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JP7116842B2 - GYRTING CRUSHER AND OVERLOAD DETECTION DEVICE AND METHOD THEREOF - Google Patents

GYRTING CRUSHER AND OVERLOAD DETECTION DEVICE AND METHOD THEREOF Download PDF

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JP7116842B2
JP7116842B2 JP2021506119A JP2021506119A JP7116842B2 JP 7116842 B2 JP7116842 B2 JP 7116842B2 JP 2021506119 A JP2021506119 A JP 2021506119A JP 2021506119 A JP2021506119 A JP 2021506119A JP 7116842 B2 JP7116842 B2 JP 7116842B2
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崇 木島
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    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C2/00Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers
    • B02C2/02Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers eccentrically moved
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Description

本発明は、岩石や鉱石などの破砕に利用される旋動式破砕機において、破砕機が過負荷状態で運転されていることを検出する技術に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for detecting that the crusher is being operated in an overloaded state in a gyration crusher used for crushing rocks, ores, and the like.

従来から、円錐筒状のコーンケーブの内側に配置された円錐台状のマントルを偏心旋回運動させて、原石をコーンケーブとマントルとの間に噛み込んで圧砕する旋動式破砕機が知られている。コーンケーブとマントルの二つの破砕面の間隙は周期的に変化し、その間隙の最も狭い位置における開き(セット)の寸法によって、粉砕物の粒度が定まる。旋動式破砕機は、セットを変更する方式によって油圧式と機械式とに種別される。 BACKGROUND ART Conventionally, there has been known a gyration crusher in which a truncated cone-shaped mantle placed inside a conical cylindrical cone cave is eccentrically rotated to crush ore by biting it between the cone cave and the mantle. . The gap between the two crushing surfaces of the cone and mantle varies periodically, and the size of the opening (set) at the narrowest point of the gap determines the grain size of the grind. The gyration crusher is classified into a hydraulic type and a mechanical type according to the method of changing the set.

特許文献1には、機械式の旋動式破砕機が開示されている。この旋動式破砕機は、マントルが固定された主軸を支持する下部フレームと、コーンケーブを支持する上部フレームと、マントルに対しコーンヘッドを昇降させる昇降装置とを備える。この機械式の旋動式破砕機では、昇降装置でマントルに対しコーンヘッドを昇降させることによりセットが変化する。機械式の旋動式破砕機は、コーンヘッドの周囲に周方向に分散して配置された複数のフレームシリンダ(油圧シリンダ)を更に備える。フレームシリンダによって破砕力に抗する油圧力がコーンケーブに付与されることによって、セットが所定の値に保持される。 Patent Literature 1 discloses a mechanical orbital crusher. This rotary crusher includes a lower frame supporting a main shaft to which a mantle is fixed, an upper frame supporting a cone cave, and an elevating device for elevating the cone head with respect to the mantle. In this mechanical orbital crusher, the set is changed by raising and lowering the cone head with respect to the mantle with a lifting device. The mechanical orbital crusher further comprises a plurality of frame cylinders (hydraulic cylinders) circumferentially distributed around the cone head. The set is held at a predetermined value by the hydraulic force exerted on the cone cavity against the crushing force by the frame cylinder.

特許文献2には、油圧式の旋動式破砕機が開示されている。この旋動式破砕機は、マントルが固定された主軸を支持する下部フレームと、コーンケーブを支持する上部フレームと、マントルを旋回駆動する駆動電動機と、主軸を支持する主軸スラスト軸受とを備える。主軸スラスト軸受は、油圧シリンダによって昇降するラムを含み、ラムの変位によってコーンケーブに対しマントルが昇降することによりセットが変化する。油圧式の旋動式破砕機では、油圧シリンダの油圧力によって、破砕力に抗する油圧力がマントルに付与されることによって、セットが所定の値に保持される。 Patent Literature 2 discloses a hydraulic orbital crusher. This gyration crusher includes a lower frame that supports a main shaft to which a mantle is fixed, an upper frame that supports a cone cave, a drive motor that drives the mantle to gyrate, and a main shaft thrust bearing that supports the main shaft. The main shaft thrust bearing includes a ram that is raised and lowered by a hydraulic cylinder, and displacement of the ram raises and lowers the mantle relative to the cone cave to change the set. In the hydraulic orbital crusher, the set is held at a predetermined value by applying hydraulic pressure to the mantle against the crushing force by the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder.

上記のような機械式及び油圧式の旋動式破砕機では、マントル及びコーンケーブに作用する破砕力が油圧力を上回ってタッピングが生じることがある。タッピングは、破砕機の運転の異常過負荷状態を表す、又は、異常過負荷状態の前兆となりうる。タッピングの原因の一つは、マントルとコーンケーブとの間の破砕室で生じるパッキングである。パッキングは、破砕室内に原石が隙間なく詰まったり、それが圧縮されて過密となっている状態のことをいう。パッキングの原因は、セットが狭いこと、原石に付着した細粒分が多いこと、原石が水分を多く含んでいることなど、様々である。破砕機の異常過負荷状態の運転が継続されると、著しく破砕能力が低下し、更には、破砕機の要素が破損するおそれがある。 In the mechanical and hydraulic gyration crushers as described above, the crushing force acting on the mantle and cone cave may exceed the hydraulic force, resulting in tapping. Tapping can represent or be a precursor to an abnormal overload condition in the operation of the crusher. One cause of tapping is packing that occurs in the crushing chamber between the mantle and the cone cave. Packing refers to the state in which the crushing chamber is filled with raw stones without any gaps or is compressed and overcrowded. There are various reasons for packing, such as narrow sets, many fine particles adhering to the ore, and the ore containing a lot of moisture. If the crusher continues to operate in an abnormally overloaded state, the crushing capacity will be significantly reduced, and there is a risk of damage to the elements of the crusher.

そこで、特許文献1では、コーンヘッドを支持する球面スラスト軸受の潤滑油のライン圧力を検出し、検出された圧力を設定値と比較することにより、破砕機が過負荷状態で運転されていることを検出する。 Therefore, in Patent Document 1, by detecting the line pressure of lubricating oil in the spherical thrust bearing that supports the cone head and comparing the detected pressure with a set value, it is possible to detect that the crusher is being operated in an overloaded state. to detect

特開平6-182240号公報JP-A-6-182240 特開昭53-137467号公報JP-A-53-137467

特許文献1では、球面スラスト軸受の潤滑油のライン圧力を検出するが、コーンヘッドが破砕力を受けて球面スラスト軸受に押し付けられて潤滑油の流路が狭められることによって、潤滑油のライン圧力が変化する。このように旋動破砕においては、破砕力が定常的に変動するため、潤滑油のライン圧力は定常的に変動する。また、油圧式の旋動式破砕機においても、同様に、主軸受けの油圧シリンダの油圧値は定常的に変動する。機械式の旋動式破砕機において、フレームシリンダの油圧力(フレーム圧力)は、上部フレームと下部フレームをクランプするために所定の圧力が封入されている。しかし、内部リーク等によりフレーム圧力は次第に低下する。そこで、フレーム圧力が所定以上低下すると再加圧が行われ、フレーム圧力が一定の範囲内に保持される。このように、フレーム圧力は定常的に大きく変動しており、定常的に変動する測定値を過負荷状態の検出に利用する場合には、測定値から異常要素を誤りなく抽出することは容易ではない。 In Patent Document 1, the lubricating oil line pressure of the spherical thrust bearing is detected. changes. As described above, in the orbital crushing, since the crushing force constantly fluctuates, the line pressure of the lubricating oil constantly fluctuates. Similarly, in a hydraulic orbital crusher, the hydraulic pressure value of the hydraulic cylinder of the main bearing constantly fluctuates. In the mechanical orbital crusher, the hydraulic pressure (frame pressure) of the frame cylinder is a predetermined pressure for clamping the upper frame and the lower frame. However, the flame pressure gradually decreases due to an internal leak or the like. Therefore, when the flame pressure drops below a predetermined level, repressurization is performed to keep the flame pressure within a certain range. In this way, the flame pressure constantly fluctuates greatly, and when using the constantly fluctuating measured value to detect an overload state, it is not easy to extract an abnormal element from the measured value without error. do not have.

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、旋動式破砕機において、定常的に変動する測定値を利用しながらも、破砕機が過負荷状態で運転されていることを高精度に検出することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a gyration-type crusher in which the crusher is operated in an overloaded state while using measured values that fluctuate steadily. It is to detect that with high precision.

本発明の一態様に係る旋動式破砕機の過負荷検出装置は、偏心旋回運動する主軸に固定されたマントルと、前記マントルとの間に原石を噛み込んで圧砕する破砕室を形成するコーンケーブと、前記マントル及び前記コーンケーブの所定のセットを保持するように前記マントル又は前記コーンケーブに破砕力に対抗する油圧力を与える油圧シリンダとを備える旋動式破砕機が、過負荷状態で運転されていることを検出する装置であって、
前記油圧シリンダの前記油圧力を検出する油圧センサと、
前記油圧センサから前記油圧力に関する情報を取得してサンプリング時刻と関連付けて記憶する記憶装置と、
連続する複数のサンプリング区間を検出期間とし、当該検出期間内において前記油圧力が所定の圧力閾値を上回る時間を積算し、その積算された時間の前記検出期間に対する割合が所定の割合閾値を超える場合に、前記破砕機が過負荷状態で運転されていることを検出する演算装置と、を備えるものである。
An overload detection device for a gyration-type crusher according to one aspect of the present invention includes a mantle fixed to a main shaft that performs an eccentric gyration motion, and a cone cavity that forms a crushing chamber between the mantle and the mantle for biting and crushing raw stones. and a hydraulic cylinder that applies hydraulic pressure to the mantle or cone to hold a predetermined set of the mantle and cone to oppose the crushing force and is operated in an overload condition. A device for detecting the presence of
a hydraulic sensor that detects the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder;
a storage device that acquires information about the hydraulic pressure from the hydraulic sensor and stores the information in association with a sampling time;
When a plurality of consecutive sampling intervals are defined as a detection period, the time during which the hydraulic pressure exceeds a predetermined pressure threshold is accumulated, and the ratio of the accumulated time to the detection period exceeds the predetermined ratio threshold and a computing device for detecting that the crusher is being operated in an overloaded state.

また、本発明の一態様に係る旋動式破砕機は、
マントルと、
前記マントルが固定されて偏心旋回運動する主軸と、
前記主軸を支持する下部フレームと、
前記マントルとの間に原石を噛み込んで圧砕する破砕室を形成するコーンケーブと、
前記コーンケーブを支持する上部フレームと、
前記マントル及び前記コーンケーブの所定のセットを保持するように前記マントル又は前記コーンケーブに破砕力に対抗する油圧力を与える油圧シリンダと、
前記過負荷検出装置とを備えるものである。
In addition, the gyration type crusher according to one aspect of the present invention is
mantle and
a main shaft on which the mantle is fixed and eccentrically rotated;
a lower frame supporting the main shaft;
a cone cavity forming a crushing chamber between the mantle and the mantle, in which the ore is bitten and crushed;
an upper frame supporting the cone cave;
a hydraulic cylinder that provides hydraulic force against crushing forces to the mantle or cone to hold a predetermined set of the mantle and cone;
and the overload detection device.

また、本発明の一態様に係る旋動式破砕機の過負荷検出方法は、偏心旋回運動する主軸に固定されたマントルと、前記マントルとの間に原石を噛み込んで圧砕する破砕室を形成するコーンケーブと、前記マントル及び前記コーンケーブの所定のセットを保持するように前記マントル又は前記コーンケーブに破砕力に対抗する油圧力を与える油圧シリンダとを備える旋動式破砕機が過負荷状態で運転されていることを検出する方法であって、
前記油圧シリンダの前記油圧力を検出し、当該油圧力をサンプリング時刻と関連付けて記憶すること、及び、
連続する複数のサンプリング時間を検出期間とし、当該検出期間内において前記油圧力が所定の圧力閾値を上回る時間を積算し、その積算された時間の前記検出期間に対する割合が所定の割合閾値を超える場合に、前記破砕機が過負荷状態で運転されていることを検出すること、を含むものである。
Further, in the method for detecting overload of a rotary crusher according to one aspect of the present invention, a mantle fixed to a main shaft that performs an eccentric rotary motion and a crushing chamber that bites and crushes ores are formed between the mantle and the mantle. and hydraulic cylinders that apply hydraulic pressure to the mantle or cone cavities to oppose the crushing force so as to retain a predetermined set of the mantle and the cone caves is operated in an overload condition. A method for detecting that
detecting the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder and storing the hydraulic pressure in association with a sampling time;
A plurality of consecutive sampling times are defined as a detection period, the time during which the hydraulic pressure exceeds a predetermined pressure threshold is accumulated, and the ratio of the accumulated time to the detection period exceeds the predetermined ratio threshold. and detecting that the crusher is operating in an overload condition.

上記旋動式破砕機、並びに、その過負荷検出装置及び方法によれば、検出期間が設定され、その検出期間における油圧力が圧力閾値よりも高くなる時間の割合で、破砕機の負荷状態を推定する。このように検出期間が設定されることにより、油圧力の短期の変動の影響が抑えられている。これにより、過負荷状態の誤検知を抑制することができる。よって、本発明によれば、定常的に変動する油圧力の測定値を利用しながらも、破砕機が過負荷状態で運転されていることを高精度に検出することができる。 According to the orbital crusher and its overload detection device and method, the detection period is set, and the load state of the crusher is detected at the ratio of the time during which the hydraulic pressure is higher than the pressure threshold during the detection period. presume. By setting the detection period in this manner, the influence of short-term fluctuations in hydraulic pressure is suppressed. As a result, erroneous detection of an overload state can be suppressed. Therefore, according to the present invention, it is possible to detect with high accuracy that the crusher is being operated in an overloaded state while using the measured value of the hydraulic pressure that fluctuates steadily.

本発明によれば、定常的に変動する測定値を利用しながらも、破砕機が過負荷状態で運転されていることを高精度に検出することができる。 According to the present invention, it is possible to detect with high accuracy that the crusher is being operated in an overloaded state, while using measured values that constantly fluctuate.

図1は、本発明の第1実施形態に係る過負荷検出装置を備える旋動式破砕機の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a gyration-type crusher equipped with an overload detection device according to a first embodiment of the present invention. 図2は、第1実施形態に係る過負荷検出装置及びフレームシリンダの油圧系統の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the hydraulic system of the overload detection device and the frame cylinder according to the first embodiment. 図3は、通常運転時のフレーム圧力の時系列変化を表すグラフである。FIG. 3 is a graph showing time series changes in flame pressure during normal operation. 図4は、過負荷検出装置による過負荷検出処理のフローチャートである。FIG. 4 is a flow chart of overload detection processing by the overload detection device. 図5は、過負荷運転時のフレーム圧力の時系列変化を表すグラフである。FIG. 5 is a graph showing time series changes in flame pressure during overload operation. 図6は、検出期間を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the detection period. 図7は、本発明の第2実施形態に係る過負荷検出装置を備える旋動式破砕機の概略構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a rotary crusher equipped with an overload detection device according to a second embodiment of the present invention. 図8は、第2実施形態に係る過負荷検出装置及び軸受シリンダの油圧系統の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the configuration of an overload detection device and a hydraulic system of bearing cylinders according to the second embodiment.

〔第1実施形態〕
次に、図面を参照して本発明の第1実施形態を説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る過負荷検出装置9を備える旋動式破砕機10の概略構成を示す図である。本実施形態に係る旋動式破砕機10は、機械式の旋動式破砕機10である。
[First embodiment]
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a gyration-type crusher 10 equipped with an overload detection device 9 according to a first embodiment of the present invention. The gyration crusher 10 according to this embodiment is a mechanical gyration crusher 10 .

〔旋動式破砕機10の概略構成〕
図1に示す旋動式破砕機10は、コーンケーブサポート組立1と、フレーム組立2と、主軸組立3と、偏心スリーブ組立6と、電動機18とを備える。
[Schematic configuration of gyration crusher 10]
The gyration-type crusher 10 shown in FIG.

コーンケーブサポート組立1は、投入ホッパ11とコーンケーブ12とが、コーンケーブサポート14を介して一体に接合されてなる。コーンケーブサポート14には、歯車板13が固定されている。また、コーンケーブサポート14の外周には外ネジが形成されている。 The cone cave support assembly 1 is formed by integrally joining an input hopper 11 and a cone cave 12 with a cone cave support 14 interposed therebetween. A gear plate 13 is fixed to the cone support 14 . Further, an external thread is formed on the outer periphery of the cone cave support 14 .

フレーム組立2は、上部フレーム21と下部フレーム22とを備える。上部フレーム21は、コーンケーブサポート組立1を上下動可能に支持する。下部フレーム22は、製品となる砕石を外に案内するダクトを形成すると共に、偏心スリーブ組立6を収納する。上部フレーム21と下部フレーム22は、フレームシリンダ4によって上下方向に挟み込まれることによって固定されている。より詳細には、フレームシリンダ4はシリンダとシリンダロッドからなる油圧シリンダであって、フレームシリンダ4のシリンダが下部フレーム22に取り付けられ、フレームシリンダ4のシリンダロッドが上部フレーム21に係止されている。そして、シリンダロッドの位置を保持する油圧力によって、上部フレーム21の浮き上がりが抑制されている。 The frame assembly 2 has an upper frame 21 and a lower frame 22 . The upper frame 21 supports the cone cave support assembly 1 so as to be vertically movable. The lower frame 22 forms a duct for guiding out the crushed stone product and houses the eccentric sleeve assembly 6 . The upper frame 21 and the lower frame 22 are fixed by being vertically sandwiched between the frame cylinders 4 . More specifically, the frame cylinder 4 is a hydraulic cylinder composed of a cylinder and a cylinder rod. The cylinder of the frame cylinder 4 is attached to the lower frame 22 and the cylinder rod of the frame cylinder 4 is locked to the upper frame 21. . The upper frame 21 is prevented from rising by the hydraulic force that holds the position of the cylinder rod.

上部フレーム21には、コーンケーブサポート14の外ネジと螺合する内ネジが形成されている。また、上部フレーム21には、セット調整架台23が固定されている。セット調整架台23には、歯車板13の歯車と噛合するギア24と、ギア24を回転駆動するモータ27とが設けられている。 The upper frame 21 is formed with internal threads that engage with the external threads of the cone cave support 14 . A set adjustment base 23 is fixed to the upper frame 21 . The set adjustment frame 23 is provided with a gear 24 that meshes with the gear of the gear plate 13 and a motor 27 that drives the gear 24 to rotate.

偏心スリーブ組立6は、横軸62と偏心スリーブ65とを含む。横軸62は、下部フレーム22に軸受を介して支持されている。横軸62の一方の端部にはVプーリ61が固定されており、他方の端部にはベベルピニオン63が固定されている。偏心スリーブ65は、下部フレーム22に設けられた垂直な縦孔に回転可能に嵌合して、垂直な回転軸の周りに回転する。偏心スリーブ65には、偏心位置に中心軸が回転軸上の一点(頂点66)で交わる縦孔が設けられていて、この縦孔に主軸31が挿入される。偏心スリーブ65には、ベベルピニオン63と噛合したベベルギア64が固定されている。 Eccentric sleeve assembly 6 includes transverse shaft 62 and eccentric sleeve 65 . The horizontal shaft 62 is supported by the lower frame 22 via bearings. A V-pulley 61 is fixed to one end of the horizontal shaft 62, and a bevel pinion 63 is fixed to the other end. The eccentric sleeve 65 is rotatably fitted in a vertical hole provided in the lower frame 22 and rotates around a vertical axis of rotation. The eccentric sleeve 65 is provided with a vertical hole at an eccentric position where the central axis intersects at one point (apex 66) on the rotation axis, and the main shaft 31 is inserted into this vertical hole. A bevel gear 64 meshing with the bevel pinion 63 is fixed to the eccentric sleeve 65 .

電動機18からの回転動力は、VベルトとVプーリ61を介して横軸62に伝達され、更に、ベベルピニオン63及びベベルギア64を介して偏心スリーブ65に伝達される。これにより、主軸31は、軸が上方の頂点66を通るような擂り粉木運動(いわゆる歳差運動)をする。このような主軸31の擂り粉木運動をここでは旋動と呼ぶ。 Rotational power from the electric motor 18 is transmitted to the horizontal shaft 62 via the V-belt and V-pulley 61 and further transmitted to the eccentric sleeve 65 via the bevel pinion 63 and the bevel gear 64 . As a result, the main shaft 31 performs a grinding motion (so-called precession motion) such that the axis passes through the upper vertex 66 . Such a grinding motion of the main shaft 31 is called a turning motion here.

主軸組立3は、主軸31と、マントルコア33と、マントル34とを含む。マントルコア33は、主軸31に固定されている。マントルコア33の下端部には、下部フレーム22に固定されたダストリング25が挿入される周溝が形成されている。マントルコア33の外周にマントル34が固定されている。マントル34は、中心頂部に孔があいた漏斗形状をしており、例えば高マンガン鋳鋼などの高い耐摩耗性を有する材料で形成される。 The spindle assembly 3 includes a spindle 31 , a mantle core 33 and a mantle 34 . The mantle core 33 is fixed to the main shaft 31 . A peripheral groove into which a dust ring 25 fixed to the lower frame 22 is inserted is formed in the lower end of the mantle core 33 . A mantle 34 is fixed to the outer circumference of the mantle core 33 . The mantle 34 is funnel-shaped with a hole at the top and is made of a highly wear-resistant material such as, for example, high manganese cast steel.

コーンケーブ12とマントル34との間には、下に行くほど径が拡がる断面形状を有する破砕室47が形成される。破砕室47の空間の厚みは、投入ホッパ11から下に向かうほど薄くなって、最下端の周状開口で狭幅となる。 A crushing chamber 47 is formed between the cone cave 12 and the mantle 34 and has a cross-sectional shape whose diameter increases downward. The thickness of the space of the crushing chamber 47 becomes thinner toward the bottom from the input hopper 11, and becomes narrower at the lowermost circumferential opening.

破砕したい原石67の性状や製品砕石68の粒度に応じて、破砕室47におけるマントル34とコーンケーブ12の距離(セット)が調整される。セット調整架台23のギア24の駆動により、コーンケーブサポート14が回転すると、上部フレーム21に対するコーンケーブサポート14のねじ込み深さが変化する。これにより、マントル34とコーンケーブ12の距離が変化し、セットを調整することができる。セットの大きさは、上部フレーム21に設けられた超音波式のセットセンサ26で計測される。 The distance (set) between the mantle 34 and the cone cave 12 in the crushing chamber 47 is adjusted according to the properties of the raw stone 67 to be crushed and the grain size of the product crushed stone 68 . When the cone support 14 is rotated by driving the gear 24 of the set adjustment frame 23, the screwing depth of the cone support 14 with respect to the upper frame 21 changes. This changes the distance between the mantle 34 and the cone 12 to adjust the set. The size of the set is measured by an ultrasonic set sensor 26 provided on the upper frame 21 .

上記構成の旋動式破砕機10では、主軸31の偏心旋回運動により、破砕室47におけるコーンケーブ12とマントル34の間の距離が広挟を繰り返す。投入ホッパ11から破砕室47に圧下した原石67は、コーンケーブ12とマントル34との間で圧砕される。破砕室47の原石67は、圧砕と落下とを繰り返して、下落していくに従い徐々に細かくなる。所定の大きさになるまで細かくなった原石67は、破砕室47の下端開口を通って所定粒度の製品砕石68として下部フレーム22から排出される。 In the orbital crusher 10 having the above configuration, the distance between the cone cable 12 and the mantle 34 in the crushing chamber 47 repeats widening and narrowing due to the eccentric orbital motion of the main shaft 31 . The ore 67 pushed down from the input hopper 11 to the crushing chamber 47 is crushed between the cone cave 12 and the mantle 34 . The raw stone 67 in the crushing chamber 47 is repeatedly crushed and dropped, and gradually becomes finer as it falls. The raw stone 67 that has been reduced to a predetermined size is discharged from the lower frame 22 through the lower end opening of the crushing chamber 47 as product crushed stone 68 having a predetermined particle size.

〔旋動式破砕機10の過負荷検出装置9〕
旋動式破砕機10の運転中に、原石67の性状や水分量、投入ホッパ11内の原石67のレベルの変化、金属片などの異物の混入などの外乱に起因して破砕負荷が変動する。ここで「破砕負荷」とは、破砕に伴って電動機18に掛かる負荷を意味する。なお、電動機18は、その出力軸に所定以上の過負荷が発生すると、出力軸の回転がロックされ、過負荷保護回路の作動によって非常停止する。そこで、本実施形態に係る旋動式破砕機10は、フレームシリンダ4の油圧力を監視し、その変化に基づいて過剰な破砕負荷を検出する過負荷検出装置9を備える。
[Overload detection device 9 of gyration crusher 10]
During the operation of the orbital crusher 10, the crushing load fluctuates due to disturbances such as the properties and moisture content of the raw stone 67, changes in the level of the raw stone 67 in the input hopper 11, and the inclusion of foreign substances such as metal pieces. . Here, the "crushing load" means a load applied to the electric motor 18 due to crushing. When the output shaft of the electric motor 18 is overloaded to a predetermined value or more, the rotation of the output shaft is locked and the overload protection circuit is activated to bring the motor to an emergency stop. Therefore, the orbital crusher 10 according to this embodiment includes an overload detector 9 that monitors the hydraulic pressure of the frame cylinder 4 and detects an excessive crushing load based on the change in the hydraulic pressure.

図2に示すように、フレームシリンダ4には油圧回路70が接続されている。油圧回路70は、フレームシリンダ4のピストン後退側の第1油圧室4aへ作動油を供給する第1油路72と、フレームシリンダ4のピストン進出側の第2油圧室4bへ作動油を供給する第2油路73と、油タンク71から第1油路72及び第2油路73のうち一方へ選択的に給油する給油路75と、第1油路72及び第2油路73からから油タンク71へ作動油を排出する排油路74とを含む。給油路75には、作動油を圧送するギアポンプ76が設けられている。ギアポンプ76はポンプモータ77により回転駆動される。給油路75には、第1油路72と接続された状態、第2油路73と接続された状態、並びに、第1油路72及び第2油路73と接続されない状態、を切り替える切替弁78が設けられている。第1油圧室4aと連通された第1油路72には、アキュムレータ42が接続されている。但し、油圧回路70の構成は上記に限定されない。 As shown in FIG. 2, a hydraulic circuit 70 is connected to the frame cylinder 4 . The hydraulic circuit 70 supplies hydraulic fluid to a first hydraulic chamber 4a on the piston retracting side of the frame cylinder 4 and to a second hydraulic chamber 4b on the piston advancing side of the frame cylinder 4. a second oil passage 73; an oil supply passage 75 for selectively supplying oil from the oil tank 71 to one of the first oil passage 72 and the second oil passage 73; and an oil drain passage 74 for discharging hydraulic oil to the tank 71 . A gear pump 76 that pumps hydraulic oil is provided in the oil supply path 75 . A gear pump 76 is rotationally driven by a pump motor 77 . A switching valve for switching between a state of being connected to the first oil passage 72, a state of being connected to the second oil passage 73, and a state of not being connected to the first oil passage 72 and the second oil passage 73. 78 is provided. An accumulator 42 is connected to the first oil passage 72 communicating with the first hydraulic chamber 4a. However, the configuration of the hydraulic circuit 70 is not limited to the above.

上記構成の油圧回路70は、シリンダ制御装置44によって制御される。シリンダ制御装置44は、ポンプモータ77、及び、切替弁78と電気的に接続されており、これらの機器に対し制御信号を出力する。また、シリンダ制御装置44は、セットセンサ26及び油圧センサ41と電気的に接続されており、油圧センサ41で検出された油圧情報を取得する。 The hydraulic circuit 70 configured as described above is controlled by the cylinder control device 44 . The cylinder control device 44 is electrically connected to the pump motor 77 and the switching valve 78, and outputs control signals to these devices. The cylinder control device 44 is also electrically connected to the set sensor 26 and the hydraulic pressure sensor 41 and acquires hydraulic pressure information detected by the hydraulic pressure sensor 41 .

第1油圧室4aに作動油が流入することにより、フレームシリンダ4の油圧力(以下、「フレーム圧力」と称する)が上昇する。破砕室47に破砕不能な異物の混入や、原石67の投入量の一時的な増加、又は、パッキングにより、旋動式破砕機10が過負荷状態となると、コーンケーブ12が押し上げられる。これによりフレーム圧力が上昇し、それを吸収するようにアキュムレータ42へ作動油が流入する。過負荷状態が解消されると、アキュムレータ42内の作動油がフレームシリンダ4へ流れ、元の破砕間隙に戻り、通常運転に復帰することができる。 As the hydraulic fluid flows into the first hydraulic chamber 4a, the hydraulic pressure of the frame cylinder 4 (hereinafter referred to as "frame pressure") increases. When the crushing chamber 47 is contaminated with foreign matter that cannot be crushed, the amount of raw stones 67 charged is temporarily increased, or the crusher 10 is overloaded, the cone 12 is pushed up. As a result, the flame pressure rises, and hydraulic oil flows into the accumulator 42 so as to absorb it. When the overload condition is removed, the hydraulic oil in the accumulator 42 flows to the frame cylinder 4 and returns to the original crushing gap so that normal operation can be resumed.

図3は、通常運転時のフレーム圧力の時系列変化を表すグラフであり、縦軸がフレーム圧力、横軸が時間を表す。このグラフに示されるように、作動油の内部リーク等によって、フレーム圧力は時間の経過に伴って緩やかに低下する。なお、グラフでは直線状に見えるが、拡大すれば、フレーム圧力は定常運転時においても上下に細かく変動している。フレームシリンダ4では、フレーム圧力を所定範囲内に保持するために、再加圧(即ち、強制加圧)が自動的に行われる。再加圧は、意図してフレーム圧力を強制的に上昇させる処理である。再加圧は、例えば、所定量の作動油をフレームシリンダ4へ送ること、所定の時間だけ作動油をフレームシリンダ4へ送ること、フレーム圧力が所定量回復するまでフレームシリンダ4へ作動油へ送ること、のうちいずれか1つであってよい。 FIG. 3 is a graph showing time-series changes in flame pressure during normal operation, in which the vertical axis represents flame pressure and the horizontal axis represents time. As shown in this graph, the flame pressure gradually decreases over time due to internal leakage of hydraulic fluid and the like. Although the graph looks linear, if enlarged, the flame pressure fluctuates finely up and down even during steady operation. In the flame cylinder 4, repressurization (that is, forced pressurization) is automatically performed in order to keep the flame pressure within a predetermined range. Repressurization is the process of intentionally forcing the flame pressure to rise. Repressurization is, for example, sending a predetermined amount of hydraulic fluid to the frame cylinder 4, sending hydraulic fluid to the frame cylinder 4 for a predetermined period of time, and sending hydraulic fluid to the frame cylinder 4 until the flame pressure recovers a predetermined amount. may be any one of

シリンダ制御装置44は、予め定められたタイミングで再加圧を行う。再加圧のタイミングは、例えば、前回の再加圧から所定の時間が経過したとき、フレーム圧力が所定の閾値を下回ったとき、予めスケジュールされた時刻が到来したとき、のうちいずれか1つであってよい。シリンダ制御装置44は、再加圧において、作動油をフレームシリンダ4へ送るように油圧回路70を制御する。このような再加圧により、フレーム圧力は急上昇する。 The cylinder control device 44 performs repressurization at a predetermined timing. The timing of repressurization is, for example, any one of when a predetermined time has passed since the previous repressurization, when the frame pressure falls below a predetermined threshold value, and when a pre-scheduled time arrives. can be Cylinder controller 44 controls hydraulic circuit 70 to deliver hydraulic fluid to frame cylinder 4 upon repressurization. Such repressurization causes the flame pressure to rise sharply.

前述の通り、フレーム圧力は、緩やかな降下と再加圧による急上昇とを1サイクルとし、このサイクルが繰り返される。フレーム圧力は絶えず変化し、一定値には定まらない。過負荷検出装置9は、このように変動するフレーム圧力の測定値から所定のロジックで過負荷による圧力変動を抽出することにより、過負荷を検知する。 As described above, the flame pressure has one cycle of a gentle drop and a sudden rise due to repressurization, and this cycle is repeated. Flame pressure is constantly changing and is not fixed at a constant value. The overload detection device 9 detects an overload by extracting the pressure fluctuation due to the overload from the measured value of the frame pressure fluctuating in this way by a predetermined logic.

過負荷検出装置9は、PLC(プログラマブルコントローラ)などの、一種のコンピュータとして具現化されてよい。過負荷検出装置9は、演算装置9aと、揮発性及び不揮発性の記憶装置9bとを備える。演算装置9aは、CPU、MPU、GPUなどで構成され、記憶装置9bに格納された各種プログラムを読み出して実行することで、過負荷検出処理を行う。過負荷検出装置9は、シリンダ制御装置44と電気的に接続されている。過負荷検出装置9は、シリンダ制御装置44から再加圧のタイミングを取得する。過負荷検出装置9は、油圧センサ41と電気的に接続されており、油圧センサ41から検出された油圧情報(フレーム圧力)を取得する。 The overload detection device 9 may be embodied as a kind of computer such as a PLC (programmable controller). The overload detection device 9 includes an arithmetic device 9a and a volatile and nonvolatile storage device 9b. The computing device 9a is composed of a CPU, an MPU, a GPU, etc., and performs overload detection processing by reading and executing various programs stored in the storage device 9b. The overload detection device 9 is electrically connected to the cylinder control device 44 . The overload detection device 9 acquires the repressurization timing from the cylinder control device 44 . The overload detection device 9 is electrically connected to the oil pressure sensor 41 and acquires oil pressure information (frame pressure) detected from the oil pressure sensor 41 .

図4は、過負荷検出装置9による過負荷検出処理のフローチャートである。図5は、過負荷時のフレーム圧力の時系列変化を表すグラフである。なお、図5では、図3のグラフとはスケールが異なり、フレーム圧力の変動が読み取れるように十分に拡大されている。 FIG. 4 is a flow chart of overload detection processing by the overload detection device 9 . FIG. 5 is a graph showing time-series changes in frame pressure during overload. Note that the scale of FIG. 5 is different from that of the graph of FIG. 3, and is sufficiently enlarged so that fluctuations in the flame pressure can be read.

過負荷検出装置9は、旋動式破砕機10の運転中に、油圧センサ41の検出値である油圧力(即ち、フレーム圧力P)を取得し、フレーム圧力Pをサンプリング時刻と関連付けて記憶装置9bに逐次記憶する。そして、過負荷検出装置9は、シリンダ制御装置44から送られてくる信号に基づいて、フレームシリンダ4が再加圧のタイミングを、記憶装置9bに記憶する。 The overload detection device 9 acquires the hydraulic pressure (that is, the frame pressure P) which is the detection value of the hydraulic pressure sensor 41 during operation of the rotary crusher 10, associates the frame pressure P with the sampling time, and stores it in the storage device. 9b sequentially. Based on the signal sent from the cylinder control device 44, the overload detection device 9 stores the timing of repressurization of the frame cylinder 4 in the storage device 9b.

過負荷検出装置9は、前述のように蓄積されたフレーム圧力Pの時系列データと、取得したフレーム圧力Pとに基づいて、過負荷状態の検出を行う。図4に示すように、過負荷検出装置9は、フレームシリンダ4が再加圧中であるかどうかを判断する(ステップS1)。過負荷検出装置9は、フレームシリンダ4が再加圧中であるか否かを、シリンダ制御装置44から送られてくる信号に基づいて判断することができる。過負荷検出装置9は、再加圧中でなければ(ステップS1でNO)、検出期間タイマを初期化(t1=0)し、積算タイマを初期化(t2=0)する(ステップS2)。そして、過負荷検出装置9は、検出期間タイマで検出時間t1のカウントを開始する(ステップS3)。図6に示すように、検出期間T1は、連続するMのサンプリング区間Sを含む。区間数Mは任意の自然数(複数)であり、過負荷検出装置9に予め記憶されている。1サンプリング区間Sの時間は、即ち、油圧センサ41の検出周期である。 The overload detection device 9 detects an overload state based on the time-series data of the frame pressure P accumulated as described above and the obtained frame pressure P. FIG. As shown in FIG. 4, the overload detector 9 determines whether the flame cylinder 4 is being repressurized (step S1). The overload detection device 9 can determine whether or not the frame cylinder 4 is being repressurized based on the signal sent from the cylinder control device 44 . If the overload detection device 9 is not repressurizing (NO in step S1), it initializes the detection period timer (t1=0) and the integration timer (t2=0) (step S2). Then, the overload detection device 9 starts counting the detection time t1 with the detection period timer (step S3). As shown in FIG. 6, the detection period T1 includes M successive sampling intervals S. As shown in FIG. The number of sections M is an arbitrary natural number (plurality) and is stored in advance in the overload detection device 9 . The time of one sampling interval S is the detection cycle of the oil pressure sensor 41 .

過負荷検出装置9は、現在のサンプリング区間Sにおいて、油圧センサ41の検出値であるフレーム圧力Pnを取得し、圧力閾値αと比較する(ステップS4)。The overload detection device 9 acquires the frame pressure Pn, which is the detection value of the hydraulic sensor 41, in the current sampling interval Sn , and compares it with the pressure threshold α (step S4).

圧力閾値αは、蓄積されたフレーム圧力Pの時系列データから求め得る。圧力閾値αは、フレーム圧力Pの移動平均Pmに係数Cを掛けた値であってよい。係数Cは、1以上の実数である。係数Cは予め定められて、過負荷検出装置9に記憶されている。移動平均Pmは、連続するN個のサンプリング区間Sn-N+1~Sn-1のフレーム圧力Pn-N+1~Pn-1の相加平均である。区間数Nは任意の自然数であり、過負荷検出装置9に予め記憶されている。なお、図6に示すNはMより小さいが、NはMより大きくてもよい。N個のサンプリング区間Sn-N+1~Sn-1には、現在のサンプリング区間Sの直前のサンプリング区間Sn-1が含まれる。The pressure threshold α can be obtained from the time-series data of the frame pressure P accumulated. The pressure threshold α may be the moving average Pm of the frame pressure P multiplied by a coefficient C. The coefficient C is a real number of 1 or more. The coefficient C is predetermined and stored in the overload detection device 9 . The moving average Pm is the arithmetic average of the frame pressures P n-N+1 to P n-1 in N consecutive sampling intervals S n-N+1 to S n-1 . The number of sections N is an arbitrary natural number and is pre-stored in the overload detection device 9 . Although N shown in FIG. 6 is smaller than M, N may be larger than M. The N sampling intervals S n−N+1 to S n−1 include the sampling interval S n−1 immediately preceding the current sampling interval S n .

過負荷検出装置9は、フレーム圧力Pが圧力閾値αよりも大きければ(ステップS4でYES)、その区間の時間(その区間のうちフレーム圧力Pが圧力閾値αよりも大きくなる時間)を積算タイマでカウントする(ステップS5)。過負荷検出装置9は、フレーム圧力Pが圧力閾値α以下であれば(ステップS4でNO)、その区間の時間を積算タイマでカウントしない。 If the flame pressure P is greater than the pressure threshold value α (YES in step S4), the overload detection device 9 sets the time of the interval (the time during which the frame pressure P is greater than the pressure threshold value α) to an accumulation timer. is counted (step S5). If the flame pressure P is equal to or less than the pressure threshold value α (NO in step S4), the overload detection device 9 does not count the time in that section with the integration timer.

過負荷検出装置9は、上記のステップS4~S5を、検出期間タイマでカウントされている検出時間t1が所定の検出期間T1以上となるまで繰り返す(ステップS6)。これにより、検出期間T1において、フレーム圧力Pが圧力閾値αよりも大きい時間の積算値T2が得られる。 The overload detection device 9 repeats the above steps S4 to S5 until the detection time t1 counted by the detection period timer reaches or exceeds the predetermined detection period T1 (step S6). As a result, an integrated value T2 of the time during which the frame pressure P is greater than the pressure threshold α is obtained in the detection period T1.

過負荷検出装置9は、検出期間T1に対するフレーム圧力Pが圧力閾値αよりも大きい時間の積算値T2の割合Rを求め(ステップS7)、それを所定の割合閾値βとを比較する(ステップS8)。割合閾値βは、シミュレーションや実験等により予め決定され、過負荷検出装置9に記憶されている。過負荷検出装置9は、検出期間T1に対する積算値T2の割合Rが割合閾値βより大きい場合は(ステップS8でYES)、過負荷を検出したと判断し(ステップS9)、所定の過負荷検出後処理を行って(ステップS10)、過負荷検出処理を終了する。過負荷検出後処理は、図示されない原石フィーダへの停止指令の出力、図示されないモニタへの過負荷検出表示出力、図示されない報知機への過負荷検出表示出力、シリンダ制御装置44への過負荷検出信号の出力、のうち少なくとも1つが含まれてよい。過負荷検出装置9は、検出期間T1に対する積算値T2の割合Rが割合閾値β以下の場合は(ステップS8でNO)、過負荷ではないとして、過負荷検出処理を終了する。過負荷検出装置9は、旋動式破砕機10の運転中に、上記の一連の過負荷検出処理を繰り返してよい。 The overload detection device 9 obtains the ratio R of the integrated value T2 during which the frame pressure P is greater than the pressure threshold value α for the detection period T1 (step S7), and compares it with a predetermined ratio threshold value β (step S8 ). The ratio threshold value β is determined in advance by simulation, experiment, or the like, and stored in the overload detection device 9 . When the ratio R of the integrated value T2 to the detection period T1 is greater than the ratio threshold value β (YES in step S8), the overload detection device 9 determines that an overload is detected (step S9), and detects a predetermined overload. Post-processing is performed (step S10), and the overload detection process ends. Overload detection post-processing includes outputting a stop command to a raw stone feeder (not shown), overload detection display output to a monitor (not shown), overload detection display output to an alarm device (not shown), and overload detection to the cylinder control device 44. output of a signal. When the ratio R of the integrated value T2 to the detection period T1 is equal to or less than the ratio threshold value β (NO in step S8), the overload detection device 9 determines that there is no overload and terminates the overload detection process. The overload detection device 9 may repeat the series of overload detection processes described above while the gyration crusher 10 is in operation.

以上に説明したように、本実施形態の旋動式破砕機10は、マントル34と、マントル34が固定されて偏心旋回運動する主軸31と、主軸31を支持する下部フレーム22と、マントル34との間に原石67を噛み込んで圧砕する破砕室47を形成するコーンケーブ12と、コーンケーブ12を支持する上部フレーム21と、マントル34及びコーンケーブ12の所定のセットを保持するようにコーンケーブ12に破砕力に対抗する油圧力を与えるフレームシリンダ4(請求の範囲の「油圧シリンダ」に相当)と、過負荷検出装置9とを、備える。過負荷検出装置9は、フレームシリンダ4の油圧力を検出する油圧センサ41と、記憶装置9bと、演算装置9aとを有する。記憶装置9bは、油圧センサ41から油圧力に関する情報を取得してサンプリング時刻と関連付けて記憶する。演算装置9aは、連続する複数のサンプリング区間を検出期間T1とし、油圧力(本実施形態では、フレーム圧力)の移動平均を用いた圧力閾値αを求め、検出期間T1内において油圧力が圧力閾値αを上回る時間を積算し、その積算された時間T2の検出期間T1に対する割合(T2/T1)が所定の割合閾値βを超える場合に、旋動式破砕機10が過負荷状態で運転されていることを検出する。 As described above, the orbital crusher 10 of this embodiment includes the mantle 34, the main shaft 31 to which the mantle 34 is fixed and which performs eccentric orbital motion, the lower frame 22 that supports the main shaft 31, and the mantle 34. The cones 12 forming a crushing chamber 47 that bites and crushes the rough 67 between them, an upper frame 21 that supports the cones 12, and a crushing force on the cones 12 to hold a predetermined set of mantles 34 and cones 12. and a frame cylinder 4 (corresponding to a “hydraulic cylinder” in the claims) for applying a hydraulic force opposing to , and an overload detection device 9 . The overload detection device 9 has a hydraulic sensor 41 that detects the hydraulic pressure of the frame cylinder 4, a storage device 9b, and an arithmetic device 9a. The storage device 9b acquires information about the hydraulic pressure from the hydraulic sensor 41 and stores it in association with the sampling time. The calculation device 9a sets a plurality of continuous sampling intervals as a detection period T1, obtains a pressure threshold α using a moving average of the hydraulic pressure (frame pressure in this embodiment), and determines that the hydraulic pressure is within the detection period T1. When the time exceeding α is accumulated, and the ratio of the accumulated time T2 to the detection period T1 (T2/T1) exceeds a predetermined ratio threshold value β, the tumbling crusher 10 is being operated in an overloaded state. detect that there is

また、本実施形態に係る旋動式破砕機10の過負荷検出方法は、フレームシリンダ4(請求の範囲の「油圧シリンダ」に相当)の油圧力であるフレーム圧力を検出し、当該フレーム圧力をサンプリング時刻と関連付けて記憶すること、及び、連続する複数のサンプリング時間を検出期間T1とし、当該検出期間T1内においてフレーム圧力が所定の圧力閾値αを上回る時間を積算し、その積算された時間T2の検出期間T1に対する割合(T2/T1)が所定の割合閾値βを超える場合に、旋動式破砕機10が過負荷状態で運転されていることを検出すること、を含む。 Further, the overload detection method for the gyration crusher 10 according to the present embodiment detects the frame pressure, which is the hydraulic pressure of the frame cylinder 4 (corresponding to the "hydraulic cylinder" in the claims), and detects the frame pressure. Storing in association with the sampling time, setting a plurality of continuous sampling times as a detection period T1, integrating the time during which the frame pressure exceeds a predetermined pressure threshold α within the detection period T1, and adding the integrated time T2 detecting that the tumbling crusher 10 is operating in an overload condition when the ratio of T2/T1 to the detection period T1 exceeds a predetermined ratio threshold β.

本実施形態に係る旋動式破砕機10の過負荷検出装置9及び方法によれば、検出期間T1が設定され、その検出期間T1におけるフレーム圧力が圧力閾値αよりも高くなる時間T2の割合で、旋動式破砕機10の負荷状態を推定する。このように検出期間T1が設定されることにより、フレーム圧力の短期の変動の影響が抑えられている。これにより、過負荷状態の誤検知を抑制することができる。よって、定常的に変動するフレーム圧力の測定値を利用しながらも、破砕機10が過負荷状態で運転されていることを高精度に検出することができる。 According to the overload detection device 9 and method for the orbital crusher 10 according to the present embodiment, the detection period T1 is set, and the frame pressure in the detection period T1 is higher than the pressure threshold value α at the rate of the time T2. , to estimate the load state of the tumbling crusher 10 . By setting the detection period T1 in this manner, the influence of short-term fluctuations in the frame pressure is suppressed. As a result, erroneous detection of an overload state can be suppressed. Therefore, it is possible to detect with high accuracy that the crusher 10 is being operated in an overloaded state while using the measured values of the flame pressure that fluctuate steadily.

また、本実施形態に係る旋動式破砕機10の過負荷検出装置9及び方法では、現在のサンプリング区間Sの油圧力に対する圧力閾値αが、当該サンプリング区間Sの直前のサンプリング区間Sn-1の検出値を含む移動平均Pmに1以上の係数Cを掛けた値である。Further, in the overload detection device 9 and method for the gyration-type crusher 10 according to the present embodiment, the pressure threshold value α for the hydraulic pressure in the current sampling section Sn is It is a value obtained by multiplying the moving average Pm including the detection value of -1 by a coefficient C of 1 or more.

これにより、定常的に変動するフレームシリンダ4の油圧力に対して、圧力閾値αを適切に設定することができる。 Thus, the pressure threshold α can be appropriately set with respect to the hydraulic pressure of the frame cylinder 4, which constantly fluctuates.

また、本実施形態に係る旋動式破砕機10の過負荷検出装置9及び方法では、検出期間T1にフレームシリンダ4による再加圧の期間が含まれない。 In addition, in the overload detection device 9 and the method for the orbital crusher 10 according to the present embodiment, the detection period T1 does not include the period of repressurization by the frame cylinder 4 .

これにより、検出期間T1の検出値からは、周期的且つ大きな変動が除かれる。よって、圧力閾値αの値が適切に設定される。また、旋動式破砕機10の過負荷状態をより高精度に検出することがきる。 As a result, periodic and large fluctuations are removed from the detected value during the detection period T1. Therefore, the value of the pressure threshold α is appropriately set. Also, the overload state of the gyration crusher 10 can be detected with higher accuracy.

〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態を説明する。図7は、本発明の第2実施形態に係る過負荷検出装置109を備える旋動式破砕機110の概略構成を示す図である。本実施形態に係る旋動式破砕機110は、油圧式の旋動式破砕機110である。なお、本実施形態の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the invention will be described. FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a rotary crusher 110 having an overload detector 109 according to a second embodiment of the present invention. The gyration crusher 110 according to this embodiment is a hydraulic gyration crusher 110 . In the description of this embodiment, the same or similar members as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and descriptions thereof are omitted.

従来の油圧式の旋動式破砕機では、破砕できない異物が投入されたり、過剰な原料が投入されたりすると、マントル及びコーンケーブに作用する破砕力が当該破砕力に対抗する油圧力を上回ってタッピングが生じることがある。タッピングが生じている状態で運転が継続されると、破砕機本体が損傷を受けたり、原料が溢れたりする。そのため、タッピングが発生すると、運転を一旦停止して、破砕室内の原料を取り除かねばならず、著しく生産性が低下する。また、タッピングが発生すると、負荷が急上昇するため、破砕機の駆動モータのサーマルリレーでは異常を検知できない。そこで、駆動モータの電流値や破砕圧に相当する主軸の保持圧を測定し、その測定値が所定の閾値を超える状態が所定時間継続していることによって、異常を検知することが行われている。しかし、油圧式の旋動式破砕機では、旋動破砕に起因する短い周期の負荷変動や、原料性状、原料サイズ、及び原料水分量などの変化に起因する負荷変動が生じることから、上記のような従来の異常検知方法で確実に過負荷異常を検出することは困難であった。そこで、以下では、第1実施形態に係る機械式の旋動式破砕機10と同様に、油圧式の旋動式破砕機110においても過負荷状態をより高精度に検出する方法を説明する。 In the conventional hydraulic orbital crusher, when foreign matter that cannot be crushed or excessive raw materials are fed, the crushing force acting on the mantle and cone cave exceeds the hydraulic force that opposes the crushing force, causing tapping. may occur. If the operation is continued while tapping occurs, the crusher body may be damaged or the raw material may overflow. Therefore, when tapping occurs, the operation must be temporarily stopped to remove the raw material from the crushing chamber, resulting in a significant drop in productivity. Also, when tapping occurs, the load rises sharply, so the thermal relay of the drive motor of the crusher cannot detect the abnormality. Therefore, the current value of the drive motor and the holding pressure of the spindle, which corresponds to the crushing pressure, are measured, and if the measured value exceeds a predetermined threshold value for a predetermined period of time, an abnormality is detected. there is However, the hydraulic gyration crusher suffers from short-cycle load fluctuations caused by gyration crushing, and load fluctuations caused by changes in raw material properties, raw material size, and raw material moisture content. It was difficult to reliably detect an overload anomaly with such a conventional anomaly detection method. Therefore, a method for detecting an overload state with higher accuracy in the hydraulic gyration crusher 110 as well as in the mechanical gyration crusher 10 according to the first embodiment will be described below.

〔旋動式破砕機110の概略構成〕
図7に示すように、旋動式破砕機110は、被破砕物を貯留するホッパ11と、ホッパ11から落下した被破砕物を噛み込んで破砕するマントル34及びコーンケーブ12と、マントル34の旋回駆動手段である電動機18と、電動機18からマントル34へ回転動力を伝達する動力伝達機構19と、マントル34をコーンケーブ12に対し昇降させる軸受シリンダ8(油圧シリンダ)とを備える。
[Schematic configuration of gyration crusher 110]
As shown in FIG. 7, the rotary crusher 110 includes a hopper 11 that stores crushed objects, a mantle 34 and cone caves 12 that catch and crush the crushed objects that have fallen from the hopper 11, and the mantle 34 that rotates. It is provided with an electric motor 18 as driving means, a power transmission mechanism 19 for transmitting rotational power from the electric motor 18 to the mantle 34 , and a bearing cylinder 8 (hydraulic cylinder) for raising and lowering the mantle 34 with respect to the cone cave 12 .

旋動式破砕機110は、上部フレーム21及び下部フレーム22からなるフレーム組立2を更に備える。上部フレーム21と下部フレーム22は、上下に突合された状態で固定されている。上部フレーム21の内周に、円錐筒状のコーンケーブ12が設けられている。コーンケーブ12の内側には、円錐台状のマントル34が配置されている。間隙を隔てて対峙するコーンケーブ12の破砕面とマントル34の破砕面との間に、下に行くほど径が拡がる断面形状を有する破砕室47が形成される。破砕室47の空間の厚みは、投入ホッパ11から下に向かうほど薄くなって、最下端の周状開口で狭幅となる。破砕したい原石67の性状や製品砕石68の粒度に応じて、破砕室47におけるマントル34とコーンケーブ12の距離(セット)が調整される。セット調整装置80は、マントル34をコーンケーブ12に対し昇降させる。 The gyration crusher 110 further comprises a frame assembly 2 consisting of an upper frame 21 and a lower frame 22 . The upper frame 21 and the lower frame 22 are fixed while facing each other vertically. A conical tubular cone 12 is provided on the inner circumference of the upper frame 21 . A truncated cone-shaped mantle 34 is arranged inside the cone cave 12 . Between the crushing surfaces of the cone cave 12 and the crushing surface of the mantle 34 facing each other with a gap therebetween, a crushing chamber 47 having a cross-sectional shape whose diameter increases downward is formed. The thickness of the space of the crushing chamber 47 becomes thinner toward the bottom from the input hopper 11, and becomes narrower at the lowermost circumferential opening. The distance (set) between the mantle 34 and the cone cave 12 in the crushing chamber 47 is adjusted according to the properties of the raw stone 67 to be crushed and the grain size of the product crushed stone 68 . A set adjuster 80 raises and lowers the mantle 34 with respect to the cone cave 12 .

マントル34は、主軸31の上部に固定されたマントルコア33に取り付けられている。マントルコア33の外周にマントル34が固定されている。マントルコア33の下端部には、下部フレーム22に固定されたダストリング25が挿入される周溝が形成されている。主軸31は、その軸心が鉛直方向から傾いた状態で、フレーム組立2内に配置されている。主軸31の上端は、上部フレーム21の上端部に設けられた上部軸受35に、回転自在に支持されている。主軸31の下部は、インナーブッシュ51に嵌挿されている。インナーブッシュ51は偏心スリーブ65に固定されている。偏心スリーブ65は、下部フレーム22に設けられたアウターブッシュ53に嵌挿されている。主軸31の下端は、軸受シリンダ8のラム81に設けられた滑り軸受82に支持されている。 A mantle 34 is attached to a mantle core 33 fixed to the top of the main shaft 31 . A mantle 34 is fixed to the outer circumference of the mantle core 33 . A peripheral groove into which a dust ring 25 fixed to the lower frame 22 is inserted is formed in the lower end of the mantle core 33 . The main shaft 31 is arranged in the frame assembly 2 with its axis tilted from the vertical direction. The upper end of the main shaft 31 is rotatably supported by an upper bearing 35 provided at the upper end of the upper frame 21 . A lower portion of the main shaft 31 is fitted in an inner bush 51 . The inner bushing 51 is fixed to the eccentric sleeve 65 . The eccentric sleeve 65 is fitted in the outer bushing 53 provided on the lower frame 22 . A lower end of the main shaft 31 is supported by a plain bearing 82 provided on a ram 81 of the bearing cylinder 8 .

電動機18は、フレーム組立2の外に配置されている。動力伝達機構19は、電動機18からマントル34が固定された主軸31へ動力を伝達する。電動機18からの回転動力は、VベルトとVプーリ61を介して横軸62に伝達され、更に、ベベルピニオン63及びベベルギア64を介して偏心スリーブ65に伝達される。電動機18の出力を受けて偏心スリーブ65が回転すると、偏心スリーブ65に挿嵌された主軸31が偏心旋回する。これにより、マントル34が位置固定されたコーンケーブ12に対して偏心旋回運動、いわゆる歳差運動を行う。マントル34の破砕面とコーンケーブ12の破砕面とのセット(開き)は主軸31の旋回位置に応じて変化する。 The electric motor 18 is arranged outside the frame assembly 2 . The power transmission mechanism 19 transmits power from the electric motor 18 to the main shaft 31 to which the mantle 34 is fixed. Rotational power from the electric motor 18 is transmitted to the horizontal shaft 62 via the V-belt and V-pulley 61 and further transmitted to the eccentric sleeve 65 via the bevel pinion 63 and the bevel gear 64 . When the eccentric sleeve 65 rotates in response to the output of the electric motor 18, the main shaft 31 inserted into the eccentric sleeve 65 rotates eccentrically. As a result, the mantle 34 performs an eccentric turning motion, a so-called precession motion, with respect to the cone cave 12 whose position is fixed. The set (opening) of the crushing surface of the mantle 34 and the crushing surface of the cone cave 12 changes according to the turning position of the main shaft 31 .

本実施形態に係る旋動式破砕機110は、セット調整装置80としての軸受シリンダ8を備える。軸受シリンダ8は、シリンダチューブ83と、シリンダチューブ83内を摺動するラム81とからなる油圧シリンダである。ラム81は主軸スラスト軸受82を支持し、ラム81の昇降に伴って主軸スラスト軸受82が昇降する。主軸スラスト軸受82の昇降に伴って、マントル34がコーンケーブ12に対して昇降移動して、コーンケーブ12とマントル34の二つの破砕面の間隙の最も狭い位置におけるセット(クローズドセット)を変化させる。ラム81又は主軸スラスト軸受82の変位を検出するセットセンサ126(図8、参照)が設けられている。セットセンサ126で検出されたラム81の位置からコーンケーブ12に対するマントル34の高さ方向の位置が求まり、コーンケーブ12とマントル34との相対的位置関係からセットが求まる。 The orbital crusher 110 according to this embodiment includes a bearing cylinder 8 as a set adjusting device 80 . The bearing cylinder 8 is a hydraulic cylinder composed of a cylinder tube 83 and a ram 81 that slides inside the cylinder tube 83 . The ram 81 supports a main shaft thrust bearing 82, and the main shaft thrust bearing 82 moves up and down as the ram 81 moves up and down. As the main shaft thrust bearing 82 moves up and down, the mantle 34 moves up and down with respect to the cone cave 12 to change the set (closed set) at the narrowest position of the gap between the two crushing surfaces of the cone cave 12 and the mantle 34 . A set sensor 126 (see FIG. 8) is provided to detect displacement of the ram 81 or the main shaft thrust bearing 82 . The position of the mantle 34 in the height direction with respect to the cone cave 12 is obtained from the position of the ram 81 detected by the set sensor 126 , and the set is obtained from the relative positional relationship between the cone cave 12 and the mantle 34 .

図8は、第2実施形態に係る過負荷検出装置109及び軸受シリンダ8の油圧系統の構成を示す図である。図7及び図8に示すように、軸受シリンダ8のシリンダチューブ83内には、ラム81の変位によって容量の変化する油圧室85が形成されており、この油圧室85に油圧回路90が接続されている。油タンク71の作動油が油圧回路90を通じて油圧室85へ給油されることにより、ラム81が上昇する。また、油圧室85の作動油が油圧回路90を通じて油タンク71へ排油されることにより、ラム81が降下する。 FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the hydraulic system of the overload detection device 109 and the bearing cylinder 8 according to the second embodiment. As shown in FIGS. 7 and 8, a hydraulic chamber 85 is formed in the cylinder tube 83 of the bearing cylinder 8, the capacity of which changes according to the displacement of the ram 81. The hydraulic circuit 90 is connected to the hydraulic chamber 85. ing. The hydraulic oil in the oil tank 71 is supplied to the hydraulic chamber 85 through the hydraulic circuit 90, so that the ram 81 is lifted. Further, the ram 81 is lowered by draining the hydraulic oil in the hydraulic chamber 85 to the oil tank 71 through the hydraulic circuit 90 .

油圧回路90は、油圧室85の下部と連通された連通管91、連通管91に設けられたアキュムレータ92(又は、バランスシリンダ)、連通管91と接続された給油管93、及び、給油管93と接続された排油管94を含む。連通管91には、油圧室85の作動油の圧力を検出する油圧センサ86が設けられている。給油管93には、油タンク71の作動油を油圧室85へ圧送するギアポンプ76が設けられている。ギアポンプ76はポンプモータ77によって駆動される。給油管93には、ノーマルクローズの開閉弁98が設けられている。排油管94には、ノーマルクローズの開閉弁99が設けられている。但し、油圧回路90の構成は本実施形態に限定されない。 The hydraulic circuit 90 includes a communicating pipe 91 communicating with the lower portion of the hydraulic chamber 85, an accumulator 92 (or a balance cylinder) provided in the communicating pipe 91, an oil supply pipe 93 connected to the communication pipe 91, and an oil supply pipe 93. and an oil drain pipe 94 connected to the A hydraulic sensor 86 that detects the pressure of hydraulic fluid in the hydraulic chamber 85 is provided in the communication pipe 91 . The oil supply pipe 93 is provided with a gear pump 76 that pressure-feeds the hydraulic oil in the oil tank 71 to the hydraulic chamber 85 . A gear pump 76 is driven by a pump motor 77 . The oil supply pipe 93 is provided with a normally closed on-off valve 98 . The drain pipe 94 is provided with a normally closed on-off valve 99 . However, the configuration of the hydraulic circuit 90 is not limited to this embodiment.

上記構成の油圧回路90は、シリンダ制御装置144によって制御される。シリンダ制御装置144は、ポンプモータ77、開閉弁98、及び、開閉弁99と電気的に接続されており、これらの機器に対し制御信号を出力する。また、シリンダ制御装置144は、セットセンサ126と電気的に接続されており、セットセンサ126で検出された情報を取得する。シリンダ制御装置144は、セットセンサ126で検出されるセットが所定の値となるように、ポンプモータ77、開閉弁98、及び開閉弁99を動作させる。 The hydraulic circuit 90 configured as described above is controlled by a cylinder control device 144 . The cylinder control device 144 is electrically connected to the pump motor 77, the on-off valve 98, and the on-off valve 99, and outputs control signals to these devices. The cylinder control device 144 is also electrically connected to the set sensor 126 and acquires information detected by the set sensor 126 . The cylinder control device 144 operates the pump motor 77, the on-off valve 98, and the on-off valve 99 so that the set detected by the set sensor 126 becomes a predetermined value.

軸受シリンダ8の油圧力は、主軸31(マントル34)の旋回運動によって変動する。また、破砕室47に破砕不能な異物の混入や、原石67の投入量の一時的な増加、又は、パッキングにより、旋動式破砕機110が過負荷状態となると、マントル34が押し下げられる。これにより軸受シリンダ8の油圧力が上昇し、それを吸収するようにアキュムレータ92へ作動油が流入する。過負荷状態が解消されると、アキュムレータ92内の作動油が軸受シリンダ8へ流れ、元の破砕間隙に戻り、通常運転に復帰することができる。このようにして、軸受シリンダ8の油圧力は絶えず変化し、一定値には定まらない。本実施形態に係る過負荷検出装置109は、このように変動する軸受シリンダ8の油圧力の測定値から所定のロジックで過負荷による圧力変動を抽出することにより、過負荷を検知する。 The hydraulic pressure of the bearing cylinder 8 fluctuates according to the turning motion of the main shaft 31 (mantle 34). Also, if the crushing chamber 47 is contaminated with foreign matter that cannot be crushed, if the amount of raw stones 67 charged temporarily increases, or if the crusher 110 becomes overloaded due to packing, the mantle 34 is pushed down. As a result, the hydraulic pressure in the bearing cylinder 8 rises, and hydraulic oil flows into the accumulator 92 so as to absorb it. When the overload condition is removed, the hydraulic oil in the accumulator 92 can flow to the bearing cylinder 8 and return to the original crush gap to resume normal operation. In this way, the hydraulic pressure in the bearing cylinder 8 constantly changes and does not settle at a constant value. The overload detection device 109 according to the present embodiment detects an overload by extracting the pressure fluctuation due to the overload from the measured value of the hydraulic pressure of the bearing cylinder 8 that fluctuates in this way by a predetermined logic.

過負荷検出装置109は、PLC(プログラマブルコントローラ)などの、一種のコンピュータとして具現化されてよい。過負荷検出装置109は、演算装置109aと、揮発性及び不揮発性の記憶装置109bとを備える。演算装置109aは、CPU、MPU、GPUなどで構成され、記憶装置109bに格納された各種プログラムを読み出して実行することで、過負荷検出処理を行う。過負荷検出装置109は、電気的に油圧センサ86と接続されており、油圧センサ86から検出された油圧情報を取得する。 The overload detection device 109 may be embodied as a kind of computer such as a PLC (programmable controller). The overload detection device 109 includes an arithmetic device 109a and a volatile and nonvolatile storage device 109b. The computing device 109a is composed of a CPU, an MPU, a GPU, etc., and performs overload detection processing by reading and executing various programs stored in the storage device 109b. The overload detection device 109 is electrically connected to the oil pressure sensor 86 and acquires oil pressure information detected from the oil pressure sensor 86 .

ここで、過負荷検出装置109による負荷検出処理の流れを説明する。本実施形態に係る過負荷検出装置109の処理の流れは、前述の第1実施形態に係る過負荷検出装置9の処理とステップS1を除いて実質的に同じであり、図4において「フレーム圧力」とあるのを「油圧力」に読み替えることにより説明できる。 Here, the flow of load detection processing by the overload detection device 109 will be described. The processing flow of the overload detection device 109 according to the present embodiment is substantially the same as the processing of the overload detection device 9 according to the first embodiment except for step S1. can be explained by replacing "hydraulic force" with "hydraulic force".

図4を参照して、過負荷検出装置109は、旋動式破砕機110の運転中に、油圧センサ86の検出値である油圧力(即ち、軸受シリンダ8の油圧力)を取得し、油圧力をサンプリング時刻と関連付けて記憶装置109bに逐次記憶する。過負荷検出装置109は、前述のように蓄積された油圧力の時系列データと、取得した油圧力とに基づいて、過負荷状態の検出を行う。過負荷検出装置109は、検出期間タイマを初期化(t1=0)し、積算タイマを初期化(t2=0)する(ステップS2)。そして、過負荷検出装置109は、検出期間タイマで検出時間t1のカウントを開始する(ステップS3)。 Referring to FIG. 4, the overload detection device 109 acquires the hydraulic pressure detected by the hydraulic sensor 86 (that is, the hydraulic pressure of the bearing cylinder 8) while the orbiting crusher 110 is in operation. The pressure is sequentially stored in the storage device 109b in association with the sampling time. The overload detection device 109 detects an overload state based on the hydraulic pressure time-series data accumulated as described above and the obtained hydraulic pressure. The overload detection device 109 initializes the detection period timer (t1=0) and the integration timer (t2=0) (step S2). Then, the overload detection device 109 starts counting the detection time t1 with the detection period timer (step S3).

過負荷検出装置109は、現在のサンプリング区間Sにおいて、油圧センサ86の検出値(瞬時値)である油圧力Pnを取得し、圧力閾値αと比較する(ステップS4)。過負荷検出装置109は、油圧力Pが圧力閾値αよりも大きければ(ステップS4でYES)、その区間の時間(その区間のうち油圧力Pが圧力閾値αよりも大きくなる時間)を積算タイマでカウントする(ステップS5)。過負荷検出装置109は、油圧力Pが圧力閾値α以下であれば(ステップS4でNO)、その区間の時間を積算タイマでカウントしない。The overload detection device 109 acquires the hydraulic pressure Pn, which is the detection value (instantaneous value) of the hydraulic pressure sensor 86, in the current sampling interval Sn , and compares it with the pressure threshold α (step S4). If the hydraulic pressure P is greater than the pressure threshold value α (YES in step S4), the overload detection device 109 sets the time of that section (the time during which the hydraulic pressure P is greater than the pressure threshold value α) to an integration timer. is counted (step S5). If the hydraulic pressure P is equal to or less than the pressure threshold value α (NO in step S4), the overload detection device 109 does not count the time of the section with the integration timer.

過負荷検出装置109は、上記のステップS4~S5を、検出期間タイマでカウントされている検出時間t1が所定の検出期間T1以上となるまで繰り返す(ステップS6)。これにより、検出期間T1において、油圧力Pが圧力閾値αよりも大きい時間の積算値T2が得られる。 The overload detection device 109 repeats the above steps S4 to S5 until the detection time t1 counted by the detection period timer reaches or exceeds the predetermined detection period T1 (step S6). As a result, an integrated value T2 of the time during which the hydraulic pressure P is greater than the pressure threshold value α is obtained in the detection period T1.

過負荷検出装置109は、検出期間T1に対する油圧力Pが圧力閾値αよりも大きい時間の積算値T2の割合Rを求め(ステップS7)、それを所定の割合閾値βとを比較する(ステップS8)。過負荷検出装置109は、検出期間T1に対する積算値T2の割合Rが割合閾値βより大きい場合は(ステップS8でYES)、過負荷を検出したと判断し(ステップS9)、所定の過負荷検出後処理を行って(ステップS10)、過負荷検出処理を終了する。過負荷検出装置109は、検出期間T1に対する積算値T2の割合Rが割合閾値β以下の場合は(ステップS8でNO)、過負荷ではないとして、過負荷検出処理を終了する。過負荷検出装置109は、旋動式破砕機110の運転中に、上記の一連の過負荷検出処理を繰り返してよい。 The overload detection device 109 obtains the ratio R of the integrated value T2 during which the hydraulic pressure P is greater than the pressure threshold value α for the detection period T1 (step S7), and compares it with a predetermined ratio threshold value β (step S8 ). When the ratio R of the integrated value T2 to the detection period T1 is greater than the ratio threshold value β (YES in step S8), the overload detection device 109 determines that an overload is detected (step S9), and detects a predetermined overload. Post-processing is performed (step S10), and the overload detection process ends. When the ratio R of the integrated value T2 to the detection period T1 is equal to or less than the ratio threshold value β (NO in step S8), the overload detection device 109 ends the overload detection processing assuming that there is no overload. The overload detection device 109 may repeat the above series of overload detection processes while the orbital crusher 110 is in operation.

以上に説明したように、本実施形態の旋動式破砕機110は、マントル34と、マントル34が固定されて偏心旋回運動する主軸31と、主軸31を支持する下部フレーム22と、マントル34との間に原石67を噛み込んで圧砕する破砕室47を形成するコーンケーブ12と、コーンケーブ12を支持する上部フレーム21と、マントル34及びコーンケーブ12の所定のセットを保持するようにマントル34に破砕力に対抗する油圧力を与える軸受シリンダ8(請求の範囲の「油圧シリンダ」に相当)と、過負荷検出装置109とを、備える。過負荷検出装置109は、軸受シリンダ8の油圧力を検出する油圧センサ86と、記憶装置109bと、演算装置109aとを有する。記憶装置109bは、油圧センサ86から油圧力Pに関する情報を取得してサンプリング時刻と関連付けて記憶する。演算装置109aは、連続する複数のサンプリング区間を検出期間T1とし、当該検出期間T1内において油圧力が圧力閾値αを上回る時間を積算し、その積算された時間T2の検出期間T1に対する割合(T2/T1)が所定の割合閾値βを超える場合に、旋動式破砕機110が過負荷状態で運転されていることを検出する。 As described above, the orbital crusher 110 of this embodiment includes the mantle 34, the main shaft 31 to which the mantle 34 is fixed and which performs eccentric orbital motion, the lower frame 22 that supports the main shaft 31, and the mantle 34. The cones 12 forming a crushing chamber 47 that bites and crushes the rough stones 67 between them, the upper frame 21 that supports the cones 12, the mantle 34 and the crushing force on the mantle 34 to hold a predetermined set of cones 12. and an overload detection device 109. The overload detection device 109 has a hydraulic sensor 86 that detects the hydraulic pressure of the bearing cylinder 8, a storage device 109b, and an arithmetic device 109a. The storage device 109b acquires information about the hydraulic pressure P from the hydraulic sensor 86 and stores it in association with the sampling time. Arithmetic device 109a sets a plurality of continuous sampling intervals as detection period T1, integrates the time during which the hydraulic pressure exceeds pressure threshold α within the detection period T1, and calculates the ratio of integrated time T2 to detection period T1 (T2 /T1) exceeds a predetermined percentage threshold β, detecting that the orbital crusher 110 is operating in an overload condition.

また、本実施形態に係る旋動式破砕機110の過負荷検出方法は、軸受シリンダ8(請求の範囲の「油圧シリンダ」に相当)の油圧力Pを検出し、当該油圧力Pをサンプリング時刻と関連付けて記憶すること、及び、連続する複数のサンプリング時間を検出期間T1とし、当該検出期間T1内において油圧力Pが所定の圧力閾値αを上回る時間を積算し、その積算された時間T2の検出期間T1に対する割合(T2/T1)が所定の割合閾値βを超える場合に、旋動式破砕機110が過負荷状態で運転されていることを検出すること、を含む。 Further, the overload detection method for the orbital crusher 110 according to the present embodiment detects the hydraulic pressure P of the bearing cylinder 8 (corresponding to the "hydraulic cylinder" in the claims), and detects the hydraulic pressure P at the sampling time. and storing a plurality of continuous sampling times as a detection period T1, integrating the time during which the hydraulic pressure P exceeds a predetermined pressure threshold α within the detection period T1, and calculating the integrated time T2 detecting that the tumbling crusher 110 is operating in an overload condition when the ratio of the detection period T1 (T2/T1) exceeds a predetermined ratio threshold β.

本実施形態に係る旋動式破砕機110の過負荷検出装置109及び方法によれば、検出期間T1が設定され、その検出期間T1における油圧力が圧力閾値αよりも高くなる時間T2の割合で、旋動式破砕機110の負荷状態を推定する。このように検出期間T1が設定されることにより、油圧力Pの短期の変動の影響が抑えられている。これにより、過負荷状態の誤検知を抑制することができる。よって、定常的に変動する油圧力Pの測定値を利用しながらも、破砕機110が過負荷状態で運転されていることを高精度に検出することができる。 According to the overload detection device 109 and method for the orbital crusher 110 according to the present embodiment, the detection period T1 is set, and the hydraulic pressure in the detection period T1 is higher than the pressure threshold value α at the rate of the time T2. , to estimate the load state of the orbital crusher 110 . By setting the detection period T1 in this manner, the influence of short-term fluctuations in the hydraulic pressure P is suppressed. As a result, erroneous detection of an overload state can be suppressed. Therefore, it is possible to detect with high accuracy that the crusher 110 is being operated in an overloaded state while using the measured value of the hydraulic pressure P, which fluctuates steadily.

また、本実施形態に係る旋動式破砕機110の過負荷検出装置109及び方法では、現在のサンプリング区間Sの油圧力に対する圧力閾値αが、当該サンプリング区間Sの直前のサンプリング区間Sn-1の検出値を含む移動平均Pmに1以上の係数Cを掛けた値である。Further, in the overload detection device 109 and method for the gyration-type crusher 110 according to the present embodiment, the pressure threshold α for the hydraulic pressure in the current sampling section Sn is It is a value obtained by multiplying the moving average Pm including the detection value of -1 by a coefficient C of 1 or more.

これにより、原料性状、原料サイズ、及び、原料水分量などの変化に起因して定常的に変動する油圧力Pに対応して圧力閾値αの値が与えられる。よって、油圧力の短期の変動の影響を更に効果的に抑えることができる。 As a result, the value of the pressure threshold α is given corresponding to the hydraulic pressure P that constantly fluctuates due to changes in raw material properties, raw material size, raw material moisture content, and the like. Therefore, the influence of short-term fluctuations in hydraulic pressure can be more effectively suppressed.

以上に本発明の好適な実施の形態(第1実施形態及び第2実施形態)を説明したが、本発明の思想を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び/又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。 Preferred embodiments (first and second embodiments) of the present invention have been described above. can also be included in the present invention.

例えば、上記実施形態では、検出期間T1に対する積算値T2の割合Rに基づいて、旋動式破砕機10,110の運転が過負荷状態であるか定常状態であるかが判断される。これに代えて、過負荷検出装置9,109は、積算値T2に関する基準値を予め記憶しておき、積算値T2が基準値を上回る場合に旋動式破砕機10,110の運転が過負荷状態であると判断してもよい。 For example, in the above embodiment, it is determined whether the operation of the gyration crushers 10, 110 is in an overload state or a steady state based on the ratio R of the integrated value T2 to the detection period T1. Alternatively, the overload detectors 9 and 109 store a reference value related to the integrated value T2 in advance, and when the integrated value T2 exceeds the reference value, the operation of the gyration crusher 10 and 110 is overloaded. It may be determined that the state

また、例えば、上記実施形態では、検出期間T1内において、油圧力が所定の圧力閾値αを上回る時間の積算値T2を求める。但し、時間の積算値T2に代えて、検出期間T1内において、所定の圧力閾値αを上回る油圧力の積算値(即ち、図5における斜線部分の面積)を求め、これを所定の閾値と比較することによって、旋動式破砕機10,110の過負荷状態を判断してもよい。 Further, for example, in the above-described embodiment, the integrated value T2 of the time during which the hydraulic pressure exceeds the predetermined pressure threshold α is obtained within the detection period T1. However, instead of the integrated value T2 of time, an integrated value of hydraulic pressure exceeding a predetermined pressure threshold value α (that is, the area of the hatched portion in FIG. 5) is obtained within the detection period T1 and compared with the predetermined threshold value. By doing so, the overload condition of the orbital crusher 10, 110 may be determined.

また、例えば、上記実施形態では、サンプリング区間の油圧力に対する圧力閾値が、当該サンプリング区間の直前のサンプリング区間の検出値を含む移動平均に基づいて求めた値であるが、圧力閾値の算出方法はこれに限定されない。例えば、サンプリング区間の油圧力に対する圧力閾値は、当該サンプリング区間よりも前の複数のサンプリング区間の検出値に基づいて求めた最新の時間平均値であってもよい。或いは、サンプリング区間の油圧力に対する圧力閾値は、当該サンプリング区間の直前のサンプリング区間を含む複数のサンプリング区間の検出値に所定の一次遅れフィルタを適用した値であってもよい。いずれの場合も、定常的に変動する油圧力に対応した圧力閾値を与えることができ、油圧力の短期の変動の影響を抑えることができる。 Further, for example, in the above embodiment, the pressure threshold for the hydraulic pressure in the sampling interval is a value obtained based on the moving average including the detected values in the sampling interval immediately before the sampling interval. It is not limited to this. For example, the pressure threshold for the hydraulic pressure in the sampling interval may be the latest time average value obtained based on the detected values in a plurality of sampling intervals before the sampling interval. Alternatively, the pressure threshold for the hydraulic pressure in the sampling interval may be a value obtained by applying a predetermined first-order lag filter to the detected values in a plurality of sampling intervals including the sampling interval immediately preceding the sampling interval. In either case, it is possible to provide a pressure threshold corresponding to the hydraulic pressure that constantly fluctuates, and to suppress the influence of short-term fluctuations in the hydraulic pressure.

1 :コーンケーブサポート組立
2 :フレーム組立
3 :主軸組立
4 :フレームシリンダ(油圧シリンダ)
4a :第1油圧室
4b :第2油圧室
6 :偏心スリーブ組立
8 :軸受シリンダ(油圧シリンダ)
9,109 :過負荷検出装置
9a,109a :演算装置
9b,109b :記憶装置
10,110 :旋動式破砕機
11 :投入ホッパ
12 :コーンケーブ
13 :歯車板
14 :コーンケーブサポート
18 :電動機
19 :動力伝達機構
21 :上部フレーム
22 :下部フレーム
23 :セット調整架台
24 :ギア
25 :ダストリング
26,126 :セットセンサ
27 :モータ
31 :主軸
33 :マントルコア
34 :マントル
41 :油圧センサ
42,92 :アキュムレータ
44,144 :シリンダ制御装置
47 :破砕室
61 :Vプーリ
62 :横軸
63 :ベベルピニオン
64 :ベベルギア
65 :偏心スリーブ
70,90 :油圧回路
71 :油タンク
72 :第1油路
73 :第2油路
74 :排油路
75 :給油路
76 :ギアポンプ
77 :ポンプモータ
78 :切替弁
80 :セット調整装置
81 :ラム
82 :主軸スラスト軸受
83 :シリンダチューブ
85 :油圧室
86 :油圧センサ
91 :連通管
93 :給油管
94 :排油管
98 :開閉弁
99 :開閉弁
1: Cone cable support assembly 2: Frame assembly 3: Spindle assembly 4: Frame cylinder (hydraulic cylinder)
4a: first hydraulic chamber 4b: second hydraulic chamber 6: eccentric sleeve assembly 8: bearing cylinder (hydraulic cylinder)
9, 109: Overload detection devices 9a, 109a: Arithmetic devices 9b, 109b: Storage devices 10, 110: Orbital crusher 11: Input hopper 12: Cone cave 13: Gear plate 14: Cone cave support 18: Electric motor 19: Power transmission mechanism 21 : Upper frame 22 : Lower frame 23 : Set adjustment base 24 : Gear 25 : Dust rings 26, 126 : Set sensor 27 : Motor 31 : Main shaft 33 : Mantle core 34 : Mantle 41 : Hydraulic sensors 42, 92 : Accumulators 44, 144 : Cylinder control device 47 : Crushing chamber 61 : V pulley 62 : Horizontal shaft 63 : Bevel pinion 64 : Bevel gear 65 : Eccentric sleeves 70, 90 : Hydraulic circuit 71 : Oil tank 72 : First oil passage 73 : Second 2 Oil passage 74 : Drainage passage 75 : Oil supply passage 76 : Gear pump 77 : Pump motor 78 : Switching valve 80 : Set adjusting device 81 : Ram 82 : Main shaft thrust bearing 83 : Cylinder tube 85 : Hydraulic chamber 86 : Hydraulic sensor 91 : Communicating pipe 93 : Oil supply pipe 94 : Oil drain pipe 98 : On-off valve 99 : On-off valve

Claims (5)

偏心旋回運動する主軸に固定されたマントルと、前記マントルとの間に原石を噛み込んで圧砕する破砕室を形成するコーンケーブと、前記マントル及び前記コーンケーブの所定のセットを保持するように前記マントル又は前記コーンケーブに破砕力に対抗する油圧力を与える油圧シリンダとを備える旋動式破砕機が、過負荷状態で運転されていることを検出する装置であって、
前記油圧シリンダの前記油圧力を検出する油圧センサと、
前記油圧センサから前記油圧力に関する情報を取得してサンプリング時刻と関連付けて記憶する記憶装置と、
連続する複数のサンプリング区間を検出期間とし、当該検出期間内において前記油圧力が所定の圧力閾値を上回る時間を積算し、その積算された時間の前記検出期間に対する割合が所定の割合閾値を超える場合に、前記破砕機が過負荷状態で運転されていることを検出する演算装置と、を備える、
旋動式破砕機の過負荷検出装置。
A mantle fixed to a main shaft that makes an eccentric orbital motion; a cone cavity that forms a crushing chamber between the mantle and the mantle for crushing raw stones; A device for detecting that an orbital crusher comprising a hydraulic cylinder that applies hydraulic force against the crushing force to the cone cave is being operated in an overloaded state,
a hydraulic sensor that detects the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder;
a storage device that acquires information about the hydraulic pressure from the hydraulic sensor and stores the information in association with a sampling time;
When a plurality of consecutive sampling intervals are defined as a detection period, the time during which the hydraulic pressure exceeds a predetermined pressure threshold is accumulated, and the ratio of the accumulated time to the detection period exceeds the predetermined ratio threshold and a computing device that detects that the crusher is operating in an overloaded state,
Overload detection device for gyration crusher.
前記サンプリング区間の前記油圧力に対する前記圧力閾値が、当該サンプリング区間の直前のサンプリング区間の検出値を含む移動平均に1以上の係数を掛けた値である、
請求項1に記載の旋動式破砕機の過負荷検出装置。
The pressure threshold for the hydraulic pressure in the sampling interval is a value obtained by multiplying a moving average including detected values in the sampling interval immediately preceding the sampling interval by a coefficient of 1 or more.
An overload detection device for a gyration crusher according to claim 1.
マントルと、
前記マントルが固定されて偏心旋回運動する主軸と、
前記主軸を支持する下部フレームと、
前記マントルとの間に原石を噛み込んで圧砕する破砕室を形成するコーンケーブと、
前記コーンケーブを支持する上部フレームと、
前記マントル及び前記コーンケーブの所定のセットを保持するように前記マントル又は前記コーンケーブに破砕力に対抗する油圧力を与える油圧シリンダと、
請求項1又は2に記載の過負荷検出装置とを、備える、
旋動式破砕機。
mantle and
a main shaft on which the mantle is fixed and eccentrically rotated;
a lower frame supporting the main shaft;
a cone cavity forming a crushing chamber between the mantle and the mantle, in which the ore is bitten and crushed;
an upper frame supporting the cone cave;
a hydraulic cylinder that provides hydraulic force against crushing forces to the mantle or cone to hold a predetermined set of the mantle and cone;
and the overload detection device according to claim 1 or 2,
Orbital crusher.
偏心旋回運動する主軸に固定されたマントルと、前記マントルとの間に原石を噛み込んで圧砕する破砕室を形成するコーンケーブと、前記マントル及び前記コーンケーブの所定のセットを保持するように前記マントル又は前記コーンケーブに破砕力に対抗する油圧力を与える油圧シリンダとを備える旋動式破砕機が過負荷状態で運転されていることを検出する方法であって、
前記油圧シリンダの前記油圧力を検出し、当該油圧力をサンプリング時刻と関連付けて記憶すること、及び、
連続する複数のサンプリング時間を検出期間とし、当該検出期間内において前記油圧力が所定の圧力閾値を上回る時間を積算し、その積算された時間の前記検出期間に対する割合が所定の割合閾値を超える場合に、前記破砕機が過負荷状態で運転されていることを検出すること、を含む、
旋動式破砕機の過負荷検出方法。
A mantle fixed to a main shaft that makes an eccentric orbital motion; a cone cavity that forms a crushing chamber between the mantle and the mantle for crushing raw stones; A method for detecting that an orbiting crusher comprising a hydraulic cylinder for applying hydraulic force to the cone cave against the crushing force is being operated in an overloaded state, comprising:
detecting the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder and storing the hydraulic pressure in association with a sampling time;
A plurality of consecutive sampling times are defined as a detection period, the time during which the hydraulic pressure exceeds a predetermined pressure threshold is accumulated, and the ratio of the accumulated time to the detection period exceeds the predetermined ratio threshold. , detecting that the crusher is operating in an overload condition;
Overload detection method for gyration crusher.
前記サンプリング時間の前記油圧力に対する前記圧力閾値が、当該サンプリング時間の直前のサンプリング時間の検出値を含む移動平均に1以上の係数を掛けた値である、
請求項4に記載の旋動式破砕機の過負荷検出方法。
The pressure threshold for the hydraulic pressure at the sampling time is a value obtained by multiplying a moving average including the detected value at the sampling time immediately before the sampling time by a coefficient of 1 or more.
An overload detection method for a tumbling crusher according to claim 4.
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