구동부
420 : 롤러축 430 : 롤러축지지부
440 : 롤러 450 : 롤러코어
451 : 장착지지면 452 : 체결암나사공
456 : 물림그루브 458 : 물림리브
460 : 롤러커버 461 : 장착면
462 : 장착공 463 : 내향플랜지부
464 : 파쇄외표면 466 : 물림그루브
468 : 물림리브 470 : 롤러단부부재
480 : 물림키 490 : 체결볼트
491 : 차폐플러그 500 : 제어부
600 : 입도측정부 700 : 축간거리감지부
800 : 경보부 900 : 통신부

Claims (4)

1. 암석파쇄장치에 있어서,
   프레임과,
   상기 프레임의 상부에 설치되어 파쇄 대상 암석을 수령하여 하방으로 안내하는 호퍼와,
   상기 프레임에 파쇄 간격을 사이에 두고 상호 평행하게 배치되어 상기 호퍼로부터의 암석을 수령하여 파쇄하는 한 쌍의 파쇄롤러유니트를 포함하고,
   상기 각 파쇄롤러유니트는, 원주 방향을 따라 다수의 장착지지면을 가지는 다각기둥 형상의 롤러코어와, 상기 각 장착지지면에 형상 맞춤하여 탈착 가능하게 접촉 장착되는 장착면과 암석들을 파쇄하는 원호상의 파쇄외표면을 가지는 다수의 롤러커버와, 상기 롤러코어를 회전 구동시키는 롤러구동부를 가지는 것을 특징으로 하는 암석파쇄장를 가지며,
   상기 프레임은,
   상기 파쇄롤러유니트 중 하나가 설치되는 고정프레임부와, 상기 파쇄롤러유니트 중 다른 하나를 지지하여 상기 고정프레임부에 슬라이딩가능하게 지지되어 상기 파쇄롤러유니트들 간의 축간거리 조절을 가능하게 하는 가동프레임부와, 상기 가동프레임부를 슬라이딩 이동하여 상기 축간거리를 조절하는 조절실린더를 더 포함하며,
   상기 파쇄롤러유니트에서 파쇄된 파쇄암석입자를 모니터링하여 입도를 측정하는 입도측정부와,
   상기 롤러코어 간의 중심 축간거리를 감지하는 축간거리감지부와,
   상기 입도측정부의 신호로부터 상기 롤러코어간의 파쇄 간격상태를 추정해 출력 입도가 목표 입도보다 크면 파쇄간격이 미리 설정된 단위간격만큼 자동 조절되도록 상기 조절실린더를 제어하며, 상기 축간거리감지부의 신호에 기초하여 롤러커버의 교체시기를 판단하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암석파쇄장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 롤러코어는 상기 장착지지면으로부터 반경방향을 따라 형성되며 길이방향을 따라 간격을 두고 배치되는 다수의 체결암나사공을 가지며,
   상기 롤러커버들은 상기 체결암나사공에 대응하며 체결볼트의 머리부가 걸리는 내향플랜지부를 갖는 장착공을 가지며,
   상기 장착공에 결합되어 상기 체결볼트를 차폐하며, 상기 롤러커버와 같거나 낮은 경도를 갖는 재질의 차폐플러그를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암석파쇄장치.
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