JP6678061B2 - 竪型ローラミル - Google Patents

Description

本発明は、石炭やセメント原料等を回転テーブルとローラを用いて、圧縮作用および摩擦作用によって粉砕するための竪型ローラミルに関する。

石炭、石灰石、ケミカル、金属ケイ素、金属シリコン、電池材料などの各種原料を粉砕する粉砕機として、竪型ローラミルが従来より使用されている。

竪型ローラミルは、ケーシング内に配置されて水平面内で回転する回転テーブル（テーブルライナを含む）と、油圧シリンダ等を使用した加圧装置により駆動されるアームにより回転テーブル上の原料（被粉砕物）に押し付けられる複数のローラとを備え、回転テーブルが回転するのに伴い、ローラが回転しながら回転テーブル上の被粉砕物を圧縮作用および摩擦作用により粉砕する装置である。

竪型ローラミルは、起動の際に被粉砕物が回転テーブル上に存在しない場合や、あるいは粉砕の進行に伴い、回転テーブル上の被粉砕物の層厚が減少し途切れる部分が生じると、ローラが回転テーブルの表面と接触（メタルタッチ）する可能性がある。この状態で運転を継続すると、ローラや回転テーブルの表面に損傷が生じる可能性がある。

そこで、そのような損傷を防止するために、竪型ローラミルには、ローラが下降したとき、回転テーブルの表面に到達する前にローラの下降を停止させるためのストッパが備えられている（例えば特許文献１）。

ここで、竪型ローラミルの運転時間の経過と共に、ローラの表面および回転テーブルの表面は、粉砕処理により磨耗が徐々に進行していくため、ストッパによる停止位置を固定しておくと、ストッパによりローラの下降が停止したときのローラと回転テーブルとの間の間隔が徐々に大きくなり、粉砕性能が低下する。

そのため、ローラがその下降を停止したときの回転テーブルとの間隔が適正になるように、運転時間の経過に応じて、ローラやテーブル表面の摩耗状況等を把握しつつ、ローラの停止位置の調整（再設定）を行うことができるようになっている。

従来の竪型ローラミルにおけるストッパは、雄ねじを備えてケーシングを貫通するストッパ本体と、当該雄ねじと螺合する雌ねじを備えてケーシングに支持されている雌ねじ部材とを有し、設定された停止位置までローラが下降したときに、アームに取り付けられた受部がストッパの先端部（当接部）に当接することによりローラの下降を停止させるように構成されている。

ローラの停止位置の設定、設定の変更または調整は、ストッパ本体をケーシング外で駆動装置または手動により回転させてケーシング内のストッパの当接部の位置を進退させることにより行うこととしている（例えば特許文献１）。

従来の竪型ローラミルにおいては、先端部にローラを保持して上下に揺動動作するアーム、当該アームを駆動する加圧装置、およびローラを設定位置で停止させるストッパが、すべてケーシングに取り付けられて支持されていた。

しかしながら、竪型ローラミルでは、回転テーブルに対する押し付け力が非常に大きく、またそのように大きな押し付け力を受けたローラの下降を停止させるためのストッパの受ける荷重も非常に大きなものとなる。また、竪型ローラミルでは、原料の粉砕に伴って振動が発生する。そのため、ケーシングは、それらの大きな荷重を支持し、振動を抑える必要があり、本来の機能である粉体の格納に加えて、十分な剛性を有することが要求され、その製造コストも大きなものとなっていた。

そこで、振動の抑制やコストの削減などを目的として、基礎コンクリートと一体に連結されたコンクリート製の架台を設け、このコンクリート製架台によりアーム等を支持する構造を備えたローラミルが提案されている。

ところで、このコンクリート製架台を採用した竪型ローラミルにおいては、ケーシングの内部に配置されたローラを揺動可能に支持するアームが、ケーシングの外部に配置されたコンクリート製架台で支持されているため、従来のようにケーシング壁を貫通させたストッパ本体をケーシング壁で支持し、ケーシングの外側における空間的制約のない場所でストッパ本体の進退操作を行う構成を採用することが困難もしくは不可能である。ストッパ本体を挿通するためにコンクリート製架台に貫通穴を形成することは、架台の強度低下の問題や、十分な寸法精度の確保が難しい。

このため、コンクリート製架台を採用した竪型ローラミルにおいては、架台の前方側（ケーシング側）において、架台とケーシングとの間の狭隘空間内にストッパを設けるとともに、当該狭隘空間においてストッパ本体の進退操作を行う必要があるが、従来のローラミルの構成によってはその実現が困難である。

また、コンクリート製架台を採用する竪型ローラミルは、多くの場合、大型のミルであるが、大型のミルにおいては、小型のミルに比べてローラの押し付け力が大きく、ローラ下降時にストッパ本体に加えられる力も大きなものとなる。

このため、コンクリート製架台を採用する大型の竪型ローラミルにおいては、ストッパ本体の先端部（当接部）と、これを受けるアームの受部との接触面積をなるべく大きくして、両者の接触箇所の損傷を防止する必要がある。例えば、ストッパ本体の当接部を他の部分とは別体に形成し、球面軸受等を介して取り付けて、当接部がストッパ本体の他の部分に対して傾動可能な構成として、アームの受部の傾斜角度に応じて当接部が傾動するようにすることが考えられる。

しかしながら、ストッパ本体の当接部を傾動可能にするために球面軸受等の傾動機構を採用すると、メンテナンス時に当該傾動機構のベアリングに給油を行う必要があり、作業者の負担が増加する。また、当該傾動機構の存在により、ストッパ本体の全長が長くなるので、コンクリート製架台を採用した竪型ローラミルのようにストッパの設置空間に制約がある場合、傾動機構を有するストッパの採用は困難である。

特開平１１−３４２３４７号公報

本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、基礎コンクリートと一体に連結されたコンクリート製架台にアームを設けた竪型ローラミルにおいて、ローラの下降時の停止位置を設定するためのストッパを、限られた設置空間内に支障なく設置できるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様による竪型ローラミルは、基礎コンクリートに支持されたケーシングと、前記基礎コンクリートと一体に連結されたコンクリート製架台と、前記ケーシング内に配置された回転テーブルと、前記コンクリート製架台に支持されたアームにより前記回転テーブル上の被粉砕物に押し付けられて前記被粉砕物を粉砕するためのローラと、前記ローラの下降時の停止位置を設定するためのストッパと、を備え、前記ストッパは、前記アームに形成された受部に当接される当接部を先端に有するストッパ本体と、前記ストッパ本体の位置を調整して前記ローラの下降時の停止位置を調整するための位置調整手段と、を備え、前記当接部は凸状球面形状を有し、前記受部は前記凸状球面形状に対応する凹状球面形状を有する、ことを特徴とする。

本発明の第２の態様には、第１の態様において、前記位置調整手段は、前記ストッパ本体の外周面に形成された雄ねじと、前記雄ねじに螺合する雌ねじが形成され、前記コンクリート製架台に設けられた雌ねじ部材と、を有し、前記雌ねじ部材に螺合された前記ストッパ本体を回転させて前記ストッパ本体を進退移動させるように構成されている、ことを特徴とする。

本発明の第３の態様は、第２の態様において、前記位置調整手段は、前記ストッパ本体から放射方向に延在するレバーを有し、前記レバーを操作して前記ストッパ本体を回転させるように構成されている、ことを特徴とする。

本発明の第４の態様は、第１乃至第３のいずれかの態様において、前記ストッパは、１つの前記アームについて複数配設されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、基礎コンクリートと一体に連結されたコンクリート製架台にアームを設けた竪型ローラミルにおいて、ローラの下降時の停止位置を設定するためのストッパを、限られた設置空間内に支障なく設置することができる。

本発明の一実施形態による竪型ローラミルの主要部の構造を概略的に示す正面図。 図１の右側面図。 図１に示した竪型ローラミルにおけるストッパの構造を示す縦断面図。 図３の左側面図。 ストッパ本体の当接部がアームの受部に当接した状態を示す縦断面図。 当接部が平面である場合（参考例）においてローラの停止位置の設定を行うときの当接部と受部の接触状態（当初設定時）を示す図。 当接部が平面である場合（参考例）においてローラの停止位置の設定を行うときの当接部と受部の接触状態（再設定時）を示す図。 図１に示した竪型ローラミルにおけるストッパを使用して、ローラの停止位置の設定の変更を行うときの当接部と受部の接触状態を示す図。 図１に示した竪型ローラミルの一変形例において、ローラの停止位置の設定の変更を行うときの当接部と受部の接触状態を示す図。

本発明に係る竪型ローラミルの一実施形態について、以下、図面を参照して説明する。

本実施形態による竪型ローラミルは、図１に示されるように、ケーシング１９の内部で鉛直中心軸まわりに回転する回転テーブル（テーブルライナを含む）１７と、回転テーブル１７上の原料（被粉砕物）に上方から押し付けられて原料を粉砕するローラ１４と、ローラ１４を回転テーブル１７に向けて押し付けるアーム１５と、アーム１５を駆動してローラ１４に押し付け力を発生させる加圧装置１６と、ローラ１４の下降時の停止位置を設定するためのストッパ９とを備えている。加圧装置は、例えば油圧シリンダにより構成されている。

回転テーブル１７は、基礎コンクリート２０上に連結して設置された減速機２２により支持されている。

一方、ローラ１４がその先端に連結されたアーム１５は、中間部がケーシング１９の壁を貫通し、減速機２２と独立に基礎コンクリート２０上に連結して設置されたコンクリート製の架台１３により支持されている。

上記の通り、ローラ１４は、アーム１５の先端部に連結されているため、アーム１５を介してコンクリート製架台１３により支持されている。また、加圧装置１６は、基礎コンクリート２０により直接支持されている。

このように、破砕のための大きな押し付け力を作用させるローラ１４およびアーム１５が、高い強度および剛性を有するコンクリート製の架台１３により支持されるため、振動の発生を抑制できる安定した支持が確保されるとともに、ケーシング１９やその内部構造物の簡素化が実現でき、製作コストも低減する。

アーム１５は、図２に示されるように、その左右両側に配設されて架台１３の上部で支持された軸受２１に嵌合した軸１８により支持されるとともに、軸１８を中心として揺動することができ、先端に連結したローラ１４に押し付け力を発生させる。

コンクリート製の架台１３は、図２に示されるように、アーム１５が設置された位置（中央部）を中心として左右がほぼ対称となっており、中央部の下方には、加圧装置１６の設置およびストッパ９の操作等のための空間として開口２３が設けられている。

ストッパ９の詳細を、図３、図４、および図５に示す。ストッパ９は、架台１３側の部分に雄ねじ（位置調整手段）１１が形成されたストッパ本体１と、雄ねじ１１と螺合する雌ねじ１２が中央部に形成されている雌ねじ部材（位置調整手段）２と、を備えている。雌ねじ部材２は、架台１３に備えられた板状の埋込金物１０に溶接により連結された取付金物３に形成されたタップ穴にボルト６で締め込むことにより、架台１３に取り付けられる。

ストッパ本体１の先端には、アーム１５に形成された受部８に当接する当接部７が形成されている。また、ストッパ本体１の中間部には、ストッパ本体１を回転させるための複数のレバー（位置調整手段）５が、放射方向に延在して設けられている。

雄ねじ１１と雌ねじ１２との螺合により、レバー５を一方の方向に回転させると、ストッパ本体１がアーム１５に向けて前進し、他方の方向に回転させると、ストッパ本体１がアーム１５から離れる方向に後進する。

ストッパ本体１の雄ねじ１１にはナット４が螺合されており、ナット４を締め付けることにより、ストッパ本体１を雌ねじ部材２に対して固定することができる。

当接部７の表面は、凸状球面形状に形成されており、受部８の表面は、当接部７の表面の凸状球面形状に対応する凹状球面形状に形成されている。図５に示した状態においては、当接部７の凸状球面と受部８の凹状球面とが面接触している。

ミル運転時間の経過により、ローラ１４の表面および／または回転テーブル１７の表面に磨耗が生じると、ストッパ９によりローラ１４の下降が停止したときのローラ１４と回転テーブル１７の表面との間隔が、当初設定したときの間隔よりも大きくなり、粉砕性能が低下する可能性がある。このため、停止位置の設定の変更を行って、ローラ１４の下降を停止させる位置を当初設定した位置より下の位置に下げる必要がある。

そこで、ローラ１４の停止時の位置を下降させるために、アーム１５に備えられた受部８の停止時の位置を、架台１３に近づける方向に移動させる必要があり、そのためには、ストッパ本体１を後進させる必要がある。

ところで、ローラ１４の停止位置の設定の変更を行う場合に、図６Ａおよび図６Ｂに示した参考例のように当接部７Ａの表面および受部８Ａの表面が平面形状に形成されていると、停止位置の設定の変更後は、図６Ｂに示されるように、当接部７Ａは、点接触により受部８Ａと当接する。大荷重により粉砕を行うローラミルでは、ローラ１４が、設定された停止位置まで下降したとき、ストッパも大きな荷重を受けることから、点接触により当接部７Ａや受部８Ａには非常に大きな圧力が作用して損傷を受ける可能性がある。

これに対して、本実施形態による竪型ローラミルにおいては、ストッパ本体１の当接部７の表面が凸状球面形状に形成されており、アーム１５の受部８の表面が、当接部７の表面の凸状球面形状に対応する凹状球面形状に形成されているので、当接部７と受部８とが点接触により損傷することを防止できる。

本実施形態において停止位置の設定の変更を行った際の当接部７と受部８の当接の状態を図７に示す。

アーム１５が回転すると、受部８の中心位置がストッパ本体１の中心軸線からずれるため、図７に示されるように、当接部７と受部８との接触部分が、ストッパ本体１の中心軸から下方側に移行する。したがって、受部８に形成される曲面は、ローラ１４の停止位置として想定される最上ないし最下の範囲の位置に対応する当接部７の範囲のすべての位置において、当接部７の外周部を含む範囲に形成される。

なお、参考例として、当接部７の表面形状を球面形状ではなく平面形状にすると共に、当接部７を別体に形成して球面軸受を介してストッパ本体１に連結する構成とした場合、次のような問題が生じる可能性がある。

大荷重を受ける当接部に球面軸受を使用すると、当接部全体が大きくなり、また耐久性や信頼性が低下する。特に大きさの問題については、コンクリート製の架台１３の前方側の制約された空間内において、ストッパ本体１の進退操作のためにレバー５を回転させる際の操作性を考慮すると、実現が困難となる。

また、竪型ローラミルの運転においては、通常、アーム１５の一部である受部８は、当接部７から離れた位置にあり、破砕の進行によりローラ１４が回転テーブル１７に向けて下降していくのに従って、アーム１５が傾斜し、受部８が当接部７に近づいていき、ローラ１４が設定された停止位置に到達すると受部８が当接部７に当接する。

このように、ローラ１４が設定された停止位置まで下降するまでは、当接部７は受部８に接触しておらず、拘束のない状態であるため、球面軸受を採用した構成の場合には、球面軸受に取り付けられた当接部７は、自重により球面軸受を中心に下方に傾斜し、その結果、受部８が当接部７に接近し当接する際に、両者が適切に当接できない可能性がある。

これに対して、本実施形態においては、球面軸受を不要とした非常に簡素な構成であり、小型であることから、架台１３の前方側の狭隘空間においても、操作性が良好なストッパ９を実現できる。

また、本実施形態による竪型ローラミルにおいては、ローラ１４の停止位置の設定、設定の変更のために当接部７を進退させるためのストッパ本体１の回転は、レバー７を回転させて行う。コンクリート製の架台１３を備えていない従来のローラミルにおいては、ケーシングの外部の制約のない空間においてストッパ本体の回転等の操作が可能であったため、大きなレンチ等の工具によりそれらの操作が可能であったが、本実施形態においては、レバーを操作することにより、従来のローラミルの場合のような大きな工具を使用せずにストッパ本体１の回転操作が可能である。

具体的な操作方法の一例としては、作業者は、架台１３の中央部下部の開口２３からストッパ９の下方に立ち入り、必要に応じ、先端にＹ字形状の取っ手が備えられた長尺の棒状部材を使用してレバー５を回転させる。この場合、レバー５の回転方向は、正逆両方向がある一方、棒状部材は上方に向けて押すことにより回転させるので、レバー５は、少なくとも左右の対象位置に２つ設けることが好ましく、さらに、レバー５を押す位置に死角ができないように、３つ以上設けることが好ましい。

ただし、多数のレバー５を設けると、棒状部材の操作に対して、手前のレバー５が障害となるので、レバー５の数は５ないし６が好ましい。なお、図４に示した例では、レバーの数を６としている。なお、棒状部材の取っ手のＹ字形状の少なくとも一端に手前側に折り返した形状のフックを形成しておけば、当該フックによりレバー５を手前に引くことが可能であるため、レバーの数は１でも足りることがある。

これにより、架台１３の前方側の狭隘空間においても操作が可能なストッパ９を実現できる。

なお、レバー操作方法の他の例としては、レバー５にパイプを差して操作するようにしても良い。

また、ローラ１４は、破砕のために油圧シリンダ等の加圧装置１６により大きな押し付け力により被粉砕物を押し付けているところ、設定された停止位置に到達すると、その押し付け力をストッパ９で受け止めることになる。そのため、狭隘空間で、大きな押し付け力を小型の構成で十分な剛性を確保して安定して受け止めるために、図４に示されるように、ストッパ９は、水平面内において隣接して２つ配設している。

以上述べたように、上記構成よりなる本実施形態の竪型ローラミルによれば、コンクリート製架台１３でアーム１５を支持する竪型ローラミル、とりわけ大型のミルにおいて、アーム１５に対する最適のストッパ９を実現することができる。

すなわち、ストッパ９の当接部７が凸状球面形状を有し、アーム１５の受部８が、当接部７の凸状球面形状に対応する凹状球面形状を有するため、当接部７を傾動可能とするための球面軸受を別途設けることなく、当接部７と受部８との接触領域を大きく確保することができる。これにより、ストッパ９の大型化や構造の複雑化を防止して、限られた設置空間内に支障なく設置することができる。

また、ストッパ本体１の位置を調整してローラ１４の下降時の停止位置を調整するための位置調整手段を、コンクリート製架台１３に設けた雌ねじ部材２の雌ねじ１２にストッパ本体１の雄ねじ１１を螺合すると共に、ストッパ本体１から放射方向にレバー５を延在させることで構成するようにしたので、ストッパ本体１の突出量が小さくなり、ストッパ本体１の突出部に生じる曲げモーメントを小さくすることができる。これにより、大型の竪型ローラミルにおいても、ストッパ本体１の破損を防止することができる。

１ ストッパ本体
２ 雌ねじ部材（位置調整手段）
３ 取付金物
４ ナット
５ レバー（位置調整手段）
６ ボルト
７ 当接部
８ 受部
９ ストッパ
１０ 埋込金物
１１ 雄ねじ（位置調整手段）
１２ 雌ねじ（位置調整手段）
１３ コンクリート製架台
１４ ローラ
１５ アーム
１６ 加圧装置
１７ 回転テーブル（テーブルライナを含む）
１８ 揺動軸
１９ ケーシング
２０ 基礎コンクリート
２１ 軸受
２２ 減速機
２３ 開口

Claims (2)

1. 基礎コンクリートに支持されたケーシングと、前記基礎コンクリートと一体に連結されたコンクリート製架台と、前記ケーシング内に配置された回転テーブルと、前記コンクリート製架台に支持されたアームにより前記回転テーブル上の被粉砕物に押し付けられて前記被粉砕物を粉砕するためのローラと、前記ローラの下降時の停止位置を設定するためのストッパと、を備え、
   前記ストッパは、前記アームに形成された受部に当接される当接部を先端に有するストッパ本体と、前記ストッパ本体の位置を調整して前記ローラの下降時の停止位置を調整するための位置調整手段と、を備え、
   前記当接部は凸状球面形状を有し、前記受部は前記凸状球面形状に対応する凹状球面形状を有し、
   前記位置調整手段は、前記ストッパ本体の外周面に形成された雄ねじと、前記雄ねじに螺合する雌ねじが形成され、前記コンクリート製架台に設けられた雌ねじ部材と、を有し、前記雌ねじ部材に螺合された前記ストッパ本体を回転させて前記ストッパ本体を進退移動させるように構成されており、
   前記位置調整手段は、前記ストッパ本体から放射方向に延在するレバーを有し、前記レバーを操作して前記ストッパ本体を回転させるように構成されている、竪型ローラミル。
2. 前記ストッパは、１つの前記アームについて複数配設されている、請求項１記載の竪型ローラミル。

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