[發明專利]輥式磨機

有效

• 申請號: 200910209071.1
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN102049329A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 井上芳隆;初谷長治
• 申請（專利權）人: 株式會社井上制作所
• 主分類號: B02C4/02
• 分類號: B02C4/02;B02C4/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱美紅;楊楷

技術領域

本發明涉及在濕式分散中使用的輥式磨機，更具體地講，涉及在墨、涂料、陶瓷、藥品、食品、電子材料及其他各種產品的制造工序中、為了將處理材料中的微粉體-納米粒子等物質混勻-分散處理而使用的輥式磨機。

背景技術

作為用來將處理材料中的微粉體-納米粒子等物質混勻-分散處理的裝置，廣泛地使用使轉速不同的多個輥、例如前輥、中輥、后輥沿橫向并列3個的3根輥式磨機。并且，在該輥式磨機中，例如如實開平1-83438號公報所示，用測力傳感器(測力計)檢測作用在輥間的載荷，通過用手動操控使前輥和后輥移動來調節輥間的距離。如果想要代替這樣的手動操控而單單通過伺服馬達等自動控制，則會產生下述那樣的各種問題，僅通過測力傳感器進行的載荷控制難以準確地自動控制。

一般，用來將處理材料混勻-分散的輥式磨機如圖1所示，在架臺(框架)上可移動地設有后輥、前輥，各輥在兩端部具有輥軸，在輥軸上安裝有省略了圖示的軸承，經由該軸承被施加推壓力。位于上述后輥與前輥之間的中輥的輥軸的軸承固定在架臺上。因而，在兩輥的推側輥接觸線上有“推壓力b”，在固定側輥接觸線上產生“反作用力a”。在輥的表面上設有凸面R1、R2，以使該推壓力(接觸反作用力)如圖2中那樣在接觸線上不是如c或d那樣的曲線而為一定值的分布(平坦的一條線)。此外，推側輥與固定側輥以相互不同的轉速旋轉，它們被驅動以使得在兩輥間也產生摩擦力，該摩擦力也承擔分散效果的一部分。

上述推壓力(或反作用力)與輥表面上的凸面處于具有某種相關的微妙的關系，該相關關系必須用恰當的原因與結果的關系在理論上建立關聯。此外，施加在兩輥間的摩擦力對該推壓力(或反作用力)帶來影響，可知該影響是作為推壓力的變動量所不能忽視的存在。即，成為(外插推壓；P1，P2)＝(接觸線上推壓)+(因為摩擦力帶來的變動量)，外插推壓力不會原樣成為接觸線上的推壓力。

對于這樣的現象，基本上制作這些接觸的兩個輥的組合的有限要素解析模型，進行在接觸線上暫時增加載荷的同時接觸部分擴大的非線性解析，基于該解析而具體地得到來自后輥的推壓P1、來自前輥的推壓P2、后輥的凸面R1、中輥的凸面R2、前輥的凸面R3及后輥與中輥的距離δ1、中輥與前輥的距離δ2的關系。

此外，關于輥間的摩擦，如上所述，已知如果存在摩擦，則其作為變動量參與，將所需的“推壓力”向不正確的方向拖拉。因而，上述各輥的推壓及輥間距離只要維持沒有摩擦時的P1、P2、δ1、δ2的關系就可以。為此，可知只要將除去了P1、P2后剩下的δ1、δ2用作控制的指標就可以。鑒于此，只要進行變位控制、即進行輥式磨機的控制運轉以維持在加工開始時決定的輥間距離δ1、δ2就可以。

更詳細地講，關于輥式磨機，有一定的輥尺寸，并且有使用者要求的分散加工方面的推壓力。使用這些首先實施一次輥的靜解析。根據其結果可知然后對輥附加的凸面的曲線形狀和曲線峰值(通常處于中央)為怎樣的值。接著，編入該解析結果，向附加了凸面的輥解析模型變更。使用兩個該模型，做成最初僅使中央的凸面頂峰部分接觸的接觸解析模型。以將1個輥作為固定輥、從支承輥兩端部的另一個輥的兩端部分作用相同負荷的程序按照載荷增量法實施有限要素法非線性接觸解析。因而，載荷被按照各步驟細致地分割，最終達到P1或P2。其結果是大致圖2中處于“一定反作用力”那樣的形狀。根據該結果得到在接觸線上具有一定推壓力(或反作用力)的分布，此時作為相關數值而得到R1、R2、R3、P1、P2、δ1、δ2。其中的R1、R2、R3被用作輥設計時的凸面量，其余的P1、P2、δ1、δ2成為在自動控制中使用的數值。

如上所述，輥式磨機的自動控制基本上優選的是通過傳感器檢測輥的位置而變位控制，但由于僅通過變位控制具有下述那樣的問題，所以除了變位控制以外需要一邊監視載荷一邊進行部分的修正。首先，因為輥左右端的載荷的不平衡會發生如下的不良狀況。如圖3所示，通常，在輥與輥的接觸線壓與對輥附加的凸面形狀平衡的地方，幾乎為平坦的分布載荷。但是，實際上，如果在圖3中設A、B為輥的支點、設C為中央點、設AC＝L2、CB＝L1，則在分布載荷中，AB/2＝L1＝L2的中央點C稍稍變大。