导读:虽然引起轴承振动的原因很复杂，除去钢球的冲击外，还包括传动系统的振动，各部分转换惯量不对称引起的振动，安装误差引起的振动等多种因素，但这些因素引起的机械振动都有特定的固有频率，其频谱特性不会随筒内料的变化而改变，并且这些机械振动的频率都集中在1kHz以下的低面对，对使用球磨机轴承振动信号反映料位的准确性不会产生干扰。
概述球磨机的振动特性 由球磨机的工作原理我们可以知道，球磨机运行时，钢球、煤块与护甲之间，钢球之间，钢球与煤块之间产生的撞击造成球磨机的振动。
钢球的一部分能量被原煤所吸收，实现原煤的破碎和研磨过程，另一部分能量消耗在钢球之间的碰撞摩擦以及钢球与护甲的碰撞摩擦，这一部分能量的释放导致了滚筒的振动，并沿着筒体和轴承座传播开来，并引起球磨机轴承的振动。
球磨机料位-振动功率特性关系如下图所示。
图中曲线1是球磨机的总功率曲线，空载时料位为零，功率约为最大功率的90%。
随着料位的升高，总功率先升高后降低，满磨时接近于零；曲线2反映的是碰撞功率，为球磨机的无效功率，它与钢球损耗、振动、噪声的大小成正比；曲线3反映的是磨煤功率，为有效功率，与磨出力近似成正比关系。
球磨机总功率是无效功率与有效功率之和。
从图中我们可以看出振动碰撞功率（曲线2）与料位之间基本呈线性关系。
因此，从理论上可以认为对同一台球磨机而言，球磨机正常运行时，若振动功率越小，说明球磨机存煤量越多，对应料位越高；反之则说明存煤量越少，对应料位越低，这一规律为利用振动能量进行料位检测提供了依据。
球磨机料位—振动功率特性曲线 对于采用振动法进行料位检测而言，目前常用的方法是在球磨机的前、后轴承座安装振动传感器来采集振动信号。
但由于轴承座振动冲击传递途径长、环节多，再加上筒体本身质量大等原因，在轴承座采集到的振动数据只能间接地反映滚筒内的碰撞情况。
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而筒体上的振动测点，大大减少了滚筒内钢球与煤块、钢球与钢球及钢球与筒壁之间碰撞振动冲击的传播途径，因此比传统的安装在球磨机前、后轴承座测点采集到的数据更能敏感地反映滚筒内钢球与煤块、钢球与钢球及钢球与筒壁之间的撞击情况，该振动数据更能准确地反映料位信息。
因此，我们这里引入筒体振动信号作为表征球磨机料位的一个重要特征参数。
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表达振动信号特性的基本参数是位移、速度、加速度，这三者幅值之间的关系与频率有关，在低频振动场合，速度比较明显；而在高频振动场合速度幅值较大，并且加速度测量适合的范围也比较广。
鉴于所研究的球磨机系统的实际情况，选择加速度为测量的振动参数，选取筒体振动能量的有效值来表征料位，相关过程及结论可见课题组的相关研究成果。
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球磨机振动信号的结构概况 郑州在这里祝大家新年快乐，今天我们来给大家介绍一下球磨机振动信号的结构概况。
1、介绍整个球磨机负荷检测的背景及发展现状，以及球磨机振动信号采集传输硬件系统的研究现状，并对工作和论文结构进行了介绍。
2、阐述球磨机负荷检测系统的总体设计思想，从总体上描述球磨机振动信号采集与无线传输硬件系统的各部分功能和结构，并对硬件系统中所用器件的选型方法进行了详细介绍，最后详述了系统的抗干扰设计。
3、介绍振动信号采集与无线传输系统的硬件系统的设计与开发，分节对硬件系统的各个子模块的开发进行描述。
4、描述与底层软件紧密相关的软件系统的工作。
因为硬件系统的工作离不开软件系统的支持，所以在做硬件开发时，离不开与之配套的软件程序，该章对硬件系统中所涉及到的软件程序进行了介绍。
5、对球磨机振动信号的采集与无线传输装置的功能进行实验验证，并对结构进行了分析。
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球磨机的振动信号特性 球磨机轴承振动的能量来源于电动机。
电动机先通过一系列传动装置，克服一定的摩擦将能量传递给球磨机滚筒。
筒内波浪型衬板再将大部分能量传递给钢球。
当筒内有煤料时，落下的钢球与煤料层、其它钢球、衬板以及筒壁发生碰撞。
钢球的一部分能量被煤料层吸收，实现煤的破碎和碾磨过程；钢球的另一部分能量消耗在钢球之间的碰撞摩擦以及钢球与衬板的碰撞摩擦，这一部分的能量释放导致了滚筒的振动，并沿着筒体和轴承传播开来，最终引起了球磨机的轴承的振动。
振动信号由安装在球磨机前后轴承上的加速度传感器获得，加速度值被传感器转换成连续的电压信号，电压信号再经模数转换后得到时间上离散的数字量，再对数字量进行快速傅里叶变换，则可以提取原始信号中特征频段的能量。
虽然引起轴承振动的原因很复杂，除去钢球的冲击外，还包括传动系统的振动，各部分转换惯量不对称引起的振动，安装误差引起的振动等多种因素，但这些因素引起的机械振动都有特定的固有频率，其频谱特性不会随筒内料的变化而改变，并且这些机械振动的频率都集中在1kHz以下的低面对，对使用球磨机轴承振动信号反映料位的准确性不会产生干扰。
经试验论证，反映料位变化的特征频段主要集中在7kHz~8kHz，因此，用该特征频段的谱密度来表征球磨机料位的变化更加灵敏准确。
球磨机轴承振动功率与料位之间的关系基本为弱非线性关系，料位增加时相应的振动特征量变化率绝对值将逐渐减少。
单纯依靠轴承振动信号对料位进行测量的难点在于，在较高料位区域，振动能量反映料位变化的灵敏度较低，而需要指导球磨机长期运行所处于的优化区也属于这个振动不灵敏区域。
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因而，料位计算结果的可靠度降低，难以有效指导球磨机的优化运行。
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