CN113617509A - 一种圆锥破碎机衬板磨损量自动检测和补偿装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种圆锥破碎机衬板磨损量自动检测和补偿装置及方法,主要针对的液压单轴圆锥破碎机。自动检测和补偿装置包括水平轴电机,功率测量系统,主轴控制液压系统,主轴位置测量传感器,还包括智能控制系统。本发明的自动检测和补偿方法:通过测量相邻2次排料口零点位置时,主轴的位移差来检测破碎机衬板的磨损量,并记录2次零点校验间隔内,破碎机因生产消耗的电能。并依据这些数据计算出衬板磨损电能当量。并通过一定的加权值,获得更精确的值。当破碎机消耗的电能为衬板磨损阀值的整数倍时,液压系统启动,上行作相应的补偿。该方法操作方便,且准确性高,可以不中断生产的情况下,完成衬板磨损测量和补偿,提高了生产效率和保证破碎物料的质量。
Description
技术领域
本发明涉及惯性圆锥破碎机自动控制技术领域,具体是一种圆锥破碎机衬板磨损量自动检测和补偿装置及方法。
背景技术
圆锥破碎机可高效的破碎各种矿石,它通过圆锥面的旋摆运动,周期地靠近固定锥面,使处于两个锥面的物料受到挤压和劈裂而破碎。破碎机排料口是圆锥破碎机工作最为关键的参数之一。破碎机排料口影响到破碎工作的质量和产量,它甚至还影响到破碎机的稳定性和使用寿命,故圆锥破碎机的破碎机排料口在工作中处于合理的范围十分重要。圆锥破碎机的工作排料口有一个合理范围,工作排料口过大,破碎产品中不合格产品增多,产量增加,设备振动变大;若工作排料口过小,产量减小,产品粒度小。衬板工作一段时间后,因衬板磨损使得破碎机排料口变大时,需调整圆锥破碎机的破碎机排料口到最佳排料口状态,以使设备工作在理想状态下。由于破碎工作时,衬板时刻在发生磨损,且受被破碎物料情况等因素影响而非均匀变化,其变化规律难以精确估计。为了检测工作排料口,需停机进行测量,这影响了设备运行的连续性,甚至影响整条破碎生产线,影响生产效率。
发明内容
本发明提供一种圆锥破碎机,特别是单缸圆锥破碎机的衬板磨损量预测的方法和一种衬板自动补偿的方法以及实施方案。
本发明所述的圆锥破碎机,包含上椎体、下椎体、主轴等部件。破碎电机通过水平轴带动偏心轮转动,从而驱动主轴摆动带动下椎体作旋摆运动而破碎矿料。主轴下部连接液压油缸,满足主轴上下调节的需要,油缸内装有位移传感器检测主轴的位置。
本发明是以如下技术方案实现的:一种圆锥破碎机衬板磨损量自动检测和补偿装置,包括水平轴电机,所述水平轴电机连接有水平轴,所述水平轴通过偏心轮连接有主轴,所述主轴连接有下椎体,所述下椎体的上方一次设有上椎体和料仓,所述主轴的下端连接有液压油缸,所述液压油缸内设有位置传感器,还包括控制系统,所述控制系统包括油站接线盒、控制盒、监控控制器和破碎电机功率测试单元,所述破碎电机功率测试单元与水平轴电机连接在一起。
其进一步是:所述监控控制器上设有自动校验和自动工作按钮。一种使用圆锥破碎机衬板磨损量自动检测和补偿的方法的具体步骤如下:
S1、破碎机在首次工作时,首先校准破碎机动锥的零点;
S2、破碎机工作一段时间,再次校准破碎机的零点;
S3、监控控制器记录2次校准之间消耗的电能和衬板的磨损量,并依据公式计算出衬板磨损电能当量;
其中:K为衬板磨损电能当量值,
dW:2次校准之间消耗的电能,单位:kWh,dL:2次校准之间衬板磨损量,单位:mm,m:衬板磨损电能当量系数;
S4、多次测量计算板磨损电能当量数值,通过公式计算加权值,
S5、依据衬板磨损电能当量系数和破碎机消耗的电能,根据公式预测衬板磨损量,
其中:ΔL为衬板预测磨损量,ΔW为最近一次校准后消耗的总电能;
S6、控制系统预设一个衬板磨损阀值M,系统依据公式计算出电能N;
S7、系统开机时和运行中,检测到从最近一次校验后,消耗的电能为N的整数倍时,液压系统启动,上行M作相应的补偿。
步骤S1、S2中,通过手动或自动的方法校零。
衬板的磨损量可以根据液压油缸内位移传感器二次测量值计算,也可以通过人工测量衬板厚度,计算二次差值获得。
本发明的实现装置:单轴圆锥破碎机;所述单轴圆锥破碎机的主轴下端连接有液压油缸,所述液压油缸内设有位置传感器;控制系统,所述控制系统包括油站控制器、功率驱动单元、监控器和破碎电机功率测试单元等。控制器接收碎电机功率测试单元和位置传感器的信号,同时读取监控器输入的相关参数,通过运算,控制液压系统驱动主轴上下运动。
本发明具有以下优点:本发明的圆锥破碎机衬板磨损量自动检测和补偿装置及方法,通过测量主轴液压油缸的位移来检测排料口大小的改变,并根据多次测量计算获得衬板磨损电能当量的加权值,通过该加权值关联衬板磨损阀值和电能消耗值,消耗的电能为衬板磨损阀值的整数倍时,液压系统启动,上行作相应的补偿,即方便操作,且准确性高,在不影响设备运行连续性的情况下,提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的电气原理图;
图中:1、料仓,2、上椎体,3、下椎体,4、水平轴,5、水平轴电机,6、主轴,7、液压油缸,8、位置传感器,9、偏心轮,201、油站接线盒,202、控制盒,203、监控控制器,204、破碎电机功率测试单元。
具体实施方式
如图1至图2所示的一种圆锥破碎机衬板磨损量自动检测和补偿装置,包括水平轴电机5,所述水平轴电机5连接有水平轴4,所述水平轴4通过偏心轮9驱动主轴6做旋摆运动,所述主轴6连接有下椎体3,所述下椎体3的上方依次设有上椎体2和料仓1,所述主轴6的下端连接有液压油缸7,所述液压油缸7内设有位置传感器8,还包括控制系统,所述控制系统包括油站接线盒201、控制盒202、监控控制器203和破碎电机功率测试单元204,所述破碎电机功率测试单元包括电流互感器、电压互感器、功率仪表。所述控制盒202包括控制器、仪表、通讯单元、低压控制器件等。接线盒201作为电缆中转使用,便于现场接线盒故障查找。本发明的圆锥破碎机衬板磨损量自动检测和补偿装置,主要包含上椎体、下椎体、主轴、水平轴电机和控制系统,其中,下椎体固定在主轴上,水平轴电机通过水平轴带动偏心轮转动,从而驱动主轴摆动带动下椎体作旋摆运动破碎矿料,液压油缸安装主轴下部,负责调节主轴上下调节,从而调节排料口的大小,安装在油缸内位置传感器可以精确的测量主轴位置,并将主轴的位置信息传送给控制系统,由于排料口的大小和主轴液压油缸运动的位置有线性比例关系,因此可以根据油缸内位移传感器的显示值,计算出排料口的大小。两次零点校验时测量的差值即可作为衬板的磨损量,方便测量,控制系统内设有破碎电机功率测试单元,把水平轴电机的功率信号转换成4-20mA电流输入到控制系统,控制系统通过积分运算,获得破碎机消耗的电能,测量数值准确,方便进一步进行运算。如图1至图2所示的一种圆锥破碎机衬板磨损量自动检测和补偿装置,所述监控控制器203上设有自动校验和自动工作按钮。
如图1至图2所示的一种圆锥破碎机衬板磨损量自动检测和补偿装置,所述破碎电机功率测试单元204,包括电流互感器、电压互感器、功率仪表。
一种圆锥破碎机衬板磨损量自动检测和补偿装置的方法,具体步骤如下:
S1、破碎机在首次工作时,首先校准破碎机动锥的零点;通过手动或自动的方法校零;
S2、破碎机工作一段时间,再次校准破碎机的零点;
破碎机首次工作时,必须先进行校验,确定下椎体的零点位置,系统记录下位移传感器的排料口零点位置和工作时排料口的大小;工作一段时间后,再次校验下椎体(动锥)的零点位置,系统记录新的零点位置对应的位移传感器的位置、排料口的大小;
S3、监控控制器203记录2次校准之间消耗的电能和衬板的磨损量,衬板的磨损量根据液压油缸7内位移传感器测得,并依据公式1计算出衬板磨损电能当量;
其中:K为衬板磨损电能当量值,
dW:2次校准之间消耗的电能,单位:kWh,dL:2次校准之间衬板磨损量,单位:mm,m:衬板磨损电能当量系数;
S4、多次测量计算板磨损电能当量数值,通过公式2计算加权值,
其中:Kn为第n次衬板磨损电能当量值,为第n次衬板磨损电能当量加权值,为第n-1次衬板磨损电能当量加权值,x和y为衬板磨损电能当量加权系数;其中,m、x、y数值由试验获得,不同结构的破碎机,该值不同;
S5、依据衬板磨损电能当量系数和破碎机消耗的电能,根据公式3预测衬板磨损量,
其中:ΔL为衬板预测磨损量,ΔW为最近一次校准后消耗的总电能;
S6、控制系统预设一个衬板磨损阀值M,系统依据公式3计算出电能N;
S7、系统开机时和运行中,检测到从最近一次校验后,消耗的电能为N的整数倍时,液压系统启动,在原排料口的位置上,主轴上行M作相应的补偿,从而保证排料口维持不变。
本发明的技术方案中,校零可采用自动手动或自动的方法,采用自动校零时,在监控控制器上选择“自动校验”功能后,启动自动校验。依照程序设定,首先破碎机的水平轴电机启动,水平轴转动带动偏心主轴旋转,主轴和下椎体作旋摆远动;接着主轴液压系统工作,主轴上行;当上椎体和下椎体接触时,此时主轴的位置为零点位置,水平轴电机的功率测量单元输出值急剧增大,监控系统检测到水平轴电机的功率测量单元204的信号急剧增大后,控制盒控制主轴液压系统停止主轴上行,监控控制器读取此时位置传感器的位置信息,并存储该位置值;同时监控控制器记录对应该次校验开始时消耗的电能;稍后监控控制器控制主轴下行到起始位置,校验完毕。
在监控控制器上选择“自动工作”功能后,单击启动按钮,启动破碎机,水平轴驱动电机5运转,主轴6上升到设定的排料口工作位置,破碎机开始进料进入工作状态。监控控制器读取功率测量单元输出信号,并作积分运算。当积分值达到监控控制器设定的校验电能值时,监控控制器提示用户进行零点校验。
当用户选择校验后,破碎机重复执行上述校验动作并记录相同的数据。
当再次校验完毕后,监控控制器自动计算2次校准之间消耗的电能dw,2次校准之间衬板磨损量dL(此处直接使用位移传感器的零点时位移差),并依据公式1计算出衬板磨损电能当量值k。
为获得更精确的排料口精度和更准确的衬板磨损电能当量,当水平轴电机5消耗的电能达到设定值时,监控控制器给出再次校验提醒。当再一次零点校验完成后,监控控制器再次记录位移传感器新值,二次校验之间消耗的电能,计算当前的衬板磨损电能当量值K,并依据公式2计算衬板磨损电能当量加权值
当设备在保持排料口一定的工作模式下,当破碎机消耗的电能达到一定的值后,优选的衬板磨损0.5mm消耗的电能,油缸上移对应的位移,补偿衬板磨损。
Claims (4)
1.一种圆锥破碎机衬板磨损量自动检测和补偿方法,其特征在于:通过手动或自动的方法,校准破碎机动锥零点位置,控制器记录2次校准之间消耗的电能和衬板的磨损量,并依据这些数据计算出衬板磨损电能当量,该衬板磨损电能当量数值通过多次测量计算,并通过加权值,获得精确的值,相关计算公式如下:
其中:K为衬板磨损电能当量值,
dW:2次校准之间消耗的电能,单位:kWh,dL:2次校准之间衬板磨损量,单位:mm,m:衬板磨损电能当量系数;
根据破碎机消耗的电能和衬板磨损电能当量系数,计算衬板磨损量,
其中:ΔL为衬板预测磨损量,ΔW为最近一次校准后消耗的总电能。
2.如权利要求1所述的一种圆锥破碎机衬板磨损量自动检测和补偿方法,其特征在于:控制系统预设一个衬板磨损阀值A,系统依据公式3计算出电能消耗值B,系统开机时和运行中,检测到从最近一次校验后,消耗的电能B为衬板磨损阀值A的整数倍时,液压系统启动,上行作相应的补偿。
3.用于权利要求1所述的一种圆锥破碎机衬板磨损量自动检测和补偿方法的装置,其特征在于:包括水平轴电机(5),所述水平轴电机(5)连接有水平轴(4),所述水平轴(4)通过偏心轮(9)驱动主轴(6),所述主轴(6)连接有下椎体(3),所述下椎体(3)的上方依次设有上椎体(2)和料仓(1),所述主轴(6)的下端连接有液压油缸(7),所述液压油缸(7)内设有位置传感器(8),还包括控制系统,所述控制系统包括油站接线盒(201)、控制盒(202)、监控控制器(203)和破碎电机功率测试单元(204),所述破碎电机功率测试单元(204)与水平轴电机(5)连接在一起。
4.如权利要求3所述的一种圆锥破碎机衬板磨损量自动检测和补偿装置,其特征在于:衬板的磨损量根据液压油缸(7)内位移传感器测得。
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