CN113649161B - 一种圆锥破碎机衬板磨损智能监测和排料口智能调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆锥破碎机衬板磨损智能监测和排料口智能调节方法，实时监控圆锥破碎机激振器的振动情况，通过大数据分析和计算建立激振器的振动位移与耐磨衬板磨损的逻辑关系式，在圆锥破碎机运行过程中，通过振动传感器监测激振器运行过程中由于耐磨衬板磨损而出现的振动位移变化，并根据所述逻辑关系式判断耐磨衬板磨损量，然后通过定锥总成的上升和下降，调节圆锥破碎机的排料口大小。本发明有效的防止耐磨衬板磨损导致的破碎效率降低，确保设备正常运行和关键件的使用寿命。

Description

一种圆锥破碎机衬板磨损智能监测和排料口智能调节方法

技术领域

本发明涉及圆锥破碎机技术领域，具体涉及一种圆锥破碎机衬板磨损智能监测和排料口智能调节方法。

背景技术

圆锥破碎机是广泛应用于冶金、矿山、砂石骨料等行业中的物料破碎设备。圆锥破碎机破碎比大、效率高、能耗低，产品粒度均匀，适合中碎和细碎各种矿石、岩石。圆锥破碎机工作机构由定锥和动锥组成，锥体上均附有耐磨衬板，衬板之间的空间形成破碎腔。动锥轴插入轴套中，电动机的旋转运动通过传动机构传给固定在轴套上的激振器，激振器旋转时产生惯性力，迫使动锥绕球面瓦的球心做旋摆运动。在一个垂直平面内，动锥靠近定锥时，物料受到冲击和挤压被破碎，动锥离开定锥时，破碎产品因自重由排料口排出。然而在圆锥破碎机的实际使用过程中往往会因为其自身封闭的结构无法有效的得到耐磨衬板的磨损数据，在耐磨衬板磨损严重的情况下未能及时调节排料口或者更换耐磨衬板，则将导致物料在没有破碎到要求的粒径就从排料口排出，影响物料破碎效果，甚至导致破碎机损坏，造成巨大损失。

现有的圆锥破碎机在运行过程中，即使动锥、定锥的耐磨衬板发生磨损也无法有效的在现场进行判断，只有在耐磨衬板磨损量大后根据生产物料粒径过大判断到耐磨衬板磨损上。这种针对耐磨衬板磨损的判断方法是滞后的，且会造成经济损失。因此针对耐磨衬板磨损监测，有必要开发用于圆锥破碎机衬板磨损智能监测和排料口智能调节排料口的方法。

发明内容

为了解决现有的圆锥破碎机在运行过程中无法有效的监测耐磨衬板的磨损程度问题，不能在耐磨衬板磨损导致排料口增大之前，及时发现磨损问题并自动调节排料口，本发明提供一种圆锥破碎机衬板磨损智能监测和排料口智能调节方法。

圆锥破碎机工作过程中由于耐磨衬板的磨损，排料口会增大，导致激振器偏摆范围增加，所以使用传感器监控激振器工作过程中的振动值变化便可以推算出圆锥破耐磨衬板的磨损并对设备排料口进行调节。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种圆锥破碎机衬板磨损智能监测和排料口智能调节方法，实时监控圆锥破碎机激振器的振动情况，通过大数据分析和计算建立激振器的振动位移与耐磨衬板磨损的逻辑关系式，在圆锥破碎机运行过程中，通过振动传感器监测激振器运行过程中由于耐磨衬板磨损而出现的振动位移变化，并根据所述逻辑关系式判断耐磨衬板磨损量，然后通过定锥总成的上升和下降，调节圆锥破碎机的排料口大小。

激振器的振动位移与耐磨衬板磨损的逻辑关系式建立步骤如下：测算出耐磨衬板未发生磨损时，设备稳定运行过程中的激振器振动位移值区间(x，x1),(x1＞x)；在设备衬板发生磨损后测算出设备衬板磨损后稳定运行过程中的激振器振动位移值区间(x0，x2),(x2＞x0)，测量出此时衬板的磨损量△y，可以得出在耐磨衬板磨损量为△y时，激振器的最大振动变化值为△x＝(x2-x1)；经过重复多次测量计算，得出大量数据，以测算的数据为基础推算出耐磨衬板磨损量△y与激振器的振动变化值△x的逻辑关系式。将最终的推算结果显示在工控机或者控制平台，显示内容包括:激振器初始振动值、激振器实时振动值、激振器的振动变化值、衬板磨损量推算值、衬板剩余使用寿命。

工控机通过程序编写能够根据监测数据自动调节排料口，其程序逻辑为：设定激振器初始振动位移值区间(x，x1),(x1＞x)，当振动传感器实时监测的振动位移区间发生变化时，将控制液压马达自动调节排料口。

圆锥破碎机上配备数齿器，每次控制定锥总成下降旋转两个齿数，然后再对比实时振动位移区间与初始振动位移区间最大位移值，如果实时振动位移区间最大位移值依旧大于初始振动位移区间最大位移值则重复控制调节排料口操作，直到实时振动位移区间最大位移值小于或等于初始振动位移区间最大位移值则停止操作。

激振器的振动位移由安装于激振器中的振动传感器实时在线监测，通过通讯协议由网关传输至工控机或控制平台。

所述振动传感器为无线振动传感器，无线振动传感器通过无线通讯协议和无线网关与工控机或控制平台通讯连接。在圆锥破碎机运作期间无线振动传感器能够实时监控圆锥破激振器的振动位移情况，将监测信息以无线通讯协议发送到网关，通过网关将信息输出到工控机或者控制平台，工控机根据激振器的振动位移变化值对耐磨衬板的磨损进行实时监测，并通过远程控制液压马达来控制定锥总成的上升和下降，调节圆锥破碎机的排料口大小。

激振器上的传感器安装位置开一个能完全容纳传感器的槽口，于槽口底面钻孔以螺栓连接的方式安装无线振动传感器，使无线振动传感器顶部与激振器顶部平齐或低于激振器顶部。

本发明的有益效果是：本发明主要适用于圆锥破碎机破碎过程中动锥衬板磨损导致排料口增大的场合，能够远程实时监测圆锥破耐磨衬板部分的磨损情况，及时判断磨损程度，快速速调节排料口或更换耐磨衬板，有效的保证了设备的破碎效率，减少了设备的后续损坏，解决了因为设备结构导致无法对排料口磨损情况进行实时监控的问题。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是圆锥破碎机结构示意图；

图3是本发明中计算与分析流程图；

图中：1-液压马达，2-定锥体总成，3-定锥衬板，4-动锥衬板，5-动锥体总成，6-激振器，7-无线振动传感器。

具体实施内容

下面结合附图进一步详细阐明本发明。

参照图1-3，一种圆锥破碎机衬板磨损智能监测和排料口智能调节方法，在圆锥破碎机的激振器6上传感器安装位置开一个能完全容纳传感器的槽口，于槽口底面钻孔以螺栓连接的方式安装无线振动传感器7，使无线振动传感器7顶部与激振器顶部平齐或低于激振器顶部。无线振动传感器7的信号经过网关将监测数据信息传输到工控机或者控制平台来实现远程监控圆锥破碎机的激振器的振动位移值变化情况，经过大数据分析计算，间接推算监控耐磨衬板的磨损情况。先降低电机转速，然后通过液压马达控制定锥总成的上升和下降对圆锥破碎机排料口大小进行自动调节。

根据耐磨衬板磨损量与激振器的振动位移变化值的逻辑关系式可以推算出耐磨衬板实际磨损情况，根据实时监测的振动位移变化值结果来分析判断圆锥破碎机的耐磨衬板的磨损程度。及时通过工控机与控制平台显示激振器振动位移值以及耐磨衬板的磨损大小。无线振动传感器7必须深埋在激振器6内部与激振器6表面平齐或低于激振器顶部，否则在激振器6运动中因为振动发生变化可能会击毁无线振动传感器。

本发明选用无线振动传感器，通过测量激振器6在工作过程中的振动情况推算排料口耐磨衬板的磨损情况。选用无线振动传感器的优势在于不需要考虑布线问题，无线振动传感器7采集了激振器6的振动信息后，以无线协议发送出来，在设备周边部署有一个网关，接收无线振动传感器7传输的数据，该网关在通过以太网、Wifi、5G等通讯方式将数据传输到工控机或控制平台。工控机或控制平台端通过对监测数据进行分析计算，建立振动与磨损的逻辑关系式，在机器学习之后对圆锥破碎机排料口进行自动调节，是一种可快速部署实施的传感器终端。

激振器的振动位移与耐磨衬板磨损的逻辑关系式建立步骤如下：测算出耐磨衬板未发生磨损时，设备稳定运行过程中的激振器振动位移值区间(x，x1),(x1＞x)；在设备衬板发生磨损后测算出设备衬板磨损后稳定运行过程中的激振器振动位移值区间(x0，x2),(x2＞x0)，测量出此时衬板的磨损量△y，以得出在耐磨衬板磨损量为△y，激振器的最大振动变化值为△x＝(x2-x1)；经过重复多次测量计算，得出大量数据，以测算的数据为基础推算出耐磨衬板磨损量△y与激振器的振动变化值△x的逻辑关系式。将最终的推算结果显示在工控机或者控制平台，显示内容包括:激振器初始振动值、激振器实时振动值、激振器的振动位移变化瞬时值、衬板磨损量推算值、衬板剩余使用寿命。

设在设备正常工作一段时间△t后衬板磨损量为△y，激振器的最大振动变化值为△x，排料口大小为s，振动方向与排料口磨损方向夹角为θ；

则有：

衬板瞬时磨损为

振动位移变化瞬时值为

根据三角函数可得

设存在修正系数k，则衬板磨损量推算式为

衬板剩余使用寿命推算式为

工控机通过程序编写能够根据监测数据自动调节排料口，其程序逻辑为：设定激振器初始振动位移值区间(x，x1),(x1＞x)，当振动传感器实时监测的振动位移区间发生变化时，将控制液压马达自动调节排料口。

圆锥破碎机上配备数齿器，每次控制定锥总成下降旋转两个齿数，然后再对比实时振动位移区间与初始振动位移区间最大位移值，如果实时振动位移区间最大位移值依旧大于初始振动位移区间最大位移值则重复控制调节排料口操作，直到实时振动位移区间最大位移值小于或等于初始振动位移区间最大位移值则停止操作。

如图1所示，当耐磨衬板磨损时，排料口变大，导致激振器振动位移增大，无线振动传感器监测激振器振动位移值并通过无线网络和网关传递至工控机，工控机对激振器振动位移值进行计算与分析，计算结果为激振器振动位移增大，耐磨衬板磨损时，降低电极转速，然可控制液压马达进行排料口调节。

更具体地，计算与分析过程如图3所示，在工控机输入激振器初始振动位移值区间(x，x1)，圆锥破碎机运行过程中无线振动传感器监测得到实际振动位移值区间(x0，x2)，激振器的振动变化值为△x＝x2-x1，如果△x大于0，降低电极转速，调节排料口，直到△x为0为止，并且同时计算耐磨衬板磨损量y，在工控机显示x2、振动变化值为△x、耐磨衬板磨损量△y。

Claims (7)

1.一种圆锥破碎机衬板磨损智能监测和排料口智能调节方法，其特征在于，实时监控圆锥破碎机激振器的振动情况，通过大数据分析和计算建立激振器的振动位移与耐磨衬板磨损的逻辑关系式，在圆锥破碎机运行过程中，通过振动传感器监测激振器运行过程中由于耐磨衬板磨损而出现的振动位移变化，并根据所述逻辑关系式判断耐磨衬板磨损量，然后通过定锥总成的上升和下降，调节圆锥破碎机的排料口大小。

2.如权利要求1所述的一种圆锥破碎机衬板磨损智能监测和排料口智能调节方法，其特征在于，激振器的振动位移与耐磨衬板磨损的逻辑关系式建立方法如下：测算出耐磨衬板未发生磨损时，设备稳定运行过程中的激振器振动位移区间（x，x1）,（x1＞x）；在耐磨衬板发生磨损后测算出耐磨衬板磨损后稳定运行过程中的激振器振动位移区间(x0，x2),(x2＞x0)，测量出此时耐磨衬板的磨损量△y，可以得出在耐磨衬板磨损量为△y时，激振器的最大振动变化值为△x=（x2-x1）；经过重复多次测量计算，得出大量数据，以测算的数据为基础推算出耐磨衬板磨损量y与激振器的振动变化值△x的逻辑关系式。

3.如权利要求2所述的一种圆锥破碎机衬板磨损智能监测和排料口智能调节方法，其特征在于，在工控机上设定激振器初始振动位移区间（x，x1）,（x1＞x），当振动传感器实时监测的振动位移区间发生变化时，将控制液压马达自动调节排料口。

4.如权利要求3所述的一种圆锥破碎机衬板磨损智能监测和排料口智能调节方法，其特征在于，圆锥破碎机上配备数齿器，每次控制定锥总成下降旋转两个齿数，然后再对比实时振动位移区间与初始振动位移区间最大位移值，如果实时振动位移区间最大位移值依旧大于初始振动位移区间最大位移值则重复控制调节排料口操作，直到实时振动位移区间最大位移值小于或等于初始振动位移区间最大位移值则停止操作。

5.如权利要求1所述的一种圆锥破碎机衬板磨损智能监测和排料口智能调节方法，其特征在于，激振器的振动位移由安装于激振器中的振动传感器实时在线监测，通过通讯协议由网关传输至工控机或控制平台。

6.如权利要求1所述的一种圆锥破碎机衬板磨损智能监测和排料口智能调节方法，其特征在于，所述振动传感器为无线振动传感器，无线振动传感器通过无线通讯协议和无线网关与工控机或控制平台通讯连接。

7.如权利要求6所述的一种圆锥破碎机衬板磨损智能监测和排料口智能调节方法，其特征在于，激振器上的传感器安装位置开一个能完全容纳传感器的槽口，于槽口底面钻孔以螺栓连接的方式安装无线振动传感器，使无线振动传感器顶部与激振器顶部平齐或低于激振器顶部。

Images