JP2015188771A

JP2015188771A - コーンクラッシャ用マントル

Info

Publication number: JP2015188771A
Application number: JP2014065889A
Authority: JP
Inventors: 真吾宮田; Shingo Miyata
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2015-11-02

Abstract

【課題】コーンクラッシャのマントルに偏摩耗が生じた場合に、容易に且つ安価に破砕の処理能力を維持できるようにする。【解決手段】供給側から排出側に向かって徐々に広がる破砕用内面１１を有するコーンケーブ１０と、前記コーンケーブ１０の破砕用内面１１に対向し前記供給側から前記排出側に向かって徐々に広がる破砕用外面２１を有するマントル２０とを備え、前記対向面１１，２１間に形成された破砕空間内に前記供給側から供給された被破砕物Ａを破砕し前記排出側へ排出するコーンクラッシャ１に用いられる前記マントル２０において、前記破砕用外面２１は、前記供給側から前記排出側に向かって徐々に広がる形状を有するマントル本体２２と、そのマントル本体２２の排出側の裾部に取り付けられた前記マントル本体２２とは別部材からなる耐摩耗歯板２７とによって形成されているコーンクラッシャ用マントルとした。【選択図】図１

Description

この発明は、各種塊状物等を破砕するコーンクラッシャに用いられるコーンクラッシャ用マントルに関するものである。

従来から、コンクリート塊や、アスファルト舗装材、岩石、砕石、その他塊状物等を圧縮破壊させる破砕機として、コーンクラッシャが使われている。

コーンクラッシャは、その内面に円錐状内面を有する傘状のコーンケーブと、そのコーンケーブの円錐状内面に対向する円錐状外面を有するマントルとを備え、その円錐面からなる破砕面同士の間に、被破砕物を破砕する破砕空間を形成している。

破砕空間は、円錐の頂部側が、被破砕物を供給する側（以下、「供給側」という）となっており、円錐の裾部側が、被破砕物を排出する側（以下、「排出側」という）となっている。マントルの軸心とコーンケーブの軸心とは一直線上になく、両者の軸心は偏心して配置されている。

コーンケーブに対して、マントルが軸周りに相対回転すると、破砕空間内に供給された被破砕物は、狭小空間内を排出側へ移動しながら、間隔が増減する両円錐面間に作用する圧縮力によって破砕される。破砕によって細かくなった破砕粒は、排出側端部から破砕空間外へ排出されていく（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−２３３９４４号公報

従来のマントルは、部材の素材が全体として均質であるので、破砕に伴う摩耗の激しい部分とそうでない部分とが存在する。具体的には、コーンケーブに対向する円錐状外面のうち、特に、裾部の摩耗量が、他の頂部寄り部分の摩耗量よりも大きくなる傾向がある。

このような偏摩耗は、破砕時の負荷が破砕空間の上方部分で低く、下方部分で高いことから発生する。マントルの偏摩耗に対応して、マントルとコーンケーブの軸方向位置を調整することも可能であるが、そうすると、破砕空間の幅（マントルの軸心を中心とする半径方向への空間寸法）が変化するので、処理能力を一定に保つことができない。

また、摩耗を抑制するために、マントルの材質を、通常の高マンガン鋼に代えて、高クロム鋼等のさらに硬い素材とする手法も考えられる。しかし、このような硬い素材を採用すると、マントルの割れや破損に繋がるおそれがある。

このため、現状では、マントルの材質に高クロム鋼等は採用せず、使用によりマントルに偏摩耗が生じた場合は一旦運転を中断して、マントルに肉盛りやはつりを行うことで空間寸法を調整したり、あるいは、マントル全体を別のものに交換することで対応している。
しかし、マントルへの肉盛りやはつり作業は非常に煩雑であり、また、マントルの部材全体を交換することは、コスト高の原因となるので改善の余地がある。

そこで、この発明の課題は、コーンクラッシャのマントルに偏摩耗が生じた場合に、容易に且つ安価に破砕の処理能力を維持できるようにすることである。

上記の課題を解決するために、この発明は、供給側から排出側に向かって徐々に広がる破砕用内面を有するコーンケーブと、前記コーンケーブの破砕用内面に対向し前記供給側から前記排出側に向かって徐々に広がる破砕用外面を有するマントルとを備え、前記コーンケーブと前記マントルとの相対回転により前記対向面間に形成された破砕空間内に前記供給側から供給された被破砕物を破砕し前記排出側へ排出するコーンクラッシャに用いられる前記マントルにおいて、前記破砕用外面は、前記供給側から前記排出側に向かって徐々に広がる形状を有するマントル本体と、そのマントル本体の排出側の裾部に取り付けられた前記マントル本体とは別部材からなる耐摩耗歯板とによって形成されていることを特徴とするコーンクラッシャ用マントルを採用した。

マントルの破砕用外面を、マントル本体と、そのマントル本体の裾部に取り付けられた別部材の耐摩耗歯板とによって形成したので、耐摩耗歯板のみを交換することにより、マントルを再使用できる。このため、摩耗の少ない部分の部材を繰り返し利用することで、コスト削減に寄与し得る。また、耐摩耗歯板がマントル本体とは別部材であるので、従来の肉盛りやはつり作業と比較して、作業の煩雑さを解消し得る。

ここで、前記耐摩耗歯板は、前記マントル本体の裾部において、軸周り全周に亘って連続的に又は断続的に設けることができるが、前記耐摩耗歯板は、特に、前記マントル本体の裾部全周に取り付けられる環状の部材とすることが望ましい。

このとき、前記耐摩耗歯板は、前記マントル本体の排出側端部に取り付けられ供給側から排出側に向かって徐々に広がる形状を有する補助部材の外周側に固定されており、前記耐摩耗板の供給側端部は、前記マントル本体の排出側に向く端面に臨んでいる構成を採用することができる。

耐摩耗歯板を、補助部材を介してマントル本体に固定するようにすれば、予め耐摩耗歯板を補助部材に固定しておくことで、マントル本体に対する固定作業が容易となる。また、耐摩耗歯板の固定構造、固定作業の自由度が高まる。

また、補助部材を用いれば、耐摩耗歯板を最小限度の部位に限定して使用することができるので、高価な金属材料の使用量を減らし、コスト削減に寄与し得る。

さらに、耐摩耗歯板を補助部材に固定した状態において、耐摩耗歯板の供給側端部を、マントル本体の排出側に向く端面に臨ませれば、耐摩耗歯板は、補助部材の小径側である供給側端部から容易に差し入れることができる。

前記補助部材は、前記マントル本体に嵌め込み固定、接着固定、又は、溶着固定され、前記マントル本体の裾部に、前記補助部材の内面と嵌合する円錐状外面又は円筒状外面を備える係合部が形成されている構成を採用すれば、補助部材とマントル本体との接合面の位置合わせが容易で、接触面積の増大によりその接合力も増強される。

また、前記耐摩耗板の内面と、それに面接触する前記補助部材の外面とは、供給側から排出側に向かって徐々に広がる形状を有し、その内面と外面に、相互に嵌合するキーとキー溝を設けた構成を採用することができる。

この発明は、マントルの破砕用外面を、マントル本体と、そのマントル本体の裾部に取り付けられた別部材の耐摩耗歯板とによって形成したので、耐摩耗歯板のみを交換することにより、マントルを再使用できる。このため、コスト削減に寄与し得る。また、耐摩耗歯板がマントル本体とは別部材であるので、従来の肉盛りやはつり作業と比較して作業の煩雑さを解消し得る。

したがって、コーンクラッシャのマントルに偏摩耗が生じた場合に、容易に且つ安価に破砕の処理能力を維持できる。

この発明の一実施形態を示すコーンクラッシャの断面図マントルの分解斜視図（ａ）（ｂ）は、それぞれマントルの裾部の例を示す断面図

この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、コーンクラッシャ１の断面図、図２は、コーンクラッシャ１に用いられるマントル２０の分解斜視図、図３は、（ａ）（ｂ）は、それぞれマントル２０の裾部を示す要部拡大断面図である。

コーンクラッシャ１の構成は、図１に示すように、図中上部において、被破砕物Ａを貯留する供給部２を備え、その供給部２の下方に、被破砕物Ａの破砕部６を備える。破砕装置は、図中上部の供給部２を設けた側（以下、「供給側」という）から、図中下部の排出する側（以下、「排出側」という）に向かって徐々に広がる破砕用内面１１を有するコーンケーブ１０と、コーンケーブ１０の破砕用内面１１に対向し供給側から排出側に向かって徐々に広がる破砕用外面２１を有するマントル２０とを備えている。

この実施形態では、コーンケーブ１０及びマントル２０はそれぞれコーン形状と呼ばれる傘型を成しており、破砕用内面１１及び破砕用外面２１は、それぞれ、供給側から排出側に向かって徐々に広がる円錐面の組み合わせで構成されている。

破砕用内面１１と破砕用外面２１との間に形成された破砕空間は、コーンケーブ１０の円錐状内面（破砕用内面１１）の軸心３ａに直交する方向に対する傾斜角αと、マントル２０の円錐状外面（破砕用外面２１）の軸心４ａに直交する方向に対する傾斜角βとが、概ねα＞βの関係、あるいは、局部的にはα＝βの箇所が介在する関係にあって、供給側から排出側へ向かって徐々に狭くなる狭小空間を有している。

コーンケーブ１０とマントル１０との相対回転により、供給部２から破砕空間内に供給された被破砕物Ａを圧縮破砕する。破砕された破砕粒Ｂは、排出側から破砕空間外へ排出される。

コーンケーブ１０とマントル２０との相対回転は、通常は、固定のコーンケーブ１０に対して、マントル２０を軸周り回転させることにより行われる。

マントル２０の回転は、図示しない電動機等の駆動源からの駆動力により、駆動部材５を通じてエキセントリック３が回転駆動される。エキセントリック３の回転により、エキセントリック３の軸心３ａに対して、その軸心４ａがやや斜め方向を向くように設けられたシャフト４は、軸心３ａに対して偏心回転運動、すなわち、平面視における任意の断面において、シャフト４は、軸心４ａが軸心３ａ周りを公転しながら、その軸心４ａ周りに自転する。

シャフト４の回転により、そのシャフト４に固定されたマントル２０も、軸心３ａに対して偏心回転運動、すなわち、平面視における任意の断面において、軸心４ａが軸心３ａ周りを公転しながら、その軸心４ａ周りに自転し、いわゆる旋動運動を行う。なお、コーンケーブ１０の軸心は、エキセントリック３の軸心３ａに一致するように配置されている。

マントル２０の偏心回転運動に伴い、マントル２０の破砕用外面２１は、対向するコーンケーブ１０の破砕用内面１１との間で、破砕空間の隙間の増減を繰り返し、被破砕物Ａを破砕する。
このため、コーンケーブ１０とマントル２０は、それぞれ、少なくとも破砕空間に面する部分に、耐摩耗材質の金属として高マンガン鋼を採用している。

さらに、マントル２０は、排出側に近い裾部に、高マンガン鋼よりもさらに耐摩耗性能が高い素材である高クロム鋼からなる耐摩耗歯板２７を取り付けている。

すなわち、マントル２０の破砕用外面２１は、図１に示すように、供給側から排出側に向かって徐々に広がる形状を有するマントル本体２２と、そのマントル本体２２の排出側の裾部に取り付けられたマントル本体２２とは別部材からなる耐摩耗歯板２７とによって形成されている。

耐摩耗歯板２７は、図２に示すように、マントル本体２２の裾部において、軸周り全周に亘って連続的に設けられる環状の部材である。また、耐摩耗歯板２７は、同じく環状を成す補助部材２５を介して、傘状のマントル本体２２に固定されている。

環状の補助部材２５は、供給側から排出側に向かって徐々に広がる形状を有し、補助部材２５の小径側である供給側端部が、マントル本体２２の大径側である排出側端部に溶接により固定される。

耐摩耗歯板２７は、補助部材２５をマントル本体２２に固定する前に、予め、補助部材２５の外周側に設けた嵌合凹部２５ａに嵌った状態に固定される。その固定は、嵌め込み固定であってもよいし、接着固定、あるいは、溶接固定等であってもよい。

耐摩耗歯板２７と補助部材２５とは、コーンケーブ１０の破砕用内面１１に対向する外面が面一であり、マントル本体２２の外面とともに、破砕用外面２１を構成する。

また、耐摩耗歯板２７と補助部材２５とは、コーンケーブ１０の排出側端部に向く端面が面一である。すなわち、耐摩耗歯板２７の供給側端部は、マントル本体２２の排出側に向く端面に臨んでいる。

一体になった耐摩耗歯板２７と補助部材２５とは、マントル本体２２の排出側端部に固定される。その固定は、嵌め込み固定であってもよいし、接着固定、あるいは、溶接固定等であってもよい。

図３（ａ）の例は、マントル本体２２の排出側端部に、補助部材２５の内面に密着する円錐状外面２６ａからなる係合部２６が形成されたものである。補助部材２５の供給側端部に設けた突出端２８の内面が係合面２８ａとなっており、この係合面２８ａに、マントル本体２２側の円錐状外面２６ａが強く面接触した状態に圧入される。
この構成を採用すれば、補助部材２５とマントル本体２２との接合面の位置合わせが容易で、また、接触面積の増大により、その嵌め込み固定による接合力も増強される。なお、ここで、接着材や溶接を併用してもよい。

図３（ｂ）の例は、マントル本体２２の排出側端部に、補助部材２５の内面に密着する円筒状外面２６ｂからなる係合部２６が形成されたものである。補助部材２５の供給側端部に設けた突出端２８の内面が係合面２８ａとなっており、この係合面２８ａに、マントル本体２２側の円筒状外面２６ｂが強く面接触した状態に圧入される。
これにより、同じく、補助部材２５とマントル本体２２との接合面の位置合わせが容易で、その嵌め込み固定による接合力も増強される。ここで、接着材や溶接を併用してもよい点も同様である。

ここで、補助部材２５は、マントル本体２２の排出側端部に取り付けられる環状の部材であり、供給側から排出側に向かって徐々に広がる形状である。このため、耐摩耗歯板２７の供給側端部を、マントル本体２２の排出側に向く端面に臨ませたことにより、耐摩耗歯板２７は、部材を押し広げて無理嵌め等することなく、補助部材２５の小径側である供給側端部から容易に嵌合凹部２５ａ内に差し入れることができる。

また、耐摩耗歯板２７の内面２７ａと、それに面接触する嵌合凹部２５ａの底面（外面）２５ｂとは、供給側から排出側に向かって徐々に広がる形状、特に、ここでは円錐面となっていることから、耐摩耗歯板２７の端面２７ｂが嵌合凹部２５ａの端面２５ｃに当たる正規の位置まで、スムーズに嵌合することができる。

なお、この実施形態では、図２に示すように、耐摩耗歯板２７の内面２７ａにキー２３を、嵌合凹部２５ａの底面２６ｂにキー溝２４を設け、キー２３がキー溝２４に入り込むことで、耐摩耗歯板２７と補助部材２５との位置合わせを容易とし、その接合を強固なものとしている。ここで、耐摩耗歯板２７の内面２７ａにキー溝２４を、嵌合凹部２５ａの底面２６ｂにキー２３を設けてもよい。

この実施形態では、コーンケーブ１０とマントル２０は、それぞれ、少なくとも破砕空間に面する部分に、耐摩耗材質の金属として高マンガン鋼をした。すなわち、マントル本体２２及び補助部材２５は、高マンガン鋼製である。また、マントル２０の裾部の耐摩耗歯板２７に、さらに耐摩耗性能が高い高クロム鋼を採用した。
これらの各部位に採用する素材は自由に設定できるが、マントル２０に発生する偏摩耗を抑制するため、耐摩耗歯板２７の素材は、他の部位よりも耐摩耗性能の高い素材であることが必要である。

この実施形態では、耐摩耗歯板２７を、補助部材２５を介してマントル本体２２に取り付けたが、補助部材２５を省略して、耐摩耗歯板２７をマントル本体２２に直接取り付けてもよい。例えば、上記実施形態における耐摩耗歯板２７と補助部材２５とを一体にした形状の部材を、耐摩耗性能が高い高クロム鋼で製作し、それを、マントル本体２２の排出側端部に、嵌め込み、溶接、接着、その他手法により取り付けてもよい。

１コーンクラッシャ
２供給部
３エキセントリック
４偏心軸
５駆動部材
６破砕部
１０コーンケーブ
１１破砕用内面
２０マントル
２１破砕用外面
２２マントル本体
２３キー
２４キー溝
２５補助部材
２５ａ嵌合凹部
２６係合部
２６ａ円錐状外面
２６ｂ円筒状外面
２７耐摩耗歯板
２８突出端
２８ａ係合面

Claims

供給側から排出側に向かって徐々に広がる破砕用内面（１１）を有するコーンケーブ（１０）と、前記コーンケーブ（１０）の破砕用内面（１１）に対向し前記供給側から前記排出側に向かって徐々に広がる破砕用外面（２１）を有するマントル（２０）とを備え、前記コーンケーブ（１０）と前記マントル（２０）との相対回転により前記対向面（１１，２１）間に形成された破砕空間内に前記供給側から供給された被破砕物（Ａ）を破砕し前記排出側へ排出するコーンクラッシャ（１）に用いられる前記マントル（２０）において、
前記破砕用外面（２１）は、前記供給側から前記排出側に向かって徐々に広がる形状を有するマントル本体（２２）と、そのマントル本体（２２）の排出側の裾部に取り付けられた前記マントル本体（２２）とは別部材からなる耐摩耗歯板（２７）とによって形成されていることを特徴とするコーンクラッシャ用マントル。
前記耐摩耗板（２７）は、前記マントル本体（２０）の裾部全周に取り付けられる環状の部材であることを特徴とする請求項１に記載のコーンクラッシャ用マントル。
前記耐摩耗板（２７）は、前記マントル本体（２２）の排出側端部に取り付けられ供給側から排出側に向かって徐々に広がる形状を有する補助部材（２５）の外周側に固定されており、前記耐摩耗板（２７）の供給側端部は、前記マントル本体（２２）の排出側に向く端面に臨んでいることを特徴とする請求項２に記載のコーンクラッシャ用マントル。
前記補助部材（２５）は、前記マントル本体（２２）に嵌め込み固定、接着固定、又は、溶着固定され、前記マントル本体（２２）の裾部に、前記補助部材（２５）の内面（２５ａ）と嵌合する円錐状外面（２６ａ）又は円筒状外面（２６ｂ）を備える係合部（２６）が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のコーンクラッシャ用マントル。
前記耐摩耗板（２７）の内面（２７ａ）と、それに面接触する前記補助部材（２５）の外面（２５ｂ）とは、供給側から排出側に向かって徐々に広がる形状を有し、その内面（２７ａ）と外面（２５ｂ）に、相互に嵌合するキー（２３）とキー溝（２４）を設けたことを特徴とする請求項４に記載のコーンクラッシャ用マントル。