CN115135419A

CN115135419A - 研磨机、操作方法

Info

Publication number: CN115135419A
Application number: CN202180015295.8A
Authority: CN
Inventors: B·巴克
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2021-01-19
Publication date: 2022-09-30
Also published as: EP3868476A1; WO2021164970A1; US11691154B2; US20230057328A1; EP4106925A1; FI4106925T3; EP4106925B1

Abstract

本发明涉及一种研磨机(GAR)，其具有能围绕第一旋转轴线(RX1)旋转的研磨台(GTL)并包括至少两个研磨辊(GRL)，每个研磨辊能围绕各自的第二旋转轴线(RX2)可旋转地布置，使得被研磨材料能够在操作过程中在研磨台(GTL)和研磨辊(GRL)之间被粉碎。本发明还涉及用于操作研磨机(GAR)的方法。为了提高可用性，根据本发明，研磨机(GAR)包括至少一个传感器装置(SNA)，借助它能够检测研磨台(GTL)的倾斜变化超过给定阈值(TRS)。

Description

研磨机、操作方法

技术领域

本发明涉及一种研磨机，其具有能围绕第一旋转轴线旋转的研磨台并且包括至少两个研磨辊，每个研磨辊布置成在每种情况下均围绕第二旋转轴线旋转，使得在操作过程中，被研磨物料能够在研磨台和研磨辊之间被粉碎。此外，本发明涉及一种用于操作研磨机的方法。为了提高可用性，本发明提出研磨机包括至少一个传感器装置，借助于传感器装置能够检测到研磨台的倾斜变化超过给定阈值。

背景技术

从EP 3 056 278 A1已知一种立式磨机，其具有在研磨台上滚动的研磨辊，粉碎被研磨的材料。

从US 7 182 283 B1和EP 2 221 129 A1中的每一个已知上面限定类型的研磨机，其中从对辊悬架的测量结果得出关于研磨台的布置的计算推断。如果不满足基本假设，则可能会发生严重的损坏或发生意外的停机。例如，当被研磨的材料出现问题时就是这种情况。US 2018/099288 A1公开了一种用于研磨机的轴承。US 5 191 713 A总体涉及倾斜测量。

上面限定类型的工业研磨机，特别是用于例如水泥研磨的立式磨机，包括借助于驱动装置旋转设置的研磨台。在操作过程中，分布在周边的多个研磨辊压在研磨台上，并对输送到研磨台的被研磨材料进行研磨。在此期间，研磨台围绕第一旋转轴线旋转并且在每种情况下研磨辊分别围绕第二旋转轴线旋转。如果研磨轮的重荷不足以粉碎被研磨材料，则通常通过液压将力施加在研磨轮上，以使所有研磨辊均匀地对研磨台加载。在研磨过程中自然产生的压缩力和横向力经由研磨台的轴承装置吸收。该种类的轴承装置通常设计为滑动轴承装置，其中轴承装置通常是使研磨台旋转的传动装置的组成部分。

如果例如由于研磨辊的液压系统或例如水泥磨机的系统控制中的技术故障导致各个研磨辊的压缩力不均匀，则研磨台的轴承装置除了暴露到压缩力之外还暴露到倾斜力矩。在结构上来讲由于研磨台的轴承装置能够只吸收压缩力和横向力，因此研磨台在这种情况下能够倾斜，并且研磨台的轴承装置，例如轴向滑动轴承和/或研磨台下方的立式磨机的传动装置可能被损坏。

发明内容

基于现有技术的问题和缺点，本发明解决的问题是及时检测研磨台倾斜，并由此防止对研磨台造成任何损坏。

为了根据本发明解决该问题，提出了具有独立权利要求1的特征部分的附加特征的上面限定类型的研磨机。此外，本发明提出了一种根据方法权利要求的用于操作研磨机的方法。从属权利要求分别包含本发明的有利改进方案。

根据本发明的研磨机优选地是立式磨机，其中第一旋转轴线在这种情况下优选地具有基本上竖直的取向。根据本发明的研磨机具有至少两个研磨辊，每个研磨辊布置成在每种情况下围绕第二旋转轴线旋转，使得在操作过程中被研磨材料能够在研磨台和研磨轮的圆周表面之间被粉碎。在这种情况下，研磨辊具有基本圆柱形或圆锥形的研磨表面形状，所述研磨表面以滚动方式与研磨台或被研磨材料接合。多个研磨辊各自具有它们自己的第二旋转轴线，其中第二旋转轴线对于各个研磨辊而言在概念上没有不同，因为除了它们各自的取向和圆周位置之外，它们基本上彼此没有不同。在这种情况下，第二旋转轴线分别与第一旋转轴线成基本钝角，其中尤其是直角也是可以想到的。以粉碎方式与被研磨材料接触的研磨辊的圆周表面特别优选地设计为圆锥形，其中圆锥角度优选地与第一旋转轴线和第二旋转轴线之间的角度相关，使得在研磨台和研磨辊之间形成基本线性的支撑。术语“研磨机”和“磨机”在本文中基本上同义地使用。

诸如“径向”、“切向”或“圆周方向”的术语分别与第一旋转轴线相关，或者如果相应地规定，则分别与第二旋转轴线相关。

在根据本发明的研磨机尤其是立式磨机的情况下，根据本发明的传感器装置检测研磨台的倾斜变化超过给定阈值，使能防止损坏研磨台的滑动轴承或其他轴承和相邻部件，而研磨台的滑动轴承或其他轴承和相邻部件的损坏将产生严重后果。因此，避免了长时间的停产和成本高昂的维修。根据本发明研磨台的倾斜变化的清晰识别允许研磨台的倾斜与对于研磨台的轴承的操作通常没有问题的任何平移运动区分开来。确定关于研磨台倾斜变化已经超过给定阈值，允许在倾斜过程中在早期发出警报，从而可以准确地区分例如轴承供油问题与负载不均匀导致的研磨台倾斜。

一种有利的改进方案设想研磨机包括中央处理单元和至少一个人机界面，其中中央处理单元连接到人机界面和传感器装置，并且其中中央处理单元设计成使得一旦传感器装置检测到研磨台的倾斜变化超过给定阈值，就能够借助于人机界面显示警报。根据研磨机的其它操作情况，操作人员能够借助于此警报立即决定是否需要停止研磨机以及是否需要确定任何倾斜的原因。

原则上能够借助于滚柱轴承来支撑研磨机的研磨台，其中优选借助于滑动轴承、特别优选地借助于倾斜瓦块滑动轴承来实现轴承装置。

本发明的优选改进方案设想传感器装置包括被设计为涡流传感器、示踪器、光学传感器或电容传感器的传感器。在这种情况下希望传感器装置包括至少三个路径传感器。特别有利地，这些路径传感器能够测量相对于研磨台的轴承工作面的位置变化或距离变化，其中这些路径传感器的布置优选地设计成三角形的形式。

特别地希望中央处理单元利用传感器装置从传感器装置进行的测量中确定倾斜角，该倾斜角指示实际的第一旋转轴线从第一旋转轴线的指定取向的角度偏差。

特别地希望中央处理单元以这样的方式设计，即所述中央处理单元从传感器装置进行的测量中确定倾斜方向，使得由于倾斜引起的最低点或最高点的圆周位置能够显示在显示设备上。通过这种方式，加速了对研磨机的维修或对倾斜原因的消除，并相应地提高了研磨机的可用性。

根据本发明的用于操作研磨机的方法，特别是上述类型的研磨机的方法，包括研磨机的操作、允许确定研磨台从指定位置的倾斜的变量的测量、研磨台的倾斜变化和给定阈值之间的比较、警报借助于人机界面的输出以表明研磨台的倾斜变化已经达到或超过给定阈值。在当前情况下，研磨台的倾斜变化原则上与研磨台的第一旋转轴线的取向的变化有关。

根据本发明方法的一个有利改进方案设想借助于中央处理单元检测倾斜角，所述倾斜角指示当前第一旋转轴线从第一旋转轴线的指定取向的角度偏差。此外，在研磨机的显示设备上显示倾斜角或借助于人机界面显示倾斜角是特别有利的。倾斜角的该指示允许研磨机的操作人员启动措施以快速停止不正确的倾斜并恢复研磨机的操作。

可能必需的维护工作的进一步加速允许该方法的有利发展，其中确定倾斜方向，从而能够在显示设备上显示由于倾斜引起的最低点或最高点的圆周位置。

附图说明

下面在具体示例性实施例的帮助下更详细地描述本发明用于阐明的目的。在附图中：

图1显示了通过根据本发明的研磨机的示意性纵剖面，

图2显示了根据图1中II-II的截面，

图3显示了研磨台、传感器装置和研磨台的轴承装置的立体示意图，

图4显示了研磨台、倾斜和传感器装置之间的几何关系的示意图，

图5显示了根据本发明的用于操作研磨机的方法的示意流程图。

具体实施方式

图1显示了根据本发明的研磨机GAR的细节的纵剖面的示意图。研磨机GAR包括研磨台GTL和至少两个研磨辊GRL，研磨台GTL能围绕第一旋转轴线RX1旋转，所述至少两个研磨辊GRL在每种情况下均布置成围绕第二旋转轴线RX2旋转。在操作期间，被研磨材料GRM在研磨台GTL和研磨辊GRL之间被粉碎。各研磨辊GRL的各第二旋转轴线RX2均与研磨台GTL的第一旋转轴线RX1形成钝角，该角度也可以是直角。在本情况下，研磨辊GRL设计为具有圆锥形研磨表面。因此，第二旋转轴线RX2相对于第一旋转轴线RX1倾斜地取向。

研磨台GTL借助于轴承BEA轴向地装配，这些轴承设计为滑动轴承SBE，并且在这种情况下设计为倾斜瓦块轴承TPB。研磨台GTL设置为通过驱动轴DRS通过未示出的驱动器围绕竖直的第一旋转轴线RX1旋转。驱动轴DRS在该情况下以这种方式借助于径向轴承RBE安装在定子STA上，使得第一旋转轴线RX1竖直地取向。

位于轴向作用的轴承BEA的区域中的是传感器装置SNA的传感器DS1、DS2、DS3，其在连接到传感器装置SNA的中央处理单元CPU上确定研磨台GTL的倾斜。如图2、3和4示意性所示，传感器DS1、DS2、DS3优选定位成靠近轴向作用的轴承装置BEA，以便传感器DS1-DS3能够针对研磨台GTL的支承面进行测量。传感器在示例中设计为路径传感器，从而通过传感器检测定子STA和研磨台GTL之间的距离变化。只要传感器DS1-DS3测量到不同的距离，就能够假设第一旋转轴线RX1以研磨台GTL倾斜变化的方式偏离原始指定位置。

图4显示了通过中央处理单元CPU确定研磨台的倾斜角Θ和倾斜的方位角

的方法。中央处理单元CPU初始确定由传感器装置SNA在研磨台GTL的圆周滑动轴承工作面SBS上检测到的点的坐标。基于三个传感器DS1、DS2、DS3的示例，从图4得到结果如下：

坐标x_0,A,B,C,y_0,A,B,C在这种情况下表示传感器在任意原点的固定笛卡尔坐标系中的结构固定位置，固定笛卡尔坐标系的z轴与第一旋转轴线RX1或非倾斜状态下的研磨台GTL重合。坐标si(t)对应于路径传感器DS1、DS2、DS3的测量结果。研磨台GTL的倾斜是借助于对应于滑动轴承的旋转工作面的平面的法向量来计算的。该平面的法向量通过连接向量

和

之间的叉积的形成来确定：

研磨台随时间的倾斜角Θ(t)的结果是法向量

的标量积：

其中

表示z坐标方向上的单位向量。研磨台GTL倾斜的方向能够经由方位角φ来描述，它描述了XY平面中与x轴的角度。这能够经由下式确定：

其中角度φ能够采用[0,2π]的值。

轨道图能够用于两个特征值的图形可视化。为此，平面的法向量投影到XY平面上。研磨台的倾斜能够由此可视化以用于诊断目的。

图5显示了根据本发明的用于操作研磨机的方法的示意流程图。首先，研磨机GAR投入使用1并且随后或同时开始变量的测量2，所述变量允许确定研磨台GTL从指定位置的倾斜。基于这些测量2，在研磨台GTL的倾斜变化和给定阈值TRS之间进行比较3。特别优选地，中央处理单元CPU为此目的根据传感器装置SNA的测量结果确定倾斜角Θ，传感器装置SNA中的传感器DS1、DS2和DS3均提供定子STA和研磨台GTL之间的距离。如果研磨台GTL的倾斜Θ变化超过给定阈值TRS，则借助于人机界面HMI发出警报ALR 4，表明研磨台GTL的倾斜Θ的变化已经达到或超过给定阈值TRS。警报能够在光学显示设备DSP或声学显示设备ACA上输出作为警报ALR。只要研磨机没有关闭，在必要时，基于传感器装置SNA的测量结果和中央处理单元CPU的评估的比较3的循环被重复，并且警报ALR的输出被重复。特别优选地，在研磨机GAR的显示设备DSP上显示倾斜角Θ。有利的改进方案还涉及确定倾斜方向Φ，从而能够在显示设备DSP上显示由于倾斜引起的最低点或最高位置的圆周位置。

Claims

1.一种研磨机(GAR)，其具有能围绕第一旋转轴线(RX1)旋转的研磨台(GTL)，并且包括

至少两个研磨辊(GRL)，每个所述研磨辊在每种情况下均布置成能够围绕第二旋转轴线(RX2)旋转，以此方式使得在操作期间被研磨材料能够在所述研磨台(GTL)和所述研磨辊(GRL)之间被粉碎，

其特征在于

所述研磨机(GAR)包括至少一个传感器装置(SNA)，借助于所述传感器装置能够检测所述研磨台(GTL)的倾斜变化超过给定阈值(TRS)。

2.根据权利要求1所述的研磨机(GAR)，其中，所述研磨机(GAR)包括中央处理单元(CPU)和至少一个人机界面(HMI)，其中所述中央处理单元(CPU)连接到所述人机界面(HMI)和所述传感器装置(SNA)，并且其中，所述中央处理单元(CPU)以此方式设计使得一旦所述传感器装置(SNA)检测到所述研磨台(GTL)的倾斜变化超过所述给定阈值(TRS)，就能够借助于所述人机界面(HMI)显示警报(ALR)。

3.根据权利要求1或2所述的研磨机(GAR)，其中，所述研磨机(GAR)包括用于支承所述研磨台(GTL)的轴承(BEA)，所述轴承尤其设计为滑动轴承(SBE)。

4.根据前述权利要求1至3中至少一项所述的研磨机(GAR)，其中，所述传感器装置(SNA)包括被设计为涡流传感器、示踪器、光学传感器或电容传感器的传感器。

5.根据前述权利要求4所述的研磨机(GAR)，其中，所述传感器装置(SNA)包括至少三个路径传感器(DS1、DS2、DS3)。

6.根据至少前述权利要求5所述的研磨机(GAR)，其中，所述路径传感器(DS1、DS2、DS3)针对所述研磨台(GTL)的轴承工作面(BTL)进行测量。

7.根据前述权利要求5和6中至少一项所述的研磨机(GAR)，其中，所述至少三个路径传感器(DS1、DS2、DS3)的布置描绘出三角形。

8.根据至少前述权利要求3所述的研磨机(GAR)，其中，所述轴承(BEA)设计为倾斜瓦块轴承(TPB)。

9.根据至少前述权利要求2所述的研磨机(GAR)，其中，所述中央处理单元(CPU)连接到所述传感器装置(SNA)，并且以此方式设计使得其根据所述传感器装置(SNA)的测量确定倾斜角(Θ)，所述倾斜角表示实际的第一旋转轴线(RX1)从所述第一旋转轴线(RX1)的指定取向的角度偏差。

10.根据至少前述权利要求2和9所述的研磨机(GAR)，其中，所述中央处理单元(CPU)以此方式设计使得所述中央处理单元(CPU)根据由所述传感器装置(SNA)进行的测量确定倾斜方向，使得能够在所述显示设备(DSP)上显示由于所述倾斜引起的最低点或最高点的圆周位置。

11.一种用于操作研磨机(GAR)的方法，所述研磨机特别是根据前述权利要求1至10中至少一项所述的研磨机，所述方法包括：

-操作包括研磨台(GTL)的研磨机(GAR)，

-测量允许确定所述研磨台(GTL)从指定位置倾斜的变量，

-在所述研磨台(GTL)的倾斜变化与给定阈值(TRS)之间进行比较，

-借助于人机界面(HMI)输出警报(ALR)，表明所述研磨台(GTL)的倾斜变化已经达到或超过所述给定阈值(TRS)。

12.根据权利要求11所述的方法，包括

-确定倾斜角(Θ)，其指示当前的第一旋转轴线(RX1)从所述第一旋转轴线(RX1)的指定取向的角度偏差，

-在所述研磨机(GAR)的显示设备(DSP)上显示所述倾斜角(Θ)。

13.根据权利要求11或12所述的方法，包括

-确定倾斜方向，使得能够在所述显示设备(DSP)上显示由于倾斜引起的最低点的圆周位置。