一、球磨机的结构特点

      球磨机是粉磨工艺中最主要的设备,在我国陶瓷行业,球磨机被大量使用,是物料粉碎不可缺少的主要生产设备。球磨机一般功率都较大,工作效率又很低,因而成 为球磨行业最大的耗电设备。对球磨机进行节能改造,对于我国建设节约型社会,减少环境污染具有重大的经济和社会意义.

      球磨机一般由筒体、衬板、给料器、排料器、空中轴、轴承、传动装置和润滑系统组成。

      筒体:圆形筒体由若干块儿厚度为十二到十五毫米的钢板焊接而成。其两端焊接有法兰盘,以便与铸钢的给料端盖、排料端盖连接,筒内装有可以更换的衬板,为了使衬板与筒体内壁紧孔,入孔多为矩形,长度一般为350到550mm。


给料部:由带有中空轴颈的端盖联合给料器,扇形衬板和轴颈内套等部件组成,中空轴颈内套可防止给料磨损轴颈内表面,内套的内表面带有螺旋,有助于给料,给料器用螺栓固定在内套的端部,一般使用联合式给料器,其次是鼓式给料器和涡式给料器等。

      排料器:由带有中空轴颈的端盖,格子衬板,衬块,中心衬板,和轴颈内套等零件组成,在端盖内壁上铸有八条放射性筋条,相当于隔板,每两根筋条之间有格子衬 板,用衬块挤压固定,衬块则由螺钉穿过壁上的筋条固紧在端盖上,自中心部分,利用中心衬板的止口拖住所有格子衬板,中空轴颈的内套在排料格子的一端制成喇 叭形叶片,以引导隔板淘起的矿浆顺着叶片流出,整个排料部位和给料部位都一样紧固在筒体法兰盘上。

驱动部分:球磨机属于低速重载设备,装载量大起动力矩也很大,一般需要加载液力耦合器来完成传动系统的起动和调速。



二、球磨机的种类及工作原理

       中源球磨机变频器,球磨机主要用于选矿、陶瓷、化工、水泥、玻璃、耐火材料等行业。球磨机分为干、湿两种,干式用于耐火材料、水泥、化肥、玻璃行业;湿式用于选矿、陶瓷、化工行业。湿式球磨机是将物料渗水进行湿磨,干式球磨机则不允许渗水,应进行干磨。

       物料由进料装置进入球磨仓内,该仓内有阶梯衬板或波纹衬板,内装不同规格研磨机,为使球磨机仓内物料与研磨球均匀分布,避免因偏重引起球磨机起动困难,进 料时需起动辅机,该过程也称甩磨,甩磨又分辅机甩磨或直接起动甩磨。待物料均匀分布在仓内后,筒体转动产生离心力将研磨球带到一定高度后抛下,对物料产生 重击和研磨作用。合格的物料通过卸载通过卸料装置排出,完成球磨作业。

三、改造前球磨机系统存在问题,中源动力球磨机专用变频器

变频球磨机

起动方式

工艺研磨速度

起动电流特点

对电网影响

生产成本

生产效率

软起动

研磨速度可以根据物料不同,进行无级调节,能实现节能运行

起动电流一般为1.5-1.8倍额定电流

机械电网冲击小,对电网冲击小

较老式节能10%—20%;对变压器容量基本不需要高配

解决过度研磨问题,生产效率提高10—15%左右



目前球磨机起动存在的问题:

A、球磨机现有起动方式和控制式不节电。

B、现有的球磨机重载起动时,电动机起动电流可达到额定电流的六至十倍以上。造成电网电压 波动。电网电压拉低严重时会引起其他用电设备跳闸和故障,影响正常生产。电气设备维护相当麻烦,碳刷、滑环、滚珠拔叉及接触器动静触头几乎每隔一段周期就 要进行维护或更换,特别对企业的变压设备损害较大。

C、原起动方式起动球磨机时所受的冲击力很大,球磨机轴承和波箱齿轮容易损坏,维护费用大。

D、普遍采用三相交流电动机—液力耦合器—齿轮减速器—皮带轮减速器。由于球磨机属恒转矩负载,在用液力耦合器调速时,其调速效率等于调速比,有很大一部分能量在液力耦合器中被浪费掉。

E、大型液力耦合器用于电机的起动,由于液力耦合器本身的技术缺陷,现在多用变频调速技术代替。


四、根据研磨机和物料的抛物运动合理调节转速达到最佳研磨效果

    球磨机一般以固定转速运行,筒体的转速是由皮带轮或齿轮减速机构(也有用液力耦合器)决定。球磨机的转速直接影响到钢球和物料的运动状况及物料的研磨过程,在不同转速下,筒体内的钢球和物料的运动状况如下图所示:

图(a)斜落式运动:当转速较低时,钢球和物料随筒体内壁上升,当钢球和物料的倾角等于或大于自然角时,沿斜面滑下,不能形成足够的落差,钢球对物料的研磨作用很小,球磨机的效率很低。

图(b)抛物式运动:当筒体的转速处于图a、图c之间的某一转速时,钢球被带到一定的高度后沿抛物线落下,对筒物料的撞击作用最大,研磨效率最高,此时的转速称为最佳工作转速。

图(c)离心式运动:如果筒体的转速很高,由于离心力的作用,以致使物料和钢球不再脱离筒壁,而随其一同旋转,这时钢球对物料已无撞击作用,研磨效率则更低。这种状态的最低转速称为临界转速。

实际运行表明,球磨机在刚投物料运转时,物料是不同规则、不同形状的,在此形状下,球磨机 以工频50Hz运转,但经过一段时间的研磨,物料的形状被粉碎,填充到研磨体的空隙内。中源动力变频器结合球磨机工作转速的经验计算公式,并合理的根据研 磨效率(如果不合理的降低球磨体的运转速度,不仅达不到研磨效果,反而适得其反)。因此合理的根据研磨介质与物料力度之间的关系调整筒体运转速度能有效的 提高球磨机工作效率。


五、变频器选型,中源动力球磨机专用变频器选型

对变频器的选型应根据负荷的性质和要求来定。因球磨机属于低速重载设备,装载量大、起动力矩也很大、负载特性是恒转矩类、机械特性强硬、动态特性要求高。中源动力电气技术有限公司针对球磨机行业上述特点开发了A900-QM系列专用变频器。

中源球磨机专用变频器特点:

1、变频器在低速时具备大扭矩输出能力,带载能力强,低速时(0.5Hz)能超过150%的电机额定转矩,确保电机能在重载情况下实现平滑软起动。

2、采用球磨机专用控制模式,确保变频器能自动根据设备的负载的不同,自动调节自身的输出特性,球磨机输出特性,球磨机运行工艺参数可在线调整。

3、具有完善的保护功能及故障诊断功能,实现过电压、过电流及失速保护,并能实现与外部监控系统有线连接,实现监控及报警。

4、可以实现手动及自动节能运行模式分别控制,手动模式用来制定球磨机的研磨工艺及甩磨起动,自动节能模式是球磨工艺制定出来后正式大批量生产使用,真正实现减少过度研磨,提高效率,减少客户的用电消耗。

5、根据球磨机行业特殊使用环境对变频器的结构及配置进行特殊处理,以保证具有足够长的使用寿命,减少故障率。


六、针对系统变频改造后的效果

1、因消除了起动时的冲击,延长了机轴、波箱齿轮、皮带等机械件的使用寿命,减少了维修费用。

2、球磨机使用变频调速后,起动电流可比原来减小5倍以上,实现了真正的软启动,也收到了节能的效果。减小了对电网的冲击,消除了因球磨机起动而引起的其它用电设备跳闸或故障。

3、可以通过变频器方便的设定停机时间,研磨完成后实现自动停机功能,使操作更加智能化、人性化。

4、减少了机械振动,延长了设备的使用 ,增大装机容量,还省去液力耦合器,减低能耗,减少机械系统投资和维护成本。

5、变频器运行自动节电模式时,能根据负载工艺情况自动调节运行频率和输出电压,从而达到节约电能的要求。当变频器自动节能功能运行时其节能率在10%—20%。


七、变频器的安装环境

    因为陶瓷厂温度高、粉尘多,因此柜体要设计合理,柜内变频器周围应留有足够的空间,保证良好的通风散热,并加装冷却风扇以强迫风冷,现场需安装在通风良好,远离热源和尘埃多的地方。


八、球磨机选型表

附表1:

型号

   结构代号

冷却方式

备注


适配电机(KW)

A900-QM-0550T3

55

C6

风冷


A900-QM-0750T3

75

C6

风冷


A900-QM-0900T3

90

C8

风冷

三相金属壳壁挂

A900-QM-1100T3

110

C8

风冷


A900-QM-1320T3

132

C8

风冷

三相金属壳壁挂(含外置直流电抗器)

A900-QM-1600T3D

160

D2

风冷

三相金属壳柜式(含外内置直流电抗器)

A900-QM-1800T3D

180

D3

风冷

A900-QM-2000T3D

200

D3

风冷

A900-QM-2200T3D

220

D3

风冷

A900-QM-2500T3D

250

D3

风冷

A900-QM-2800T3D

280

D3

风冷

A900-QM-3150T3D

315

D3

风冷

A900-QM-3500T3D

355

D4

风冷

 

A900—QM系列产品结构形式一览表(附表二)

结构代码

外形尺寸A*B(B1)*H

安装尺寸(W*L)

安装螺钉

备注

C6

410*300*630

370*600

M10

金属壁挂

C8

560*326*1000

390*970

M12

D2

660*500*1950

450*300

M16

金属壳柜机

D3

800*600*2045

520*340

M16

D4

1000*550*2000

800*350

M16


九、132KW以上含直流电抗器

北京中源动力A900—QM变频器132KW(含外置直流电抗器)以上均内置直流电抗器,减小输入电流的高次谐波干扰,提高输入电源的功率因数。将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值。


十、A900-QM系列变频器调试方法及使用操作流程简介

因客户端控制要求不同,球磨机甩磨分为直接启动甩 磨和使用辅机启动甩磨。北京中源动力公司为了使球磨机变频器的控制性能得到最佳的发挥,A900—QM变频器专门开发的球磨机启动控制模式,利用惯性迅速 启动达到40HZ,用高频来进行冲击甩磨。甩磨结束后,可通过切换开关控制变频器正常启动球磨机,在启动过程中因负载重,针对球磨机负载需要将启动正确的 接线是系统可靠运行的前提:




2015年12月14日

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中源动力球磨机专用变频器简介

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