RU179743U1

RU179743U1 - STAND FOR MEASURING POWER IN A CLOSED CIRCUIT OF A DYNAMIC SELF-MILLING MILL

Info

Publication number: RU179743U1
Application number: RU2016149060U
Authority: RU
Inventors: Александр Аркадьевич Остановский; Александр Николаевич Дровников; Николай Григорьевич Рыбальченко; Антон Николаевич Рыбальченко; Евгений Владимирович Маслов; Эльвира Юрьевна Черкесова
Original assignee: Александр Аркадьевич Остановский
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2018-05-23

Abstract

Полезная модель относится измерительной технике и может быть использована для измерения деформаций при статическом и динамическом испытании, при измерении мощности машинах и механизмах, имеющих замкнутый контур. В заявленной полезной модели измерение мощности в замкнутом контуре осуществляется путем измерения разности углов скручивания верхнего и нижнего конца вала, приводного двигателя, передающего крутящий момент по верхней и нижней ветви. При этом передаточные отношения этих ветвей выполнены таким образом, что они не равны между собой. Такая схема передачи крутящего момента от приводного двигателя на чашеобразный ротор и барабан разной величины приведет к разной величине скручивания концов вала этого двигателя. Датчики угловых перемещений, смонтированные на раме и кронштейне и жестко связанные с концами вала приводного двигателя, позволяют производить измерение разности углов скручивания концов вала приводного двигателя и на этой основе по полученной величине этой разности определять мощность в замкнутом контуре мельницы динамического самоизмельчения. Технический результат заключается в повышении эффективности оценки деформаций вала приводного двигателя, без использования тензодатчиков, тензорезисторов, соединительных многожильных кабелей и мостовых схем. 5 ил.The utility model relates to measuring technique and can be used to measure strains during static and dynamic testing, when measuring power machines and mechanisms that have a closed loop. In the claimed utility model, power measurement in a closed loop is carried out by measuring the difference in the torsion angles of the upper and lower ends of the shaft, a drive motor that transmits torque along the upper and lower branches. Moreover, the gear ratios of these branches are made in such a way that they are not equal to each other. Such a scheme for transmitting torque from a drive motor to a bowl-shaped rotor and a drum of different sizes will lead to different amounts of twisting of the shaft ends of this engine. Angular displacement sensors mounted on the frame and bracket and rigidly connected to the ends of the drive motor shaft allow measuring the difference in the twisting angles of the ends of the drive motor shaft and, based on this difference, determine the power in a closed loop of a dynamic self-grinding mill. The technical result consists in increasing the efficiency of evaluating the deformations of the shaft of the drive motor, without the use of strain gauges, strain gauges, connecting multicore cables and bridge circuits. 5 ill.

Description

Полезная модель относится измерительной технике, может быть использована для измерения деформаций при статическом и динамическом испытании ответственных валов приводов строительных, дорожных, других машин и механизмов, а также испытательных стендов, в которых исследуемый вал подвержен кручению под воздействием разных по величине крутящих моментов, приложенных к его нижней и верхней части с последующим определением мощности в устройствах, имеющих замкнутый контур.The invention relates to measuring technique, which can be used to measure deformations during static and dynamic testing of critical drive shafts of construction, road, other machines and mechanisms, as well as test benches in which the shaft under investigation is subject to torsion under the influence of different torques applied to its lower and upper parts with the subsequent determination of power in devices having a closed loop.

Известна установка для экспериментальных исследований строительных конструкций (патент на полезную модель RU №75239, G01N 3/00, 2008 г.), которая может быть использована при однократном динамическом нагружении конструкции. Она содержит копровую установку, включающую грузосбрасыватель с испытательным грузом, исследуемый объект с установленными первичными преобразователями измерительной информации: датчики опорных реакций, датчики силы, тензорезисторы, датчики деформаций, месдозы и датчики линейных перемещений. Информация с датчиков поступает непосредственно на измерительную систему. Установка для экспериментальных исследований позволяет обеспечить испытания конструкции при действии однократного динамического нагружения. Однако данное техническое решение не позволяет оценить деформации исследуемой металлоконструкции строительно-дорожной машины в процессе статических или динамических испытаний ввиду ее больших габаритов.A known installation for experimental research of building structures (utility patent RU No. 75239, G01N 3/00, 2008), which can be used with a single dynamic loading of the structure. It contains a copying machine, including a load ejector with a test load, an object under study with primary measuring information transducers installed: support reaction sensors, force sensors, strain gauges, strain gauges, pressure gauges and linear displacement sensors. Information from the sensors goes directly to the measuring system. Installation for experimental studies allows to ensure design tests under the action of a single dynamic loading. However, this technical solution does not allow to evaluate the deformation of the investigated metal construction of a road-building machine during static or dynamic tests due to its large dimensions.

Известно также тензометрическое устройство для измерения деформаций бетона железобетонных конструкций, реализованное в патенте на полезную модель RU №76118, G01B 7/16, 2008 г.Also known is a strain gauge device for measuring the deformation of concrete of reinforced concrete structures, implemented in the patent for utility model RU No. 76118, G01B 7/16, 2008

Устройство содержит тензодатчик, в состав которого входят рабочий и компенсационный тензорезисторы, накрытые сверху термоизоляционной крышкой и соединенные через многожильный кабель с многоканальной измерительной системой по полумостовой схеме. Каждый тензорезистор состоит из чувствительного элемента в виде решетки, приклеенной на диэлектрическую основу. Выводы решетки, согнутые в виде гармошки, спаяны с выводами изолированных проводов, а в месте спайки изолированная подложка. Рабочий тензорезистор в прототипе закреплен с помощью клея непосредственно на исследуемой железобетонной конструкции. Компенсационный тензорезистор наклеен на металлическую подложку, которая, в свою очередь, наклеена на диэлектрическую подкладку, а последняя - на бетон исследуемого образца. Поскольку компенсационный тензарезистор не связан непосредственно с исследуемой конструкцией, исключается влияние температуры на результаты измерения деформаций бетона железобетонной конструкции и повышается достоверность полученных результатов. Однако подготовка к измерениям деформаций конструкции с помощью устройства по прототипу имеет ряд сложностей при испытании громоздких строительных машин, поскольку надо наклеить рабочий тензорезистор на исследуемую металлоконструкцию с припаянными выводами многожильного кабеля, что не позволяет осуществить проверку работоспособности системы в лабораторных условиях.The device contains a strain gauge, which includes a working and compensation strain gages, covered with a heat-insulating cover and connected through a multi-core cable with a multi-channel measuring system in a half-bridge circuit. Each strain gauge consists of a sensitive element in the form of a lattice glued to a dielectric base. The conclusions of the lattice, bent in the form of an accordion, are soldered with the conclusions of insulated wires, and in the place of soldering an insulated substrate. The working strain gauge in the prototype is fixed with glue directly to the studied reinforced concrete structure. The compensation strain gage is glued to a metal substrate, which, in turn, is glued to the dielectric lining, and the latter to the concrete of the test sample. Since the compensation tensor resistor is not directly related to the structure under study, the influence of temperature on the measurement results of concrete deformations of the reinforced concrete structure is excluded and the reliability of the results is increased. However, the preparation for measuring structural deformations using the prototype device has a number of difficulties when testing bulky construction machines, since it is necessary to stick a working strain gauge to the metal structure under study with soldered leads of a multicore cable, which does not allow testing the system's performance in laboratory conditions.

Использование подобного тензометрического устройства в составе многоканальной измерительной системы не обеспечит для металлоконструкций эффективного технологического процесса по подготовке и проведению испытаний. При установке тензометрического устройства на металлоконструкцию, на тензометрическое устройство более значительно воздействуют климатические погодные условия, в частности: влажность, перепады температуры, осадки, в сравнении с прототипом и, как следствие, ухудшается качество наклеивания тензорезистора на исследуемой металлоконструкции и, в итоге - качество измерения. Кроме того, затруднены работы по монтажу и проверке качества установки датчика на металлоконструкцию, которая в общем случае, представляет собой крупногабаритную многометровую строительно-дорожную машину.The use of such a strain gauge device as part of a multi-channel measuring system will not provide an effective technological process for the preparation and conduct of tests for metal structures. When installing a strain gauge device on a metal structure, the weather gauge is more significantly affected by climatic weather conditions, in particular: humidity, temperature drops, precipitation, in comparison with the prototype and, as a result, the quality of gluing the strain gauge on the metal structure under study deteriorates and, as a result, the quality of measurement . In addition, installation and quality control of the installation of the sensor on the metal structure, which in general is a large multi-meter road-building machine, are difficult.

Наиболее близким, принятым за прототип является полезная модель №101811 «Многоканальная тензометрическая система для статических или динамических испытаний», Заявка: 2010140385/28, 01.10.2010; опубл. 27.01.2011 Бюл. №3.The closest adopted for the prototype is the utility model No. 101811 "Multichannel tensometric system for static or dynamic testing", Application: 2010140385/28, 01/10/2010; publ. 01/27/2011 Bull. Number 3.

В отличие от полезной модели №76118 эта система содержит дополнительные тензодатчики, подключенные по полумостовой схеме к соответствующим каналам многоканальной измерительной системы и выполненные аналогично первому тензодатчику, и дополнительно содержит разъемы, посредством которых изолированные провода тензодатчиков соединены с многожильным кабелем. Каждый тензодатчик снабжен металлической пластиной, которая жестко, с помощью контактной сварки, закреплена на металлоконструкции, а рабочий тензорезистор наклеен на эту металлическую пластину, причем металлическая подложка компенсационного тензорезистора закреплена в корпусе соответствующего разъема, место спайки выводов решетки и изолированных проводов в каждом тензодатчике и металлические пластины, на которые наклеены рабочие тензорезисторы, гидроизолированы. В качестве многоканальной измерительной системы использован измерительный комплекс MIC-400, а металлическая подложка компенсационного тензорезистора закреплена в корпусе соответствующего разъема с помощью двухстороннего скотча, а для обеспечения гидроизоляции пластины покрыты слоем гидроизоляционного клея.Unlike utility model No. 76118, this system contains additional strain gauges connected in a half-bridge circuit to the corresponding channels of the multichannel measuring system and made similarly to the first strain gauge, and additionally contains connectors through which the insulated wires of the strain gauges are connected to the multicore cable. Each strain gauge is equipped with a metal plate, which is rigidly fixed by contact welding to metal structures, and the working strain gauge is glued to this metal plate, and the metal substrate of the compensation strain gauge is fixed in the housing of the corresponding connector, the place of soldering of the leads of the lattice and insulated wires in each strain gauge and metal plates on which working strain gages are glued are waterproofed. As a multi-channel measuring system, the MIC-400 measuring complex was used, and the metal substrate of the compensation strain gage is fixed in the housing of the corresponding connector using double-sided tape, and to ensure waterproofing the plates are covered with a layer of waterproofing glue.

Недостатком измерительных схем с использованием элементов тензометрии заключается в необходимости размещения измерительного тензометрического узла на вращающемся вале с последующим съемом полученной информации (контактным или неконтактным) способом, что связано с техническим трудностями и не позволяет обеспечить точность и постоянство при измерении необходимых параметров процесса.The disadvantage of measuring circuits using strain gauge elements is the need to place the measuring strain gauge assembly on a rotating shaft with subsequent collection of the received information (contact or non-contact) in a way that is associated with technical difficulties and does not allow for accuracy and consistency in the measurement of the necessary process parameters.

Задача полезной модели - оценить деформацию исследуемой детали - вала приводного двигателя, имеющего два выходных конца и подверженного деформации (скручиванию) в продольном сечении, повысить точность измерения при передаче крутящего момента от приводного двигателя к измельчаемому материалу по ветвям замкнутого контура, выполненных с кинематическим несоответствием относительно друг друга.The objective of the utility model is to evaluate the deformation of the investigated part — the shaft of the drive motor, which has two output ends and is subject to deformation (twisting) in the longitudinal section, to increase the measurement accuracy when transmitting torque from the drive motor to the crushed material along branches of a closed loop, made with kinematic mismatch with respect to each other.

Технический результат заключается в повышении эффективности оценки деформаций вала приводного двигателя путем измерения величины разности углов скручивания его концов для последующего определения мощности в замкнутом контуре мельницы динамического самоизмельчения без использования для этих целей тензодатчиков, тензорезисторов, соединительных многожильных кабелей и мостовых схем.The technical result consists in increasing the efficiency of evaluating the deformations of the drive motor shaft by measuring the difference in the angles of twisting of its ends for the subsequent determination of power in a closed loop of a dynamic self-grinding mill without using strain gauges, strain gauges, connecting multicore cables and bridge circuits for these purposes.

Задача решена следующим образом.The problem is solved as follows.

Стенд для измерения мощности в замкнутом контуре мельницы динамического самоизмельчения путем измерения разности углов скручивания концов вала приводного двигателя содержит раму, приводной двигатель, установочные пластины, соединительные кабели, разъемы, датчики угловых перемещений отличается тем, что верхний и нижний датчики угловых перемещений, смонтированные на раме и кронштейне с помощью винтовых соединений, жестко связаны с концами вала приводного двигателя, при этом передача и обработка сигнала о разности углов скручивания между этими концами производится с помощью электронно-вычислительного блока, определяющего величину этой разности.The stand for measuring power in a closed loop of a dynamic self-grinding mill by measuring the difference in the twisting angles of the ends of the drive motor shaft contains a frame, a drive motor, mounting plates, connecting cables, connectors, angular displacement sensors, characterized in that the upper and lower angular displacement sensors mounted on the frame and bracket using screw connections, are rigidly connected to the ends of the shaft of the drive motor, while transmitting and processing the signal about the difference in the angles of twist do these ends is performed using an electron-computing unit that determines the magnitude of this difference.

На фиг. 1, 2, 3, 4 и 5 представлен стенд для измерения мощности в замкнутом контуре мельницы динамического самоизмельчения путем замера разности углов скручивания концов вала приводного двигателя.In FIG. 1, 2, 3, 4, and 5 show a stand for measuring power in a closed loop of a dynamic self-grinding mill by measuring the difference in the angles of twist of the ends of the shaft of the drive motor.

Стенд для измерения мощности в замкнутом контуре мельницы динамического самоизмельчения, предназначенной для измельчения материала, содержит раму 1, на которой установлены с помощью болтовых соединений ось 4 и стойка 11. На оси 4 с помощью болтовых соединений смонтирован приводной двигатель 2, как на схеме (может быть бензиновый, дизельный, ветряной, паровой и др.).The stand for measuring power in a closed circuit of a dynamic self-grinding mill designed for grinding material contains a frame 1 on which an axis 4 and a rack 11 are mounted using bolted connections. A drive motor 2 is mounted on the axis 4 using bolted connections, as in the diagram (can be gasoline, diesel, windmill, steam, etc.).

На верхнем 5 и нижнем 6 конце вала приводного двигателя 2 жестко закреплены верхний 7 и нижний 8 ведущие шкивы привода чашеобразного ротора 3 и барабана 18. Верхний конец вала 5 э приводного двигателя 2 соединен с помощью верхней шпильки 22 с верхним датчиком угловых перемещений (энкодером) 17, присоединенного с помощью винтовых соединений 23 к раме 1. На оси 4 закреплен кронштейн 15, на котором смонтирован с помощью винтовых соединений нижний датчик угловых перемещений (энкодер) 16, соединенный с нижним концом вала 6 электродвигателя 2 с помощью нижней шпильки 21.On the upper 5 and lower 6 end of the shaft of the drive motor 2, the upper 7 and lower 8 drive driving pulleys of the bowl-shaped rotor 3 and the drum 18 are rigidly fixed. The upper end of the shaft 5 of the drive motor 2 is connected via the upper stud 22 to the upper angular displacement sensor (encoder) 17, connected by screw connections 23 to the frame 1. On the axis 4, a bracket 15 is mounted on which the lower angular displacement sensor (encoder) 16 is mounted with screws, connected to the lower end of the shaft 6 of the motor 2 using the lower studs 21.

Барабан 18 смонтирован на стойке 11 с помощью верхнего 26 и дополнительного 28 подшипникового узла, размещенного в кожухе 27. К нижней поверхности кожуха 27 присоединена с помощью болтовых соединений верхняя крышка 29, служащая для защиты от проникновения в подшипниковые узлы 26 и 28 пылеобразных частиц, образующихся в результате измельчения кусков материла в полости барабана 18. Ведомый шкив привода барабана 25 присоединен с помощью болтовых соединений к барабану 18, а кожух 27 закреплен с помощью болтовых соединений к нижней поверхности ведомого шкива привода барабана 25. На ведомом шкиве привода барабана 25 равномерно выполнены четыре отверстия 14, служащие для загрузки исходного материала в барабан 18.The drum 18 is mounted on the rack 11 using the upper 26 and an additional 28 bearing assembly located in the casing 27. To the lower surface of the casing 27 is bolted the upper cover 29, which serves to protect dust particles formed in the bearing assemblies 26 and 28 from forming as a result of grinding pieces of material in the cavity of the drum 18. The driven pulley of the drive of the drum 25 is bolted to the drum 18, and the casing 27 is bolted to the bottom surface of the driven bar willow drive drum 25. On the driven pulley of the drive drum 25 evenly made four holes 14, used to load the source material into the drum 18.

На нижней части стойки 11 с помощью нижнего подшипникового узла 13 и дистанционной втулки 19 смонтирован чашеобразный ротор 3. Для защиты нижнего подшипникового узла 13 от проникновения в него пылеобразных частиц, образующихся в результате измельчения загружаемых кусков исходного материала, на нижней части чашеобразного ротора 3 с помощью болтовых соединений смонтирована нижняя крышка 20, внутри которой установлен пыльник 10.A cup-shaped rotor 3 is mounted on the bottom of the strut 11 using the lower bearing assembly 13 and the spacer sleeve 19. To protect the lower bearing assembly 13 from penetration of dust-like particles resulting from grinding of the loaded pieces of the starting material, the lower part of the cup-shaped rotor 3 is mounted bolted connections mounted bottom cover 20, inside of which anther 10 is installed.

В нижней части барабана 18 выполнены выпускные отверстия 12, предназначенные для выпуска и аккумулирования достигшего оправленного размера частиц в приемном бункере 24.In the lower part of the drum 18, there are outlet openings 12 for discharging and accumulating a particle having reached a fixed size in the receiving hopper 24.

На внешней поверхности чашеобразного ротора 3 жестко закреплен ведомый шкив 9 привода чашеобразного ротора 3.On the outer surface of the bowl-shaped rotor 3, the driven pulley 9 of the drive of the bowl-shaped rotor 3 is rigidly fixed.

Чашеобразный ротор 3 с помощью перегородок 33 равномерно разделен на шесть секторов (фиг. 2).The cup-shaped rotor 3 with the help of partitions 33 is evenly divided into six sectors (Fig. 2).

На чашеобразном роторе 3 жестко закреплен ведомый шкив его привода 9.On the bowl-shaped rotor 3, the driven pulley of its drive 9 is rigidly fixed.

Кинематические передачи привода чашеобразного ротора (нижняя ветвь) и привода барабана (верхняя ветвь) выполнены таким образом, что они не равны между собой, т.е. i/_верх≠i_нижн. Это приведет к тому, крутящие моменты, подводимые к измельчаемому материалу по верхней и нижней ветви стенда для измерения мощности в замкнутом контуре мельницы динамического самоизмельчения, будут разными, что приведет к скручиванию вала приводного двигателя 2.The kinematic gears of the bowl-shaped rotor drive (lower branch) and the drum drive (upper branch) are made in such a way that they are not equal to each other, i.e. i / _top ≠ i _bottom. This will lead to the fact that the torques supplied to the crushed material along the upper and lower branches of the stand for measuring power in a closed loop of a dynamic self-grinding mill will be different, which will lead to twisting of the shaft of the drive motor 2.

Корпус 34 датчика угловых перемещений 17 (энкодера) жестко закреплен на установочной пластине 35, которая с помощью винтовых соединений 23 присоединена к раме 7(фиг. 3).The housing 34 of the angular displacement sensor 17 (encoder) is rigidly fixed to the mounting plate 35, which is screwed 23 connected to the frame 7 (Fig. 3).

Верхняя шпилька 22 нижним концом по резьбовой посадке жестко связана с верхним концом вала 5 электродвигателя 2, а своим верхним концом опирается через гайку и шайбу на втулку 38, смонтированную с помощью подшипникового узла 37 в корпусе верхнего датчика угловых перемещений 34. Это обеспечивает ее совместное вращение с определенной угловой скоростью при вращении вала электродвигателя 2 при его работе.The upper pin 22 with the lower end along the threaded fit is rigidly connected with the upper end of the shaft 5 of the motor 2, and its upper end is supported through the nut and washer on the sleeve 38 mounted using the bearing assembly 37 in the housing of the upper angular displacement sensor 34. This ensures its joint rotation with a certain angular velocity during rotation of the shaft of the electric motor 2 during its operation.

В прорези втулки 38 установлен диск 36 с делениями, каждое из которых однозначно определяет некоторый диапазон положений верхнего конца вала 5, и оптическое устройство 39 для считывания этих делений. Положение (угол поворота относительно некоторого исходного состояния) диска 36 кодируется путем чередования двух типов областей, отчетливо различимых при помощи специальных датчиков (для оптического энкодера это прозрачные и непрозрачные области). Диск абсолютного энкодера 36 разбивается на некоторое количество секторов (чаще всего, но не всегда, это количество является степенью двойки). Сектора разбиваются на концентрические дорожки, каждая из которых представляет один бит кодированного номера сектора (фиг. 4).A disk 36 with divisions is installed in the slot of the sleeve 38, each of which uniquely determines a certain range of positions of the upper end of the shaft 5, and an optical device 39 for reading these divisions. The position (angle of rotation relative to some initial state) of the disk 36 is encoded by alternating two types of areas that are clearly distinguishable using special sensors (for an optical encoder, these are transparent and opaque areas). The absolute encoder disk 36 is divided into a number of sectors (most often, but not always, this number is a power of two). Sectors are divided into concentric tracks, each of which represents one bit of the encoded sector number (Fig. 4).

Считывание делений диска 36 осуществляется с помощью датчика Холла 39, установленного внутри корпуса 34 и может производиться различными способами: механическими контактами (которые размыкаются лепестками на диске), оптическими датчиками (в этом случае диск состоит из чередующихся прозрачных и непрозрачных областей, если считывание производится на просвет, либо отражающих и неотражающих областей, если считывание производится в отраженном свете), магнитными датчиками (например, Холла), электромагнитными и т.п.The reading of the divisions of the disk 36 is carried out using the Hall sensor 39 installed inside the housing 34 and can be produced in various ways: mechanical contacts (which open with petals on the disk), optical sensors (in this case, the disk consists of alternating transparent and opaque areas, if the reading is performed on clearance, or reflecting and non-reflecting areas, if the reading is carried out in reflected light), magnetic sensors (for example, Hall), electromagnetic, etc.

Аналогично обеспечивается соединение нижнего датчика угловых перемещений 16, смонтированного на кронштейне 15, который закреплен на оси 4. При этом нижний датчик угловых перемещений 16 соединен с нижним концом вала 6 электродвигателя 2 с помощью нижней шпильки 21.Similarly, the connection of the lower sensor of angular displacements 16 mounted on the bracket 15, which is mounted on the axis 4. The lower sensor of angular displacements 16 is connected to the lower end of the shaft 6 of the motor 2 using the lower stud 21.

Верхний 17 и нижний 16 датчики соединены с помощью кабеля с электронно-вычислительным блоком 30(К522). Запитывание электронно-вычислительного блока 30 осуществляется от блока питания (БП) 22 с помощью кабелей.The upper 17 and lower 16 sensors are connected via cable to the electronic computing unit 30 (K522). The power supply of the electronic computing unit 30 is carried out from the power supply unit (PSU) 22 using cables.

Электронно-вычислительный блок 30 связан с помощью кабелей с ЭВМ-32, на экран которой выводятся замеряемые параметры процесса.The electronic computing unit 30 is connected via cables to a computer-32, on the screen of which the measured process parameters are displayed.

В электронно-вычислительном блоке 30 (К522) с помощью специальной программы производится одновременное фиксирование мгновенного числа оборотов верхнего 5 нижнего 6 конца вала приводного двигателя 2 при передаче разных по величине крутящих моментов по нижней и верхней ветвям замкнутого контура мельницы динамического самоизмельчения. Это приводит к тому, что верхний 5 и нижний 6 концы вала приводного двигателя 2 при схеме передачи крутящего момента (М_бар и М_рот от приводного двигателя 2 к чашеобразному ротору 3 и барабану 18, когда передаточные отношения не равны между собой, будут совершать разное число оборотов за фиксированный период времени (фиг. 5).In the electronic computing unit 30 (K522), with the help of a special program, the instantaneous speed of the upper 5 lower 6th shaft end of the drive motor 2 is simultaneously recorded while transmitting different torques along the lower and upper branches of the closed loop of the dynamic self-grinding mill. This leads to the fact that the upper 5 and lower 6 ends of the shaft of the drive motor 2 when the torque transmission scheme (M _bar and M _mouth from the drive motor 2 to the bowl-shaped rotor 3 and the drum 18, when the gear ratios are not equal to each other, will do different the number of revolutions for a fixed period of time (Fig. 5).

Это приведет к неодинаковой величине скручивания верхнего 5 и нижнего 6 конца вала приводного двигателя 2 относительно первоначального (исходного) положения (фиг. 5). Разность углов скручивания концов вала электродвигателя Δϕ будет определять мгновенную мощность, возникающую в замкнутом контуре машины - N_зк.This will lead to a different amount of twisting of the upper 5 and lower 6 end of the shaft of the drive motor 2 relative to the initial (initial) position (Fig. 5). The difference in the twisting angles of the ends of the motor shaft Δϕ will determine the instantaneous power that occurs in the closed circuit of the machine - N _sk .

На дисплей электронно-вычислительного блока 30 выводится информация о направлении счета первого (нижнего) 16 и второго (верхнего) 17 датчиков угловых перемещений, количество подсчитанных импульсов, разность показаний углов скручивания концов вала электродвигателя Δϕ, число оборотов двигателя - n_дв The display of the electronic computing unit 30 displays information about the counting direction of the first (lower) 16 and second (upper) 17 angular displacement sensors, the number of counted pulses, the difference in the readings of the angles of twist of the ends of the motor shaft Δϕ, the engine speed is n _dv

В этот же период производится фиксирование силы тока I_i и напряжения U_i. Зафиксированные результаты измерения выводятся на экран ЭВМ 32. In the same period, the current I is fixed_i and voltage U_i. The recorded measurement results are displayed on the computer screen 32.

На стенде для измерения мощности в замкнутом контуре для измерения мощности в замкнутом контуре мельницы динамического самоизмельчения используется методика косвенного измерения мощности, основанная на вычислении выражения:At the stand for measuring power in a closed loop for measuring power in a closed loop of a dynamic self-grinding mill, an indirect power measurement technique is used, based on the calculation of the expression:

N_зк=Mi⋅kmap⋅ωI,N _zk = Mi⋅kmap⋅ωI,

где k_тар - коэффициент тарировки вала электродвигателя, связывающий истинный крутящий момент и момент от скручивания концов вала 5 и 6 приводного двигателя 2 в i-й момент времени;where k _tar is the calibration coefficient of the motor shaft, connecting the true torque and the moment from the twisting of the ends of the shaft 5 and 6 of the drive motor 2 at the i-th point in time;

M_i - крутящий момент, необходимый для скручивания вала приводного двигателя на определенную величину, определяемую разностью скручивание верхнего и нижнего конца;M _i - the torque required for twisting the shaft of the drive motor by a certain amount, determined by the difference between the twisting of the upper and lower ends;

ω_i - угловая скорость вала приводного двигателя 2 в i-й момент времени.ω _i - the angular velocity of the shaft of the drive motor 2 at the i-th point in time.

Разностью углов скручивания верхнего 5 и нижнего 6 концов вала приводного двигателя Δϕ вычисляется в электронно-вычислительном блоке 30 (К522), как разность показаний датчиков 16 и 17 между углами поворота нижнего 5 верхнего и 6 концов вала приводного двигателя 2.The difference in the torsion angles of the upper 5 and lower 6 ends of the drive motor shaft Δϕ is calculated in the electronic computing unit 30 (K522) as the difference in the readings of the sensors 16 and 17 between the rotation angles of the lower 5 of the upper and 6 ends of the shaft of the drive motor 2.

Стенд для измерения мощности в замкнутом контуре мельницы динамического самоизмельчения работает следующим образом.A stand for measuring power in a closed loop of a dynamic self-grinding mill operates as follows.

Первоначально исходный материал загружается через отверстия 14 в барабан 18. После этого включают блок питания 31, электронно-вычислительный блок 30 и ЭВМ 31, на экран которой выводятся показания угловых скоростей нижнего 16 и верхнего 17 датчиков угловых перемещений, силы тока I_i напряжения U_i, и мощности замкнутого контура N_3кi, которая будет определяться разностью углов скручивания концов вала электродвигателя - Δϕ=ϕ_нижн-ϕ_верх), полученной в результате производства необходимых вычислений.Initially, the source material is loaded through the holes 14 into the drum 18. After that, a power supply unit 31, an electronic computing unit 30 and a computer 31 are turned on, the screen of which displays the angular velocities of the lower 16 and upper 17 angular displacement sensors, current strength I _{i of} voltage U _i , and the closed loop power N _3кi , which will be determined by the difference in the twisting angles of the ends of the motor shaft - Δϕ = ϕ _bottom -ϕ _top ), obtained as a result of the necessary calculations.

После этого включают приводного двигатель 2, от которого его крутящий момент через ведущие шкивы 7 и 8, ведомые шкивы 9 и 25 передается соответственно на чашеобразный ротор 3 и барабан 18.After that, the driving motor 2 is turned on, from which its torque is transmitted through the driving pulleys 7 and 8, the driven pulleys 9 and 25, respectively, to the bowl-shaped rotor 3 and drum 18.

При включении приводного двигателя 2 куски измельчаемого материала, находящиеся в полости чашеобразного ротора 3, начинают перемещаться к ее периферии под действием центробежной силы, одновременно прижимаясь к радиальным перегородкам 33, и, попав в активную зону, измельчаются за счет ударов, скалывания и истирания. Частицы материала, соразмерные с размерами боковых отверстий 12, выполненных в боковой стенке барабана 18, выводятся за счет центробежной силы через эти отверстия, и попадает в приемный бункер 24. Частицы материала крупнее размеров отверстий 12 в боковой поверхности барабан 18 совершают в нем движение по восходящей винтовой линии и далее вместе с исходным кусковым материалом и частично измельченным ранее опускаются в рабочую зону полости чашеобразного ротора 3. При этом из-за разных передаточных отношений нижней и верхней ветвей замкнутого контура происходит накопление и отставание за каждый оборот их угловых скоростей. Ввиду этого отставания формируется кинематическое несоответствие вращения барабана 18 и чашеобразного ротора 3. Из-за кинематического несоответствия появляется возможность использовать для разрушения кусков и частиц так называемую «циркулирующую» мощность, возникающую в замкнутом контуре стенда для измерения мощности в замкнутом контуре мельницы динамического самоизмельчения.When the drive motor 2 is turned on, pieces of the material to be crushed located in the cavity of the bowl-shaped rotor 3 begin to move to its periphery under the action of centrifugal force, while being pressed against the radial partitions 33, and, having fallen into the active zone, are crushed by impacts, chipping, and abrasion. Particles of material commensurate with the dimensions of the side holes 12 made in the side wall of the drum 18 are discharged by centrifugal force through these holes and enter the receiving hopper 24. Particles of material larger than the size of the holes 12 in the side surface of the drum 18 move in ascending direction the helical line and then, together with the original lump material and partially crushed earlier, are lowered into the working zone of the cavity of the bowl-shaped rotor 3. Moreover, due to different gear ratios of the lower and upper branches of the closed to ntura accumulation and the backlog for each revolution of the angular velocities. Due to this lag, a kinematic discrepancy is formed between the rotation of the drum 18 and the bowl-shaped rotor 3. Due to the kinematic discrepancy, it becomes possible to use the so-called "circulating" power that occurs in the closed loop of the stand for measuring power in the closed loop of a dynamic self-grinding mill for breaking pieces and particles.

При этом мощность в замкнутом контуре стенда будет превышать мощность на валу приводного двигателя 2, что приводит к возникновению дополнительного напряжения в кусках материала, попавшего в зону контакта восходящих частиц, находящихся в чашеобразном роторе 3, и других, опускающихся вниз под действием собственного веса к границе соприкосновения их с рабочей поверхностью чашеобразного ротора 3. Этим обеспечивается измельчение соприкасающихся кусков материала с повышенным контактным напряжением при интенсивном их перемешивании.In this case, the power in the closed loop of the stand will exceed the power on the shaft of the drive motor 2, which leads to additional stress in pieces of material falling into the contact zone of the ascending particles located in the bowl-shaped rotor 3, and others falling down under the influence of their own weight to the boundary their contact with the working surface of the bowl-shaped rotor 3. This ensures the grinding of adjacent pieces of material with increased contact stress with intensive mixing.

После этого цикла процесс повторяется в такой же последовательности. Далее рабочий процесс многократно повторяется до достижения требуемой степени измельчения, вывода и аккумулирования в приемном бункере 24 измельченного материала, через боковые отверстия 12, выполненные в чашеобразном роторе 3.After this cycle, the process repeats in the same sequence. Next, the workflow is repeated many times until the desired degree of grinding, output and accumulation in the receiving hopper 24 of the crushed material, through the side holes 12 made in the bowl-shaped rotor 3.

При этом электронно-вычислительный блок 30 постоянно обеспечивает съем информации, полученной в результате происходящего процесса измельчения и его передачу на экран ЭВМ 32.At the same time, the electronic computing unit 30 constantly ensures the collection of information obtained as a result of the ongoing grinding process and its transmission to the computer screen 32.

Таким образом, за счет технических особенностей объекта исследования, использования современных датчиков угловых перемещений (энкодеров), смонтированных на неподвижной раме, упрощается снятие сигнала исследуемых параметров процесса и повышается достоверность результатов измерения мощности в замкнутом контуре мельницы динамического самоизмельчения путем измерения разности углов скручивания концов вала приводного двигателя - Δϕ.Thus, due to the technical features of the object of study, the use of modern sensors of angular displacements (encoders) mounted on a fixed frame, the signal of the studied process parameters is simplified and the reliability of the results of measuring power in a closed loop of a dynamic self-grinding mill by measuring the difference in the twisting angles of the ends of the drive shaft increases engine - Δϕ.

Claims

A stand for measuring power in a closed loop of a dynamic self-grinding mill by measuring the difference in the twisting angles of the ends of the drive motor shaft, comprising a frame, a drive motor, mounting plates, connecting cables, connectors, angular displacement sensors, characterized in that the upper and lower angular displacement sensors are mounted on the frame and bracket using screw connections, are rigidly connected to the ends of the shaft of the drive motor, while the transmission and processing of the signal about the difference in angles is twisted The between these ends is performed using an electronic computing unit that determines the magnitude of this difference.