辊式磨机制造技术

提供一种在墨、涂料、陶瓷、药品、食品、电子材料及其他各种产品的制造工序中、将处理材料中的微粉体－纳米粒子等物质混匀－分散处理的辊式磨机中、使得能够自动地控制辊间的距离的全自动电子控制的辊式磨机。辊式磨机在架台上具有能够在伺服马达和滚珠丝杠作用下沿该辊的直角方向相对于中辊１微小移动的前辊（２）和后辊（３）。在中辊与前辊间以及中辊与后辊间设有测量辊间距离的激光传感器（１８）并设有测量上述辊间推压的测力传感器（１０）。具备将来自各传感器的检测信号反馈而管理为一定距离、一定推压的电子自动控制机构，驱动上述伺服马达来调节移动辊的位置。

【技术实现步骤摘要】

本发 明涉及在湿式分散中使用的辊式磨机，更具体地讲，涉及在墨、涂料、陶瓷、药 品、食品、电子材料及其他各种产品的制造工序中、为了将处理材料中的微粉体-纳米粒子 等物质混勻-分散处理而使用的辊式磨机。
技术介绍
作为用来将处理材料中的微粉体_纳米粒子等物质混勻_分散处理的装置，广泛 地使用使转速不同的多个辊、例如前辊、中辊、后辊沿横向并列3个的3根辊式磨机。并且， 在该辊式磨机中，例如如实开平1-83438号公报所示，用测力传感器(测力计)检测作用在 辊间的载荷，通过用手动操控使前辊和后辊移动来调节辊间的距离。如果想要代替这样的 手动操控而单单通过伺服马达等自动控制，则会产生下述那样的各种问题，仅通过测力传 感器进行的载荷控制难以准确地自动控制。一般，用来将处理材料混勻_分散的辊式磨机如图1所示，在架台(框架)上可移 动地设有后辊、前辊，各辊在两端部具有辊轴，在辊轴上安装有省略了图示的轴承，经由该 轴承被施加推压力。位于上述后辊与前辊之间的中辊的辊轴的轴承固定在架台上。因而， 在两辊的推侧辊接触线上有“推压力b”，在固定侧辊接触线上产生“反作用力a”。在辊的表 面上设有凸面R1、R2，以使该推压力(接触反作用力)如图2中那样在接触线上不是如c或 d那样的曲线而为一定值的分布(平坦的一条线)。此外，推侧辊与固定侧辊以相互不同的 转速旋转，它们被驱动以使得在两辊间也产生摩擦力，该摩擦力也承担分散效果的一部分。上述推压力(或反作用力)与辊表面上的凸面处于具有某种相关的微妙的关系， 该相关关系必须用恰当的原因与结果的关系在理论上建立关联。此外，施加在两辊间的摩 擦力对该推压力(或反作用力)带来影响，可知该影响是作为推压力的变动量所不能忽视 的存在。即，成为(外插推压；P1，P2)=(接触线上推压)+ (因为摩擦力带来的变动量)， 外插推压力不会原样成为接触线上的推压力。对于这样的现象，基本上制作这些接触的两个辊的组合的有限要素解析模型，进 行在接触线上暂时增加载荷的同时接触部分扩大的非线性解析，基于该解析而具体地得到 来自后辊的推压P1、来自前辊的推压P2、后辊的凸面R1、中辊的凸面R2、前辊的凸面R3及 后辊与中辊的距离Si、中辊与前辊的距离δ 2的关系。此外，关于辊间的摩擦，如上所述，已知如果存在摩擦，则其作为变动量参与，将所 需的“推压力”向不正确的方向拖拉。因而，上述各辊的推压及辊间距离只要维持没有摩擦 时的Ρ1、Ρ2、δ 1、δ2的关系就可以。为此，可知只要将除去了 Ρ1、Ρ2后剩下的δ1、δ2用 作控制的指标就可以。鉴于此，只要进行变位控制、即进行辊式磨机的控制运转以维持在加 工开始时决定的辊间距离S 1、δ 2就可以。更详细地讲，关于辊式磨机，有一定的辊尺寸，并且有使用者要求的分散加工方面 的推压力。使用这些首先实施一次辊的静解析。根据其结果可知然后对辊附加的凸面的曲 线形状和曲线峰值(通常处于中央)为怎样的值。接着，编入该解析结果，向附加了凸面的辊解析模型变更。使用两个该模型，做成最初仅使中央的凸面顶峰部分接触的接触解析模 型。以将1个辊作为固定辊、从支承辊两端部的另一个辊的两端部分作用相同负荷的程序 按照载荷增量法实施有限要素法非线性接触解析。因而，载荷被按照各步骤细致地分割，最 终达到Pl或P2。其结果是大致图2中处于“一定反作用力”那样的形状。根据该结果得到 在接触线上具有一定推压力(或反作用力)的分布，此时作为相关数值而得到R1、R2、R3、 Ρ1、Ρ2、δ 、δ2。其中的R1、R2、R3被用作辊设计时的凸面量，其余的Ρ1、Ρ2、δ U δ 2 为在自动控制中使用的数值。如上所述，辊式磨机的自动控制基本上优选的是通过传感器检测辊的位置而变位 控制，但由于仅通过变位控制具有下述那样的问题，所以除了变位控制以外需要一边监视 载荷一边进行部分的修正。首先，因为辊左右端的载荷的不平衡会发生如下的不良状况。如 图3所示，通常，在辊与辊的接触线压与对辊附加的凸面形状平衡的地方，几乎为平坦的分 布载荷。但是，实际上，如果在图3中设A、B为辊的支点、设C为中央点、设AC = L2、CB = Li，则在分布载荷中，ΑΒΛ = Ll = L2的中央点C稍稍变大。此外，将该分布载荷替换为解析上C中的集中载荷考虑更简单，所以这里考虑作 用着集中载荷P2(P1)。于是，可知在辊上在C点的两侧作用有力矩P2XL1、P2XL2。但是， 有因某种干扰而接触线压分布如图的最下段那样倾斜的情况。此时有P2的位置从中央点 C偏离的、例如成为L1>L2(当然也有L2>L1)的情况。此时如果是载荷控制则总P2不 变化，所以结果上述力矩成为P2XL1 >P2XL2，产生左右的力矩差。这样，P2被向用于该 力矩差的Ll侧(B侧)、即力矩较大侧拉伸。此外在相反时被向A侧拉伸。由此，具备总是 作用有要使P2留在中央点C的力、所谓的自调节力。但是，如果控制上设为只有变位控制的反馈控制，则成为没有作用有上述自调节 力的机构。具体而言，根据变位控制，虽然也应当矫正辊左右端的负荷不平衡，但如果实际 上运转，则仅通过变位控制，可以看到屡次有当在辊的两端部发生了微妙的不平衡时、即使 在变位上的数值误差中没有表现、但作为载荷能够检测到微妙的不平衡的现象。进而，如果研究实际工作运转时的“载荷与变位的关系”、和静态载荷时的“载荷与 变位的关系”，则在如上述那样在辊上作用有推压P2 (Pl)时，如图4所示，当然接触部分在 截面中观察会成为有点压扁的圆。即，在图4中，如果设辊的半径为R、辊轴间距离为D，则 为2R>D。此时的压扁量如果设为2R-D = 2d，则在1个辊中可以将该d称作压扁量。此 时的上述辊间距离δ 1 ( δ 2)被作为D控制。那么，是不是说在投入了材料时作为辊轴间距离D开始实际工作变位控制运转 呢，其实并非如此，而是将考虑到了夹着材料带来的间隙e的“D+e”作为变位控制的实际数 值运转。因而，在工作中的变位控制运转时需要调节载荷是否与静态求出的P2(P1) —致， 此时需要检测测力计的监视值而以与P2 (Pl) —致的“D+e”运转。因此，在这样的情况下， 上述辊间距离δ 1 ( δ 2)被作为D+e控制。在辊式磨机中，一般将该“e”称作捏持部(nip)，将材料投入侧(第1间隙)的捏 持部特别称作进给捏持部(feed nip)，将拨出侧(第2间隙)的捏持部称作挡板捏持部 (apron nip)，但在本说明书中以下将两者统称而称作捏持部。此外，已知由于在混勻-分散过程中在辊间夹着处理材料，所以通过捏持部的处 理材料的初始的膜厚与间隙e相同而为膜厚e，而如果混勻-分散继续进行则该膜厚e减少。在将该膜厚e的时间性变化作为时间的函数e(t)经验上掌握时，将上述e程序化，上 述辊间距离δ 1 ( δ 2)被作为D+e (t)控制。进而，在将处理材料投入到3根辊式磨机中时，根据材料本来的性质、随着分散继 续进行而有材料的粘度下降的倾向是周知的事实。如果设想将该机械多路次循环 使用，则有可能随着粘度下降，如果仅维持“变位控制”则每当路次数增加时对材料施加的 负荷减少。当前，在业界中几乎都是将3根辊式磨机多次路使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辊式磨机，是为了将处理材料中的微粉体－纳米粒子等物质混匀－分散处理而使用的辊式磨机，其特征在于，具有固定在架台上的固定辊、和可接触分离地设在该固定辊上的移动辊，将该移动辊可在伺服马达和滚珠丝杠作用下沿该辊的直角方向微小移动地设置，在上述固定辊与移动辊之间设有测量辊间距离的激光传感器并设有测量上述辊间推压的测力传感器，具备将从各传感器随着时间经过带来的检测信号反馈而将固定辊与移动辊之间管理为一定距离以及一定推压力的电子自动控制机构，通过该电子自动控制机构驱动上述伺服马达而依次调节移动辊的位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：井上芳隆，初谷长治，
申请(专利权)人：株式会社井上制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]