陶瓷工業(yè)球磨機(jī)變頻改造
前言
長期以來，墻、地、磚、及化工工廠普遍采用球磨機(jī)研磨陶瓷原料，它一般采用簡單的工頻控制，易造成物料的過度研磨，所需研磨周期較長，研磨效率較低，單位產(chǎn)品功耗較大，啟動(dòng)電流大，對(duì)設(shè)備和電網(wǎng)的沖擊很大，機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)維護(hù)量也大，而且電的損耗量相當(dāng)驚人，這必然會(huì)給生產(chǎn)廠家?guī)砗芏嗖槐匾穆闊┖蛧?yán)重的資源浪費(fèi)，所以隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，直接工控球磨機(jī)的弊病已暴露無遺，并嚴(yán)重地阻礙了各工業(yè)企業(yè)快速發(fā)展。這就促使人們?nèi)パ兄茊?dòng)平滑、研磨效率較高、產(chǎn)量大、能耗低的球磨機(jī)——變頻控制球磨機(jī)。
2.主要構(gòu)造
陶瓷工業(yè)球磨機(jī)主要由傳動(dòng)裝置、筒體裝置、加料裝置、卸料裝置及電氣控制裝置等組成。
3、傳動(dòng)裝置
陶瓷工業(yè)球磨機(jī)裝載量大，所需動(dòng)力消耗也很大，因此陶瓷工業(yè)球磨機(jī)通常采用1 至2臺(tái)幾百千瓦的大功率電動(dòng)機(jī)通過液力偶合器共同驅(qū)動(dòng)硬齒面圓柱齒輪減速機(jī)，再經(jīng)一對(duì)齒輪傳動(dòng)或皮帶輪等驅(qū)動(dòng)筒體旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到研磨物料的作用。3工作原理： 球磨機(jī)由給料部、出料部、回轉(zhuǎn)部、傳動(dòng)部（減速機(jī)、小傳動(dòng)齒輪、電機(jī)、電控）等主要部分組成。陶瓷工業(yè)具有一個(gè)水平放置的筒體，筒體被隔板(鉆有許多小圓孔的圓板——篩板)分成3～4個(gè)研磨腔，每個(gè)研磨腔內(nèi)裝有一定形狀尺寸的研磨體，筒體旋轉(zhuǎn)時(shí)，物料和研磨體等在摩擦力和離心力的作用下被筒體提升到一定高度，然后在重力的作用下沿近似拋物線軌跡落下來沖擊和研磨筒體底部的另一部分物料，并產(chǎn)生一定的軸向運(yùn)動(dòng)促使物料研磨和混合均勻。
4、電氣基本控制裝置
陶瓷工業(yè)球磨機(jī)屬于低速重載設(shè)備，裝載量大，起動(dòng)力矩也很大，因此陶瓷工業(yè)球磨機(jī)通常采用附加啟動(dòng)電機(jī)沖擊啟動(dòng)或軟啟動(dòng)裝置來啟動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)沖擊大，而且啟動(dòng)完成后運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需的轉(zhuǎn)距減小，所以在節(jié)約能源方面有很大的空間。
5、改造方案：
根據(jù)原工況存在的問題并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，改造后的球磨機(jī)系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求。
（1） 造后的設(shè)備要有足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)距，滿足還球磨機(jī)裝載量大的要求，并且保證設(shè)備在變頻運(yùn)行狀態(tài)下使電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行，保障電動(dòng)機(jī)具有恒功率特性。
（2） 利用變頻調(diào)速控制系統(tǒng)改造原有球磨機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，滿足球磨機(jī)低速時(shí)的正常運(yùn)行，確保正常的工藝控制技量，使球磨機(jī)及電動(dòng)機(jī)的使用壽命延長，減少維護(hù)。
（3） 改造后的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制，及手動(dòng)/工頻和故障自切換等功能，并能克服球磨機(jī)大慣性引起回升電壓，有效地保證設(shè)備的正常運(yùn)行。
6、變頻器選型
根據(jù)上述原則，選擇賽普公司的SAP500G系列變頻器，使系統(tǒng)能夠滿足上述工況要求。
（1） SAP500G變頻器采用磁通矢量PWM控制技術(shù)使用權(quán)低速負(fù)載能力可=達(dá)到200%的額定轉(zhuǎn)距輸出。內(nèi)置PLC程序控制功能，多種控制，操作方式，齊全的保護(hù)功能。
（2） SAP500G變頻器的頻率精度高，數(shù)字設(shè)定為+0.01%,模擬設(shè)定為+0.2%可使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)滿足設(shè)計(jì)要求。
（3） SAP500G系列變頻器的過電壓，過電流失速成禁止功能，可使用權(quán)變頻器在加、減速過程中發(fā)生過電壓或過電流時(shí)的頻率維技，至解除過壓，過流時(shí)自動(dòng)再進(jìn)行加、減速。載波頻率自動(dòng)調(diào)調(diào)特性。
7、設(shè)備改造后的優(yōu)越性
（1） 利用變頻調(diào)速技術(shù)改造了球磨機(jī)的拖動(dòng)系統(tǒng)，滿足了球磨機(jī)低速運(yùn)行、大起動(dòng)轉(zhuǎn)距的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了球磨機(jī)的運(yùn)行速度連續(xù)可調(diào)。電機(jī)起動(dòng)時(shí)無沖擊電流，起動(dòng)力距足夠，保護(hù)功能完善。保證了工藝控制質(zhì)量、節(jié)約了維護(hù)成本。
（2） 根據(jù)工狀需要，將傳動(dòng)比改為A 后正常運(yùn)行時(shí)變頻器運(yùn)行給定頻率設(shè)定為B（低于50HZ）運(yùn)行電壓為C（380V）運(yùn)行電流為D（小于180A）改造后的系統(tǒng)平均每年耗電E度（C*D*每天工作時(shí)間*365）。系統(tǒng)改造前為工頻50HZ，運(yùn)行電流為180A運(yùn)行電壓為380V ，平均每年耗電F（90*每天工作時(shí)間*365）度。節(jié)電率為（1-E/F）%
長期以來，墻、地、磚、及化工工廠普遍采用球磨機(jī)研磨陶瓷原料，它一般采用簡單的工頻控制，易造成物料的過度研磨，所需研磨周期較長，研磨效率較低，單位產(chǎn)品功耗較大，啟動(dòng)電流大，對(duì)設(shè)備和電網(wǎng)的沖擊很大，機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)維護(hù)量也大，而且電的損耗量相當(dāng)驚人，這必然會(huì)給生產(chǎn)廠家?guī)砗芏嗖槐匾穆闊┖蛧?yán)重的資源浪費(fèi)，所以隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，直接工控球磨機(jī)的弊病已暴露無遺，并嚴(yán)重地阻礙了各工業(yè)企業(yè)快速發(fā)展。這就促使人們?nèi)パ兄茊?dòng)平滑、研磨效率較高、產(chǎn)量大、能耗低的球磨機(jī)——變頻控制球磨機(jī)。
2.主要構(gòu)造
陶瓷工業(yè)球磨機(jī)主要由傳動(dòng)裝置、筒體裝置、加料裝置、卸料裝置及電氣控制裝置等組成。
3、傳動(dòng)裝置
陶瓷工業(yè)球磨機(jī)裝載量大，所需動(dòng)力消耗也很大，因此陶瓷工業(yè)球磨機(jī)通常采用1 至2臺(tái)幾百千瓦的大功率電動(dòng)機(jī)通過液力偶合器共同驅(qū)動(dòng)硬齒面圓柱齒輪減速機(jī)，再經(jīng)一對(duì)齒輪傳動(dòng)或皮帶輪等驅(qū)動(dòng)筒體旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到研磨物料的作用。3工作原理： 球磨機(jī)由給料部、出料部、回轉(zhuǎn)部、傳動(dòng)部（減速機(jī)、小傳動(dòng)齒輪、電機(jī)、電控）等主要部分組成。陶瓷工業(yè)具有一個(gè)水平放置的筒體，筒體被隔板(鉆有許多小圓孔的圓板——篩板)分成3～4個(gè)研磨腔，每個(gè)研磨腔內(nèi)裝有一定形狀尺寸的研磨體，筒體旋轉(zhuǎn)時(shí)，物料和研磨體等在摩擦力和離心力的作用下被筒體提升到一定高度，然后在重力的作用下沿近似拋物線軌跡落下來沖擊和研磨筒體底部的另一部分物料，并產(chǎn)生一定的軸向運(yùn)動(dòng)促使物料研磨和混合均勻。
4、電氣基本控制裝置
陶瓷工業(yè)球磨機(jī)屬于低速重載設(shè)備，裝載量大，起動(dòng)力矩也很大，因此陶瓷工業(yè)球磨機(jī)通常采用附加啟動(dòng)電機(jī)沖擊啟動(dòng)或軟啟動(dòng)裝置來啟動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)沖擊大，而且啟動(dòng)完成后運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需的轉(zhuǎn)距減小，所以在節(jié)約能源方面有很大的空間。
5、改造方案：
根據(jù)原工況存在的問題并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，改造后的球磨機(jī)系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求。
（1） 造后的設(shè)備要有足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)距，滿足還球磨機(jī)裝載量大的要求，并且保證設(shè)備在變頻運(yùn)行狀態(tài)下使電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行，保障電動(dòng)機(jī)具有恒功率特性。
（2） 利用變頻調(diào)速控制系統(tǒng)改造原有球磨機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，滿足球磨機(jī)低速時(shí)的正常運(yùn)行，確保正常的工藝控制技量，使球磨機(jī)及電動(dòng)機(jī)的使用壽命延長，減少維護(hù)。
（3） 改造后的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制，及手動(dòng)/工頻和故障自切換等功能，并能克服球磨機(jī)大慣性引起回升電壓，有效地保證設(shè)備的正常運(yùn)行。
6、變頻器選型
根據(jù)上述原則，選擇賽普公司的SAP500G系列變頻器，使系統(tǒng)能夠滿足上述工況要求。
（1） SAP500G變頻器采用磁通矢量PWM控制技術(shù)使用權(quán)低速負(fù)載能力可=達(dá)到200%的額定轉(zhuǎn)距輸出。內(nèi)置PLC程序控制功能，多種控制，操作方式，齊全的保護(hù)功能。
（2） SAP500G變頻器的頻率精度高，數(shù)字設(shè)定為+0.01%,模擬設(shè)定為+0.2%可使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)滿足設(shè)計(jì)要求。
（3） SAP500G系列變頻器的過電壓，過電流失速成禁止功能，可使用權(quán)變頻器在加、減速過程中發(fā)生過電壓或過電流時(shí)的頻率維技，至解除過壓，過流時(shí)自動(dòng)再進(jìn)行加、減速。載波頻率自動(dòng)調(diào)調(diào)特性。
7、設(shè)備改造后的優(yōu)越性
（1） 利用變頻調(diào)速技術(shù)改造了球磨機(jī)的拖動(dòng)系統(tǒng)，滿足了球磨機(jī)低速運(yùn)行、大起動(dòng)轉(zhuǎn)距的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了球磨機(jī)的運(yùn)行速度連續(xù)可調(diào)。電機(jī)起動(dòng)時(shí)無沖擊電流，起動(dòng)力距足夠，保護(hù)功能完善。保證了工藝控制質(zhì)量、節(jié)約了維護(hù)成本。
（2） 根據(jù)工狀需要，將傳動(dòng)比改為A 后正常運(yùn)行時(shí)變頻器運(yùn)行給定頻率設(shè)定為B（低于50HZ）運(yùn)行電壓為C（380V）運(yùn)行電流為D（小于180A）改造后的系統(tǒng)平均每年耗電E度（C*D*每天工作時(shí)間*365）。系統(tǒng)改造前為工頻50HZ，運(yùn)行電流為180A運(yùn)行電壓為380V ，平均每年耗電F（90*每天工作時(shí)間*365）度。節(jié)電率為（1-E/F）%
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