通过球磨机振动法来监测其运行

导读:作者还研究了从一台工业生产球磨机上获取振动信息的技术；通过在轴承上安装三个振动传感器（石英压电式，方向是在传动轴的纵向、横向和垂直方向）来检测球磨机的运行状态；作者对测定得到的数据使用专门的软件进行处理，作主成分分析、潜结构投影分析，并结合测定的其它变量，如处理量、磨矿浓度、功耗、入料温度、排料温度等，对磨机工作状态作出全面的判断，得到的结果表明振动状态是磨机工作状况的重要相关关量。

通过球磨机振动法来监测其运行 所有的机械设备都有自己的质量和弹性，因此运转过程中能产生振动。

振动信号诊断技术已经被广泛用于设备运行情况的监测。

球磨机运转时，研磨体（钢球等）和物料偏于磨机的一侧，并不断地滚动、滑动和下落，冲击研磨物料；磨机的转动部分 处于严重的不平稳状态，造成不平衡的离心力，使磨机系统振动在。

在磨机转速不变时其振动强度与介质和物料的多少有关，若介质充填量正常，则检测出磨机的振动强度就可间接反映出磨机中物料负荷的情况。

磨机振动强度的检测，实质上是测量磨机系统振动的加速度。

球磨机筒体振动通过刚体传递到轴承座，只需将传感器安装在轴承座上即可检测其振动。

磨机物料负荷大（磨机内物料多），由于物料的衬垫阻尼作用，磨机振动小，加速度小，传感器输出小；反之，加速度大，传感器输出大。

传感器输出与球磨机的振动加速度成正比，与磨机物料负荷成反比关系。

1986年，山东建材学院根据压电陶瓷的性质即当压电陶瓷几何尺寸一定时，其输出电压与磨机的振动加速度成正比的原理，研制出了YTC振动压电陶瓷传感器；由于这种传感器安装在磨机机座上，克服了信号的干扰，同时它又是利用压电陶瓷元件测量振动加速度的原理设计的，因此灵敏度高。

由压电陶瓷与DBZ型振动变送器再配以DTL-121调节器组成的磨机负荷自动调节系统，经现场调试取得了良好的效果。

曾义在这方面作了大量的工作，分别对实验室规模球磨机和工业规模球磨机的振动信号进行了研究。

在实验室条件下，作者在Φ300×300mm球磨机上用白云石进行了湿式磨矿试验。

作者对功率频谱用相关分析进行处理，确定了频率带与磨矿操作参数之间的非零关系；用回归分析确定了主频带描述操作参数的变化情况。

作者经过分析，发现磨矿操作参数都与许多频率带之间存在着很强的相关关系。

作者还研究了从一台工业生产球磨机上获取振动信息的技术；通过在轴承上安装三个振动传感器（石英压电式，方向是在传动轴的纵向、横向和垂直方向）来检测球磨机的运行状态；作者对测定得到的数据使用专门的软件进行处理，作主成分分析、潜结构投影分析，并结合测定的其它变量，如处理量、磨矿浓度、功耗、入料温度、排料温度等，对磨机工作状态作出全面的判断，得到的结果表明振动状态是磨机工作状况的重要相关关量。

振动法检测信息的灵敏度比较高，能随时显示球磨机内部物料量变化。

这对检测球磨机内部物料量非常有利，而且不受周围噪声源影响，传感器密封性好，能有效防水、防尘，因而可适应选矿厂的恶劣工作环境。

但是当电网电压特别是电网频率发生变化时，磨机转速的微小波动，或者磨机内研磨体的损耗等的影响都会使物料负荷控制点产生漂移，影响检测和控制质量；这种检测方法实际上检测出的也是球磨机内部料球比的变化，而不能检测出介质充填率和磨矿浓度。

由此看来，通过球磨机振动法来监测运行也是一个不错的选择，但根据上面的说法，有时则会产生误差。

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球磨机料位测量的现状三

球磨机料位测量的现状三 7、示踪原子法 国外曾经进行过这种方法的研究。

其主要原理是利用示踪原子来确定煤在球磨机中的滞留时间，从而计算出煤滞留在球磨机中的量。

但这种方法由于精确度不高，实施困难而未能在实际中得到应用。

8、电流法 电流法又称功率法，其依据的原理是，随着球磨机负荷从零开始逐渐上升，磨电流首先稳定增加，到达某一极值点后，随着负荷的继续上升，磨筒的重心向中心转移，转动力矩减少，球磨机的耗电功率下降，电流也相应下降。

但球磨机从空磨到满磨，球磨机电流变化范围小，且受其它因素影响，导致单一采用电流法难以准确反映载煤量。

9、轴振法 轴振法是通过分析球磨机礊振动的信号从而提取料位信息的方法。

钢球与衙壁相碰所产生的振动信号与球磨机的料位高低有直接关系，且与其它因素造成的振动信号分量在频率分布上有所不同。

只要对采集的振动信号进行频谱分析，即可取与料位相关的有用信息，为料位的测量提供重要参数。

球磨机振动的频谱特性包括三个部分：轴振位移频谱特性、轴振加速度频谱特性和轴振速度频谱特性。

在球磨机负荷变化时，轴振位移频谱特性始终保持不变，而轴振垂直分量的加速度频谱特性比其速度频谱特性反应更灵敏。

轴振法的优点是，振动信号测取方便，反映存煤变化的动态灵敏度高，纯延迟小。

但在多年的实际使用过程中，也发现了它的不足之处，在球磨机保持负荷较高的工况下，料位发生变化时，振动信号随之的变化响应过于微弱，影响料位测量结果的准确性。

因而光靠轴振法难以指导球磨机长期稳定地工作在高负荷的运行优化区。

10、基于神经网络的软测量法 由于单因素测量球磨机料位的局限性，一些学者开始尝试采用智能化的方法进行多传感器数据融合，实现筒内煤位的软测量，其中大多采用了神经网络的方法，把能够反映料位的因素联合起来考虑，作为神经网络的输入。

神经网络采用了“黑箱”式结构，避免了对球磨机复杂的内部机理进行数学建模，可以直接通过输入和输出样本进行训练，获得其中的非线性关系，从而获得球磨机的料位值。

但是，神经网络的学习需要大量的输入输出样本，大量输出样本的获得始终是一个难点。

基于RBF神经网络的球磨机负荷的软测量的方法中，输出样本是直接通过振动信号来获得，具有局限性。

因为振动信号和球磨机料位之间在高负荷时具有强非线性关系，此时的振动信号甚至会反映不出筒内煤位的变化。

即使采用试验的方法获得输出样本的数据，其数量也是有限的，并不能满足神经网络学习的要求。

11、料位测量技术的发展趋势 如前所述，料位的测量方法虽然很多，但各种方法的缺点造成其应用的局限性，单纯的胱氨酸用一种信号以实现料位的精确测量。

而且料位的测量模型并不是一成不变的，在实际的运行过程中，煤质、煤种、钢球装载量的变化都会使测量模型参数发生漂移。

因此，球磨机料位监测技术的发展趋势应是多因素联合监测、数据融合，运用软测量技术建立料位的数学模型，实现料位的准确测量。

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我国煤炭工业制砂设备技术-振动测试系统

一、煤矿机械状态监测与诊断的必要性     近年来，我国煤炭工业技术面貌有了很大的变化，国有煤矿的采煤机械化程度大幅度提高，矿井生产高度集中，这就要求设备可用率(无故障运行率)和设备运行可靠性提高。

制砂洗砂机 制砂选粉机特别对于一矿一面高度集约化生产的矿井，某一环节设备的停机就意味着全矿停产。

因此，保证采煤机械处于正常工作状态，及时发现问题，消除事故隐患，移动制砂机 小型搅拌球磨机防止停机事故发生，使简单维修不占用生产时间等显得格外重要。

煤矿机械状态监测与诊断是使设备发挥正常使用性能的关键。

   在采煤工作面使用的采煤机械设备，工作环境比较恶劣．黑暗、潮湿、煤尘粉尘大；采煤机届低速、重载行走设备，工作时伴随着高强度的冲击和振动；并下空间狭窄，不但机械磨损部分的维修和更换较地面团难和费时，而且监测仪器和传感器安装困难，制砂用洗砂机 制砂用洗砂机必须是防爆的或是本质安全型的。

以上条件使采煤机的监测变得十分困难，优质制砂机 行星式高能球磨机监测仪器的研制也较其他行业因难得多，简单地把地面设备的监测手段引入到井下采矿机械中去是行不通的。

因此，一些国家大力发展和推广使用煤矿机械的状态监测和诊断技术。

二、振动测试系统 （1）振动测试的类型和测试系统 1.工程中所进行的振动测试工作主要有下列两类：     ①测量振动物体上某点的振动。

如测定振动的位移、最新制砂机 碎石制沙机 速度或加速度的峰值、有效值、振动的频谱及其能量分布、各振动分量间的相位关系等。

    ②进行结构或部件的动态特性分析。

如确定结构或部件的各阶固有频率、第三代制沙机阻尼、刚度等参数以及分析其各阶振型等。

    当机器发生故障时，在敏感点的振动参数的峰值、有效值往往有明显的变化，或者出现新的振动分且。

因此对机器进行故障诊断时，通常是在故障敏感点进行第一类振动测量。

但是，当机器有故障时，往往产生新的激励，如果激励是一种脉冲，则其包含的频率成分是十分丰富的。

机器或其部件对此激励的响应主要是以其各阶固有频率所做的振动。

显然，不同的部件其固捆率是不同的。

因此，如要寻找或判断故障源就需要进行第二类振动测量。

2.测量物体上某点振动的系统     工作原理是：将传感器安装在测振点上，通过传感器将机械振动转换为电信号，若传感器的输出阻抗很大(压电式加速度计)，则在传感器之后接一前置放大器．鹅卵石制沙机 高效制沙机起阻抗变换及信号放大作用，然后将信号输入测振放大器(功率放大器)，将信号进一步放大，并将信号进行微分或积分变换，得到所需的具有一定功率的信号(位移、速度和加速度信号)。

接着将此信号输入信号分析仪进行信号处理，可得到所需各种信息；最后对信号分析结果进行记录、显示和打印。

    目前在工程中还广泛地应用下述测试系统：在测试现场于功率放大器后面接上磁带记录仪，把振动情号记录到磁带上。

事后，在实验室内将磁带记录仪与信号分析仪、显示仪、河卵石制沙机 矿石制沙机记录仪等仪器相连，也可将振动信号经模数转换后输入计算机进行分析研究。

    采用磁带记录仪的好处：     ①可将振动情号保存起来，在需要时可以随时复现；     ⑦当振动测试的现场环境比较恶劣，不适于信号分析仪等精密仪器工作时，通过磁带记录仪可在实验室内对振动信号进行分析研究；     ②对于没有信号分析仪、计算机的单位，石料制沙机 石头制沙机可通过磁带记录仪到其他单位分析研究。

3.对结构或部件进行动态性分析的测试系统     工作原理：由信号发生器发出激励信号，经功率放大器放大后去控制激振器，使其产生某种规律变化的激振力，系统在此力作用下受迫振动。

由测振传感器将机械振动转换为电量变化，经放大、循环式球磨机 粘土制砂机滤波等电路后与激振信号—”起输入信号分析仪进行各项分析，即可得到所需的信息；然后用显示、记录仪器将试验结果显示或记录下来。

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