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ミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置
説明

ミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置

【課題】ミルローラ軸受の潤滑を常に安定して行うことによりミルローラ軸受の寿命延長を図る。
【解決手段】傾斜したローラ軸にミルローラ軸受を介して回転自在に支持したミルローラ8を回転テーブル5の粉砕溝12に押し付けて粒状物の粉砕を行う竪型ミル1のミルローラ軸受を、ミルローラ8内部の軸受室に封入した潤滑剤によって潤滑しているミルローラ軸受の摩耗低減方法であって、潤滑剤の温度を潤滑剤温度検出手段により検出し、潤滑剤温度検出手段による検出温度と、予め求めた潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Aに基づき、定常運転時の潤滑剤温度での軸受回転数に対して、潤滑剤温度が閾値より低いときの軸受回転数を低く設定するよう回転テーブル5の回転を制御する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、微粉炭を燃料とする石炭焚ボイラでは、石炭を粉砕して微粉炭を製造する竪型ミルと称される粉砕装置が用いられている。
【0003】
竪型ミルは、水平に回転駆動される回転テーブルの回転中心上に石炭を供給し、回転テーブルの外周上面に設けた粉砕溝に、ピボットブラケットに備えたミルローラを押付けるようにした構成を有しており、前記回転テーブルの回転によって回転(供回り)するミルローラと粉砕溝との間で前記石炭を粉砕し、粉砕した微粉炭を一次空気により浮遊させて搬送するようにしている。
【0004】
前記回転テーブルの回転中心に供給された石炭は、回転テーブルの回転により遠心力を受けて粉砕溝に送り込まれるようになるが、このように送り込まれる石炭を滑らかに噛み込んで効果的な粉砕を行い、且つ振動を低減させる等の目的のために、ミルローラのローラ軸は回転テーブルの中心側が低く、外側が高くなるように傾斜した配置としており、このように傾斜したローラ軸に対して、ミルローラは該ミルローラの内部に備えたミルローラ軸受によって回転自在に支持されている。
【0005】
前記ミルローラ軸受は、円筒コロによりローラ軸の軸線と直角方向の荷重を受ける円筒コロ軸受と、ハの字状に互いに逆方向に傾斜した傾斜コロを組み合わせてローラ軸の軸線方向のスラスト荷重を受けるスラストコロ軸受が、軸線方向に間隔を隔てて配置された構成を有している。
【0006】
前記ミルローラ軸受は、前記したように回転するミルローラの内部に備えられているために、ミルローラ軸受は外部からは潤滑することができず、このために、前記ミルローラ軸受はミルローラ内部の軸受室に封入した潤滑剤によって潤滑している。
【0007】
前記竪型ミルの一般的な構成を示す先行技術文献情報としては特許文献1がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2002−102730号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかし、前記したように、傾斜したローラ軸にミルローラ軸受を介してミルローラを回転自在に支持し、ミルローラ内部の軸受室に潤滑剤を封入してミルローラ軸受を潤滑するようにした構成においては、前記ローラ軸及びミルローラが傾斜しているために、軸受室に封入される潤滑剤は、ローラ軸の高さが低くなる先端側で貯留量が多くなり、ローラ軸の先端から離反して高さが高くなる基端側では貯留量が少なくなっている。
【0010】
従って、ミルローラ軸受が潤滑剤に没入する深さは軸線方向で均一ではなく、ローラ軸の先端側では没入深さが深く、先端から離反した基端側では没入深さが浅くなっている。
【0011】
従来の竪型ミルの通常運転時は、回転テーブルの回転数は、環境温度等には関係なく、要求される微粉炭供給量に基づいて調整している。
【0012】
竪型ミルの定常運転時には、通常、潤滑剤は一次空気の温度である80℃或いはそれ以上の温度を有しているために、潤滑剤はミルローラ軸受に行き渡って十分な潤滑を行うことができるが、しかし、竪型ミルの起動時のように潤滑剤の温度が低いときには、潤滑剤に対する没入深さが浅い基端側のミルローラ軸受に対しては潤滑剤が周り難くなり、これが、潤滑剤が周り難くなる側のミルローラ軸受のコロを摩耗・損傷させ、軸受の寿命を短かくさせる一つの要因と考えられる。
【0013】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、ミルローラ軸受の潤滑を常に安定して行うことによりミルローラ軸受の寿命を延長できるようにしたミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明は、傾斜したローラ軸にミルローラ軸受を介して回転自在に支持したミルローラを回転テーブルの粉砕溝に押し付けて粒状物の粉砕を行う粉砕装置の前記ミルローラ軸受を、ミルローラ内部の軸受室に封入した潤滑剤によって潤滑しているミルローラ軸受の摩耗低減方法であって、前記潤滑剤の温度を潤滑剤温度検出手段により検出し、該潤滑剤温度検出手段による検出温度と、予め求めた潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線に基づき、定常運転時の潤滑剤温度でのミルローラ軸受の軸受回転数に対して、潤滑剤温度が閾値より低いときの軸受回転数を低く設定するよう前記回転テーブルの回転を制御することを特徴とするミルローラ軸受の摩耗低減方法、に係るものである。
【0015】
又、本発明は、傾斜したローラ軸にミルローラ軸受を介して回転自在に支持したミルローラを回転テーブルの粉砕溝に押し付けて粒状物の粉砕を行う粉砕装置の前記ミルローラ軸受を、ミルローラ内部の軸受室に封入した潤滑剤によって潤滑しているミルローラ軸受の摩耗低減装置であって、前記潤滑剤の温度を検出する潤滑剤温度検出手段と、予め求めた潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線が入力されており、前記潤滑剤温度検出手段の検出温度により前記潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線に基づいて、定常運転時の潤滑剤温度でのミルローラ軸受の軸受回転数に対して、潤滑剤温度が閾値より低いときの軸受回転数を低く設定するよう前記回転テーブルの回転を制御する制御器と、を備えたことを特徴とするミルローラ軸受の摩耗低減装置、に係るものである。
【発明の効果】
【0016】
本発明のミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置によれば、潤滑剤温度検出手段による検出温度と、予め求めた潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線に基づき、定常運転時の潤滑剤温度でのミルローラ軸受の軸受回転数に対して、潤滑剤温度が閾値より低いときの軸受回転数を低く設定するよう回転テーブルの回転を制御するので、特に潤滑剤の温度が低いときに潤滑不良を生じる問題を防止でき、よって、常にミルローラ軸受の潤滑を良好に行わせてミルローラ軸受の寿命を延長できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の実施例であるミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置を適用した粉砕装置の一例である竪型ミルの縦断面図である。
【図2】図1の竪型ミルに備えられるミルローラ軸受の構成を示す断面図である。
【図3】潤滑剤温度に対して潤滑剤が周り難くならないミルローラ軸受の限界軸受回転数を求めた潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【0019】
図1は本発明の実施例であるミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置を適用した粉砕装置の一例である竪型ミルの縦断面図、図2は図1の竪型ミルに備えられるミルローラ軸受の構成を示す断面図である。
【0020】
図1に示す竪型ミル1のケーシング2内下部には、電動機3により減速機4を介して回転駆動される回転テーブル5が配置され、該回転テーブル5上方の周方向所要位置には、図1、図2に示すように、ピボットブラケット6が、ケーシング2に支承された水平軸7を支点として傾動自在に配設され、前記水平軸7と略直交するようにピボットブラケット6に備えたローラ軸9の先端部には、ローラ軸9を中心に回転自在なミルローラ8が取り付けられている。ミルローラ8は周方向に例えば3個配置される。更に、前記ケーシング2には、油等の流体を用いた流体圧シリンダ10が取り付けられており、該流体圧シリンダ10のロッドによりプランジャ11を介して前記ピボットブラケット6の押圧部6aを押すことにより、ミルローラ8を下方に回動させて水平回転している回転テーブル5上面の環状の粉砕溝12に押し付け、ミルローラ8と回転テーブル5の粉砕溝12との間で、回転テーブル5の回転中心上に供給される粒状物である石炭の粉砕を行うようになっている。このとき、石炭を圧下して粉砕するときのミルローラ8のローラ軸9は、先端側の高さが低く、水平軸7に支持された基端側の高さが高くなる所要の傾斜角度αで配置されている。
【0021】
前記ケーシング2内における回転テーブル5の下側には、一次空気室13が形成されていると共に、回転テーブル5を包囲するようエアポート14が配設されており、一次空気室13には、一次空気供給ダクト15により一次空気16が供給されるようになっている。
【0022】
前記回転テーブル5の回転中心上部には、粒状物である石炭を供給するための石炭シュート17が前記ケーシング2に支持して設けられており、前記石炭シュート17の外周には、微粉炭をボイラのバーナ(図示せず)へ送給するための微粉送給管18が接続されている。そして、前記ミルローラ8により粉砕されてエアポート14から吹き出される空気に乗ってケーシング2内を上昇する微粉炭は、截頭逆円錐状のリジェクトシュート19の傾斜面に備えたスリット20を通り抜け、モータ21により回転する回転式分級機22に導かれて粗粒が分離された後、微粉炭のみが前記微粉送給管18に導かれるようになっている。
【0023】
図2に示すように、前記ミルローラ8をローラ軸9に回転自在に支持するミルローラ軸受23は、円筒コロ24によりローラ軸9の軸線と直角方向の荷重を受ける基端側の円筒コロ軸受23aと、ハの字状に互いに逆方向に傾斜した傾斜コロ25を組み合わせて備えることによりローラ軸9の軸線方向におけるスラスト荷重を受けるスラストコロ軸受23bを、軸線方向に間隔を隔てて配置している。
【0024】
更に、前記ミルローラ8には、ローラ軸9の先端部を包囲して軸受室26を形成するカバー部材27が設けてあり、該カバー部材27には、軸受室26に所要量の潤滑剤28(潤滑油)を供給して封入するようにした供給口29を設けている。このとき、前記ローラ軸9及びミルローラ8が傾斜しているために、軸受室26内に封入された潤滑剤28は、ローラ軸9の高さが低くなる先端側(スラストコロ軸受23b側)で貯留量が多くなり、ローラ軸9の先端から離反して高さが高くなる基端側(円筒コロ軸受23a側)では貯留量が少なくなっている。又、図2では、前記ミルローラ8の内周面における円筒コロ軸受23aとスラストコロ軸受23bとの間に、内周側(ローラ軸9側)に突出して、潤滑剤量が少ない円筒コロ軸受23a側の潤滑剤を留めておくようにするための従来から設けられている突状部材30を設けた場合を示している。
【0025】
上記竪型ミル1において、図2に示すミルローラ8の軸受室26における潤滑剤28の温度を検出する潤滑剤温度検出手段31を設け、該潤滑剤温度検出手段31による検出温度を信号線32を介して図1に示す制御器33に入力している。図2の潤滑剤温度検出手段31は、前記軸受室26の潤滑剤28の温度を直接検出する温度センサ31aを設け、該温度センサ31aの検出温度を、前記ローラ軸9の内部を通した信号線32によって前記制御器33に導くようにした場合を示している。尚、前記潤滑剤温度検出手段31は、前記したように温度センサ31aによって潤滑剤28の温度を直接検出する方式の他に、前記ローラ軸9の温度、或いは、ケーシング2内の雰囲気温度を検出し、これらの検出温度から潤滑剤28の温度を経験的に推定して求めるようにしてもよい。
【0026】
前記ミルローラ8のミルローラ軸受23には非常に大きな荷重が作用するため、このような大きな荷重が作用しても潤滑できるように、従来より潤滑剤には鉱物油又は合成油が用いられている。
【0027】
本発明者らは、前記合成油を用いてミルローラ軸受23を潤滑した状態においてミルローラ8による石炭の粉砕を行ったときの、ミルローラ軸受23に潤滑不良を起こさない潤滑剤温度に対する限界軸受回転数を求める試験を実施し、図3に示す潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Aを得た。
【0028】
そして、上記試験によって求めた図3に示す潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Aを前記制御器33に入力している。図3中、Bは閾値である。
【0029】
図1の竪型ミル1の定常運転時における回転テーブル5の回転数及び石炭投入量は、要求される微粉炭供給量に基づいて独自に制御されているが、前記制御器33は、前記潤滑剤28の検出温度が図3の潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Aの閾値Bより高い場合と低い場合とで軸受回転数を変えるように、電動機3の駆動を切り替えて制御するようにしている。潤滑剤28の検出温度が閾値Bより低い場合には、検出温度に応じて前記回転テーブル5の回転数を低回転に制御して軸受回転数を低回転に制御している。このため、前記電動機3にはインバータモータを用いることができる。
【0030】
定常運転時における回転テーブル5の回転数での前記ミルローラ軸受23の回転数は、図3に示した試験においては略30rpmであった。そして、図3の潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Aでは、潤滑剤の温度が略50℃以上であれば、ミルローラ軸受23の定常の回転数である30rpmにおいても良好な潤滑を行えることが分かった。このため、図3では潤滑剤温度50℃を閾値Bとしている。ここで、竪型ミル1の定常運転時は、エアポート14から吹き出される高温の一次空気によって石炭を乾燥させることでミル出口の温度が80℃に保持されるように加熱しているので、潤滑剤28は竪型ミル1内の約80℃以上の温度に保持され、ミルローラ軸受23の潤滑は良好に行われる。
【0031】
一方、潤滑剤28の温度が50℃以下の状態でミルローラ軸受23が定常の回転数で回転した場合には、ミルローラ軸受23の潤滑は不良となる。潤滑剤28の温度が50℃以下の状態でも良好な潤滑を行うためには、潤滑剤温度に応じてミルローラ軸受23の軸受回転数を低下させる必要がある。例えば潤滑剤28の温度が20℃の場合に、潤滑剤を周り易くするためには軸受回転数を略10rpm以下に押える必要があることが分かる。
【0032】
従って、潤滑剤の温度が20℃の時に竪型ミル1を起動する場合には、軸受回転数が略10rpm以下に設定されるように、電動機3の駆動を調節して前記回転テーブル5の回転数(即ち、ミルローラ8の回転数)を制御することが必要となる。
【0033】
次に、上記実施例の作動を説明する。
【0034】
図1の竪型ミル1の運転休止時には、一次空気16は供給されておらず、よってミルローラ8内の潤滑剤28の温度は周囲温度(例えば20℃)に近い温度に低下している。
【0035】
この状態から竪型ミル1を起動する際は、電動機3を駆動して回転テーブル5を回転作動させると共に、石炭シュート17により回転テーブル5上に石炭を供給し、更に、一次空気供給ダクト15により一次空気室13に一次空気16を供給して一次空気16をエアポート14から吹き出すようにするが、このとき、前記潤滑剤温度検出手段31で検出した潤滑剤28の検出温度が制御器33に入力されており、更に、制御器33には図3に示す潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Aが入力されているので、制御器33は、前記潤滑剤28の検出温度が潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線Aの閾値Bより高い場合と低い場合とで軸受回転数を変えるように、電動機3の駆動を切り替えて制御し、潤滑剤28の検出温度が閾値Bより低い場合には前記回転テーブル5の回転数を低回転に制御して軸受回転数を低減する。このように潤滑剤温度が閾値Bより低いときにはミルローラ軸受23の軸受回転数を低く抑えるように制御することにより、潤滑剤温度が低い状態にある竪型ミル1の起動時にもミルローラ軸受23の潤滑を良好に行うことができる。このように、潤滑剤温度が低い場合にもミルローラ軸受23の潤滑が安定して行われることにより、ミルローラ軸受23の寿命を延長させることができる。尚、潤滑剤温度が閾値Bを超えて上昇すると、制御器33は定常運転時の制御に自動的に切り替える。
【0036】
尚、本発明のミルローラ軸受の摩耗低減方法及び装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、傾斜したローラ軸を有する粉砕装置であれば竪型ミル以外にも適用できること、石炭以外の粒状物の粉砕にも適用できること、ミルローラ軸受が図示例以外の構成のものにも適用できること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【0037】
1 竪型ミル(粉砕装置)
5 回転テーブル
8 ミルローラ
9 ローラ軸
12 粉砕溝
23 ミルローラ軸受
23a 円筒コロ軸受(ミルローラ軸受)
23b スラストコロ軸受(ミルローラ軸受)
26 軸受室
28 潤滑剤
31 潤滑剤温度検出手段
33 制御器
A 潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線
B 閾値
α 傾斜角度

【特許請求の範囲】
【請求項1】
傾斜したローラ軸にミルローラ軸受を介して回転自在に支持したミルローラを回転テーブルの粉砕溝に押し付けて粒状物の粉砕を行う粉砕装置の前記ミルローラ軸受を、ミルローラ内部の軸受室に封入した潤滑剤によって潤滑しているミルローラ軸受の摩耗低減方法であって、前記潤滑剤の温度を潤滑剤温度検出手段により検出し、該潤滑剤温度検出手段による検出温度と、予め求めた潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線に基づき、定常運転時の潤滑剤温度でのミルローラ軸受の軸受回転数に対して、潤滑剤温度が閾値より低いときの軸受回転数を低く設定するよう前記回転テーブルの回転を制御することを特徴とするミルローラ軸受の摩耗低減方法。
【請求項2】
傾斜したローラ軸にミルローラ軸受を介して回転自在に支持したミルローラを回転テーブルの粉砕溝に押し付けて粒状物の粉砕を行う粉砕装置の前記ミルローラ軸受を、ミルローラ内部の軸受室に封入した潤滑剤によって潤滑しているミルローラ軸受の摩耗低減装置であって、前記潤滑剤の温度を検出する潤滑剤温度検出手段と、予め求めた潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線が入力されており、前記潤滑剤温度検出手段の検出温度により前記潤滑剤温度−軸受回転数相関曲線に基づいて、定常運転時の潤滑剤温度でのミルローラ軸受の軸受回転数に対して、潤滑剤温度が閾値より低いときの軸受回転数を低く設定するよう前記回転テーブルの回転を制御する制御器と、を備えたことを特徴とするミルローラ軸受の摩耗低減装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2012−36964(P2012−36964A)
【公開日】平成24年2月23日(2012.2.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−177266(P2010−177266)
【出願日】平成22年8月6日(2010.8.6)
【出願人】(000000099)株式会社IHI (5,014)
【Fターム(参考)】