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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。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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