本實(shí)用新型涉及一種用于測(cè)量球磨機(jī)功率的實(shí)驗(yàn)裝置，本裝置特別適用于測(cè)量球磨機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及功率，以進(jìn)行球磨機(jī)能耗的研究。

背景技術(shù)：

球磨機(jī)是磨礦作業(yè)中以鋼球?yàn)檠心ソ橘|(zhì)而對(duì)物料進(jìn)行磨碎作用的一類通用粉磨設(shè)備。具有破碎比大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作安全，性能穩(wěn)定，易于維護(hù)以及生產(chǎn)能力大、能連續(xù)作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，因此目前球磨機(jī)在礦山、化工、冶金、建材、火電等行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，而且在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，仍然會(huì)是工業(yè)生產(chǎn)中主要的磨礦設(shè)備。球磨機(jī)的主要工作裝置是一個(gè)呈水平放置的可轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒，在筒體的內(nèi)壁上裝有襯板，內(nèi)部裝有不同規(guī)格的鋼球作為研磨介質(zhì)。球磨機(jī)的基本工作原理為：當(dāng)球磨機(jī)以適當(dāng)?shù)乃俣绒D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)部的研磨介質(zhì)在慣性離心力的作用下，貼附在筒體內(nèi)壁的襯板上，與筒體一起轉(zhuǎn)動(dòng)而被帶到一定的高度，然后在其自身重力的作用下脫離襯板并像拋射體一樣落下來，對(duì)筒體底部腳區(qū)的物料進(jìn)行沖擊粉碎及研磨。

值得注意的是球磨機(jī)的運(yùn)行成本非常高，在礦山行業(yè)中球磨機(jī)的電力消耗占了很大比例。因此急需設(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)裝置，通過方便快捷的方式來測(cè)量球磨機(jī)的功率，進(jìn)而來研究球磨機(jī)的能耗規(guī)律，最終實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)節(jié)能減耗的有益目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有的技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種用于測(cè)量球磨機(jī)功率的實(shí)驗(yàn)裝置。該實(shí)驗(yàn)裝置可以方便快捷的測(cè)量球磨機(jī)的功率，并實(shí)時(shí)顯示在計(jì)算機(jī)上，進(jìn)而用來研究球磨機(jī)的能耗規(guī)律，最終實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)節(jié)能減耗的有益目的。

本實(shí)用新型由應(yīng)變片測(cè)量電路、無線發(fā)射器、無線接收器、轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置和計(jì)算機(jī)組成，應(yīng)變片測(cè)量電路包括4個(gè)應(yīng)變片，貼設(shè)在球磨機(jī)小齒輪軸上，分別在軸向45°和135°各貼設(shè)兩片，并將應(yīng)變片按全橋電路連接電線。應(yīng)變片測(cè)量電路的輸出端連在無線發(fā)射器的數(shù)據(jù)采集端，無線發(fā)射器將信號(hào)處理后發(fā)射到無線接收器，無線接收器通過串口通信線與計(jì)算機(jī)相連。轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置采用軸式磁性測(cè)量方法，在小齒輪軸上貼設(shè)1個(gè)磁鋼，臺(tái)架上固定一個(gè)磁電轉(zhuǎn)速傳感器，磁電轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡相連，數(shù)據(jù)采集卡通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)通信。

所述的無線發(fā)射器包括主控制芯片、A/D處理芯片和無線傳輸模塊，和電源電池一起固定在小齒輪軸上，球磨機(jī)工作時(shí)，隨小齒輪軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。無線發(fā)射器的主要工作過程為：采集應(yīng)變片測(cè)量電路獲得的轉(zhuǎn)矩信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)傳輸至主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理后的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)由虛線數(shù)據(jù)發(fā)送端發(fā)送。

所述的無線接收器固定在臺(tái)架上，接收芯片接收到信號(hào)后，經(jīng)串口通信線將轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)傳輸計(jì)算機(jī)上。

所述的計(jì)算機(jī)基于labview軟件對(duì)球磨機(jī)小齒輪軸的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速信息進(jìn)行處理，主要是根據(jù)小齒輪與大齒輪的傳動(dòng)比和功率計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算得到球磨機(jī)的功率以及轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信息，存儲(chǔ)并在窗口顯示。

本實(shí)用新型的工作過程如下：

球磨機(jī)的根據(jù)小齒輪軸在傳遞扭矩時(shí)，軸表面發(fā)生形變，應(yīng)變片組貼設(shè)在軸表面的主應(yīng)力方向上也隨之發(fā)生同樣的形變，同時(shí)應(yīng)變電阻隨之發(fā)生變化，從而應(yīng)變片測(cè)量電路的測(cè)量信號(hào)隨之變化并被無線發(fā)射器采集；無線發(fā)射器的A/D處理芯片將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)，并傳輸至主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理后的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)由虛線數(shù)據(jù)發(fā)送端無線發(fā)送；無線接收器接收到轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)后，傳輸至計(jì)算機(jī)上。同時(shí)轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置中的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)也傳輸至計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)內(nèi)的labview軟件對(duì)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進(jìn)行處理，主要是根據(jù)小齒輪與大齒輪的傳動(dòng)比和功率計(jì)算公式，計(jì)算出球磨機(jī)的功率，并在面板上實(shí)時(shí)顯示出球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率參數(shù)并存儲(chǔ)，生成便于觀測(cè)的實(shí)時(shí)變化的曲線。

本實(shí)用新型的有益效果：

1、采用應(yīng)變片測(cè)量電路的方法測(cè)量球磨機(jī)轉(zhuǎn)矩，測(cè)量方便，精度較高；

2、該實(shí)驗(yàn)裝置便于安裝與拆卸，操作簡(jiǎn)單；

3、該裝置可以實(shí)時(shí)顯示球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率參數(shù)，并生成便于觀測(cè)的實(shí)時(shí)變化的曲線?？梢院芊奖愕靥崛∞D(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和功率數(shù)據(jù)，進(jìn)行球磨機(jī)功耗方面的研究。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的俯視圖。

圖2為本實(shí)用新型在球磨機(jī)上的俯視圖局部視圖。

圖3為本實(shí)用新型的正視圖局部視圖。

其中：1-電動(dòng)機(jī)；2-聯(lián)軸器；3-減速器；4-聯(lián)軸器；5-小齒輪支撐裝置；6-出料端；7-小齒輪；8-大齒輪；9-小齒輪軸；10-小齒輪支撐裝置；11-球磨機(jī)筒體；12-筒體支承裝置；13-給料端；14-無線發(fā)射器套；15-無線發(fā)射器；16-磁鋼；17-數(shù)據(jù)采集卡；18-無線接收器；19-計(jì)算機(jī)；20-臺(tái)架；21-應(yīng)變片；22-電池電源；23-磁電轉(zhuǎn)速傳感器。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)用新型由應(yīng)變片測(cè)量電路、無線發(fā)射器、無線接收器、轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置和計(jì)算機(jī)組成；應(yīng)變片測(cè)量電路包括四個(gè)應(yīng)變片21，貼設(shè)在球磨機(jī)小齒輪軸9上，分別在軸向45°和135°各貼設(shè)兩片，并將應(yīng)變片21按全橋電路連接電線；應(yīng)變片測(cè)量電路的輸出端連在無線發(fā)射器15的數(shù)據(jù)采集端，無線發(fā)射器15將信號(hào)處理后發(fā)射到無線接收器18，無線接收器18通過串口通信線與計(jì)算機(jī)19相連。轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置采用軸式磁性測(cè)量方法，在小齒輪軸9上貼設(shè)一個(gè)磁鋼16，臺(tái)架20上固定一個(gè)磁電轉(zhuǎn)速傳感器23，磁電轉(zhuǎn)速傳感器23的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡17相連，數(shù)據(jù)采集卡17通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)19通信；

所述的無線發(fā)射器15包括主控制芯片、A/D處理芯片和無線傳輸模塊，和電源電池22一起固定在小齒輪軸9上，工作時(shí)，隨小齒輪軸9一起轉(zhuǎn)動(dòng)。無線發(fā)射器15的主要工作過程為：采集應(yīng)變片測(cè)量電路獲得的轉(zhuǎn)矩信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)傳輸至主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理后的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)由虛線數(shù)據(jù)發(fā)送端發(fā)送。

所述的無線接收器18固定在臺(tái)架20上，接收芯片接收到信號(hào)后，經(jīng)串口通信線將轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)傳輸計(jì)算機(jī)19上。

所述的計(jì)算機(jī)基于labview軟件對(duì)球磨機(jī)小齒輪軸的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速信息進(jìn)行處理，主要是根據(jù)小齒輪與大齒輪的傳動(dòng)比和功率計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算得到球磨機(jī)的功率以及轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信息，存儲(chǔ)并在窗口顯示。

本實(shí)用新型的工作過程如下：

球磨機(jī)在工作時(shí)，小齒輪軸16傳遞扭矩，軸表面發(fā)生形變，應(yīng)變片組21貼設(shè)在軸表面的主應(yīng)力方向上也隨之發(fā)生同樣的形變，同時(shí)應(yīng)變電阻隨之發(fā)生變化，從而應(yīng)變片測(cè)量電路的測(cè)量信號(hào)隨之變化并被無線發(fā)射器15采集；無線發(fā)射器15的A/D處理芯片將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)，并傳輸至主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理后的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)由虛線數(shù)據(jù)發(fā)送端無線發(fā)送；無線接收器接18收到轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)后，傳輸至計(jì)算機(jī)19上。同時(shí)轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置中的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)也傳輸至計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)內(nèi)的labview軟件對(duì)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進(jìn)行處理，主要是根據(jù)小齒輪與大齒輪的傳動(dòng)比和功率計(jì)算公式，計(jì)算出球磨機(jī)的功率，并在面板上實(shí)時(shí)顯示出球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率參數(shù)并存儲(chǔ)，生成便于觀測(cè)的實(shí)時(shí)變化的曲線。