球磨机装球率自动检测系统

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1、昆明理工大学博士学位论文球磨机装球率自动检测系统姓名：凌永发申请学位级别：博士专业：矿物加工工程指导教师：段希祥;张云生20031120方法，在不停机的情况下能测量出，磨机内介质充填率，这对于提高磨机产品产量、质量及减轻工人劳动强度和降低电耗等均具有藿要的理论意义和实用价值。随着科学技术的不断发展，近三、四十年来，国内外的科技人员对磨机装球率的自动检测技术进行了广泛研究。当磨机由一组小轴承支撑时，可以通过测定润滑油油压束估计磨机装球率。根掘从供电电网上切断传动电机后磨机筒体的振动周期关系来测量磨

2、机载荷重量的方法是粗测磨矿介质重量的较为简单的方法。测量中，由于振动的周期与磨机的静阻力数值无关，在这种情况下，装有载荷的磨机简体就可视为一个挂在简体轴线上的简单的物理摆锤，决定这个摆锤振动周期大小的唯一因素就是磨机的载荷。通过测量周期值即可获得磨机载荷。由于磨机介质充填率是一个非刚性的参数，不仅整体形态会变化，而且介质荷内部也存在相对滑动，导致这种检测手段在准确测量应用中受到很大限制。通过漏电耳测量磨机内介质打击矿石产生声音的分贝数可以获得磨机内载荷重量。但由于在生产现场产生声音的生产设备较多

3、，声音的可变性也大，因而这种检测方法产生误差较大，只适于粗略测量，且应用范围不广。通过读取磨机电动机的电流表读数也可以检测磨机介质的重量。但由于电动机电流的数值与磨矿介质的重量不成比例，而且所读电流值在很大程度上与电动机端电压的大小及磨机的功率因素变化有关。因此，无论是对异步电动机还是同步电动机，这种方法的检测结果都是不准确的。磨机载荷的自动检测还可以借助接通磨机电动机供电电路的分出刻度的专门瓦特表来实现。为了获得瓦特表指针的较大偏转，电路中必须选择带有2．5安培电流线的瓦特表；为了预防在磨机电

4、动机启动时仪器的指针超出刻度范围以及在电动机启动的时间内过载荷的线圈保护，瓦特表的线圈通常与关闭式触点进行并联。检测在筒体充填系数等于0．25以前，可以观察到磨机载荷与磨机从电网上消耗的功率线性关系较好，当载荷进一步增加时，线性关系影莉敏大。因此，这种检测方法检测范围受到限制，准确度也不高。对于干式球磨机，通过测薰磨机进出口压差也可以获得磨机载荷。干式球磨机一般是在气流透过磨机的情况下操作的。在这种情况下，当载荷增加时，有更多的物料与气流接触．使气流的拖曳力增大，压差也就增加；当磨机载荷减少时，

5、情况刚好相反。但压差测定由于受到磨机转速、提升板类型和磨损率以及粒度吩布等影响．检测精度也受到较大影Ⅱ向。通过测定磨机的机械振动及靠近磨机的声压变化来控制磨机粉料的充填率，是磨机载荷自动检测的另一种方法。利用振动传感器获得三个通道的振动信号，分别对应于磨机旋转轴线的平行方向、水平方向和垂直方向，同时采集磨机研磨区中心一个声音信号。在振动信号测量过程中用控制系统记录或手动测量磨机工作参数。通过多变量数据分析，可以建立起参数和信号模型之间的良好关系。这样，振动信号的测量就可用来监测磨机工作参数。这种

6、检测方法的主要优点在于可以获得在线、快速、准确的信息，以有效的实现过程自动控制。但由于测量较复杂，还涉及到复杂的信号处理和数据采集系统，并且振动信号的测量还取决于机器的裟配水平和工作环境(安装地点)，因而应用受到限制。目前该项技术的主要用途是监测过程控制系统的几个辅助运行参数，以便盛要时进行调整。由于上述检测方法的局限性，磨机操作与最佳充填率要求相差较大。为了改善磨机回路的性能，提高自动检测的准确性，同时降低成本，本文提出了磨机载荷自动检测的一种新方法一一压电式传感器检测法。压电式传感器是以具有

7、压电效应器件为核心组成的传感器。压电式传感器体积小、重量轻、结构较简单、工作可靠、适用于动态压力的测量。除此之外，由于压电传感器是T一个典型的机一电转换元件，它在超声波、拾音器、传声器等方面的应用也很普遍。高灵敏度的压电式传感器的开发打开了对工业型磨机进行测定的全新领域。在本研究中采用了能测定磨机筒体重量变化的压电式应变传感器。测量中将传感器安装在磨机两端机座的四个轴承座上，通过测试不同的数值就可以精确调试出与磨机载荷成比例的荷重应变变化值。压电式应变式传感器将检测到的反映磨机载荷变化的信息转换

8、为电压信号，经干扰抑制及前期信号处理后，电压转换成频率信号，经再次放大和标度变换后送至计算机进行数据处理。显示结果设计为磨机载荷数值。所谓信号处理就是对信号进行分析、变换、综合、识别等加工处理，以达到使用信息和便于利用的目的。信号可分为模拟信号和数字信号。模拟信号在时问上和幅度上是连续的，数字信号在时间上和幅度L是离散的。且可以用有限字长表示。对模拟信号进行处理，既可以使用模拟系统，也可以使用数字系统。在使用数字系统处理时，需要先将模拟信号数字化，使之成为数字，使之成为数字信号，然后用数字系统处