CN104236685A - 一种钢球磨动态重量测量法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种钢球磨动态重量测量法，通过建立基本模型和真实模型可以拟合得到钢球磨的筒体总重量B(包含被研磨物料重量和钢球重量)、高压润滑油压力P、接触面积S之间的B-P函数特性曲线。根据运行中实时测得高压润滑油压力P，即可逆推得到实时的筒体重量B。利用本发明不仅可以方便快速检测钢出球磨的实时动态重量，算出钢耗重量，得到钢耗曲线，正确指导工作人员补加钢球，同时通过不同品牌或材质的钢球及衬板钢耗对比，也可以轻松评判出何种材质或品牌的衬板和钢球更有益；而且还能检测出实时球料比，使得钢球磨始终保持在最佳制粉状态，极大提高了钢球磨的制粉效率，大大降低了钢球磨的电耗，真正实现节能增产。

Description

一种钢球磨动态重量测量法

技术领域

本发明涉及一种适用于水泥、矿山、电站制粉设备领域的筒式钢球磨机的动态重量测量法，属于制粉设备重量测量技术领域。

背景技术

筒式钢球磨在水泥、矿山、电站企业里被广泛的应用，图1、图2是其基本结构原理图，通过筒体旋转带动钢球抛落，将筒体内的物料(水泥生熟料、矿石、原煤等)破碎、研磨成一定细度的粉，并通过风力输送到下一道工序。筒式钢球磨运行过程中，大颗粒物料进入的同时也在输出细料粉，磨内的钢球和衬板也会被磨损消耗，所以需要定期补加钢球。

钢球磨是高能耗的设备，其筒体内装载几十吨到上百吨的钢球，研磨单位重量的物料，电能消耗很大。当前钢球磨在国内被认为是一种非常粗放的设备，由于控制、使用不当以及测量技术上的缺陷，未能使钢球磨保持在最佳制粉状态，电耗都很大。

钢球磨的制粉特性好坏完全是靠球料比(钢球与被研磨物料的重量比)来控制的，通过检测实时球料比，可精确控制给料速度，从而使钢球磨保持最佳制粉特性点，进而达到最节能目的。但是要想检测出实时球料比，需检测钢球磨的实时动态重量。然而目前钢球磨的动态重量尚无相关产品和技术能够测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以在线测量处于旋转状态中的钢球磨实时总重量(包含被研磨物料重量和钢球重量)的方法，能够检测钢球磨的实时动态重量，进而检测出实时球料比，使钢球磨保持在最佳制粉状态，从而实现节能增产。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种钢球磨动态重量测量法。此方法需要钢球磨机的主轴承采用静压轴承。结合图3、图4，静压轴承可以用高压润滑油将整个磨机旋转部分托起，当高压油注入轴瓦3中部，在磨机中空轴1与轴瓦3接触面形成顶磨高压油层4，将整个磨机旋转部分悬浮在油层上方。轴瓦3与磨机中空轴1接触面周圈有高压密封圈2突起，使泄油间隙固定均匀，顶磨面积固定。从而我们可以将模型简化为图5结构，从图5可知，筒体总重量B(包含被研磨物料重量和钢球重量)、高压润滑油压力P、接触面积S符合下述函数关系

B＝P×S

当磨机内由于钢球衬板磨损、进料、出粉、加钢球等过程导致的磨机重量变化均可通过实时测量油压P计算得到，而且此函数B＝f(P)曲线是单调线性的。根据运行中实时测得高压润滑油压力P，即可逆推得到实时的筒体重量B。

本发明提供的一种钢球磨动态重量测量法，此方法简单、准确、可靠，能够方便快速检测钢出球磨的实时动态重量，进而检测出实时球料比，使得钢球磨始终保持在最佳制粉状态，极大提高了钢球磨的制粉效率，大大降低了钢球磨的电耗，真正实现节能增产。

附图说明

图1是钢球磨基本结构原理图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是主轴承的结构示意图；

图4是图3中的局部放大视图；

图5为模型等效图；

图6是函数拟合曲线B＝f′(P)示意图；

附图标记说明

1-中空轴；2-高压密封圈；3-轴瓦；4-高压油层；

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

一、基本模型的确立

本发明需要钢球磨机的主轴承采用静压轴承。结合图3、图4，静压轴承可以用高压润滑油将整个磨机旋转部分托起，当高压油注入轴瓦3中部，在磨机中空轴1与轴瓦3接触面形成顶磨高压油层4，将整个磨机旋转部分悬浮在油层上方。轴瓦3与磨机中空轴1接触面周圈有高压密封圈2突起，使泄油间隙固定均匀，顶磨面积固定。这样我们可以将模型简化为图5结构。从图5可知，筒体总重量B(包含被研磨物料重量和钢球重量)、高压润滑油压力P、接触面积S符合下述简单函数关系

B＝P×S

这样当磨机内由于钢球衬板磨损、进料、出粉、加钢球等过程导致的磨机重量变化均可通过实时测量高压润滑油压力P计算得到，而且此函数B＝f(P)曲线是单调线性的。

二、真实模型的确立

在实际运行状态中，磨机并非完全悬浮于轴瓦之上，筒体是靠传动部分的小齿轮带动筒体上的大齿圈旋转的。筒体受到齿轮传动力会传递到轴瓦接触面，而此影响对高压润滑油压力P的影响是相对稳定的叠加作用。在传动力的影响下，磨机重量的函数模型B＝f′(P)可能变为非线性曲线，但由于传动力的影响是稳定的叠加，因此函数B＝f′(P)的单调性和曲线的平滑性得到确认。

我们通过试验取点的方式可以得到高压润滑油压力P与筒体重量B的一些对应点，进而通过函数拟合得到B＝f′(P)特性曲线。试验方法步骤如下：

(1)通过分批次向筒体内加入钢球的方式，即可得到下述D0～D6各组坐标数据。见表1

表1

(2)通过函数拟合得到筒体重量B与静压轴承高压润滑油压力P之间的对应特性曲线，见图6。此时筒体重量没有包含被研磨的物料的重量，为了获得完整的B-P特性曲线，可以继续加入与被研磨物料相等重量的钢球模拟得到真实的数据，然后将多加入的钢球卸出即可。实际运行时，筒体内被研磨物料的重量与筒体总重量的比值不会大于15％，即物料重量相对筒体总重量很小，所以也可以将B-P特性曲线沿趋势延伸，得到足够近似的包含物料后的B-P特性曲线。

获得B-P特性曲线后，根据运行中实时测得高压润滑油压力P，即可逆推得到实时的筒体动态重量B。

通过钢球磨动态重量测量法可以方便算出钢球磨的钢耗重量，得到钢耗曲线；同时通过钢球磨动态重量测量法得到实时的筒体重量，减去空磨无物料时筒体的重量，再加上钢耗重量，就算出筒体内的物料重量，进而算出球料比值。

本发明提供的一种钢球磨动态重量测量法，简单、准确、可靠，能够方便快速检测钢出球磨的实时动态重量，算出钢耗重量，得到钢耗曲线，从而正确指导工作人员补加钢球，通过不同品牌或材质的钢球及衬板钢耗对比，也可以轻松评判出何种材质或品牌的衬板和钢球更有益；同时还能检测出实时球料比，使得钢球磨始终保持在最佳制粉状态，极大提高了钢球磨的制粉效率，大大降低了钢球磨的电耗，真正实现节能增产。

Claims (3)

1.本发明提供的一种钢球磨动态重量测量法，其特征在于：利用钢球磨的筒体被主轴承内的高压润滑油完全托起时，筒体重量B与高压润滑油的压力P相对应原理，首先逐步增加筒体内钢球的重量B，并测得对应的高压润滑油的压力P，建立钢球磨B-P函数特性曲线，再根据实际运行中实时测得的高压润滑油的压力P，逆推得到实时的筒体重量B。

2.根据权利要求1的钢球磨动态重量测量法，其特征在于：所述主轴承为静压轴承。

3.根据权利要求2的钢球磨动态重量测量法，其特征在于：所述静压轴承由轴瓦和高压密封圈组成。