双转子内筛分粉碎机虚拟式状态监察测定系统预设

  1双转子内筛分粉碎机工作原理
    双转子内筛分粉碎机是由武汉鑫达科技有限责任公司研制的一种新型节能高效的粉碎设施。顶部电机通过皮带轮，经三角带带动内转子，底部电机经螺旋锥齿轮带动外转子。工作时，内、外转子高速旋转且方向相反。当块煤、石灰石、熟料或其他脆性物料等经进料口下落，通过进料预筛分放走细粉后，进入内转子区，物料即在该区内受到撒料盘的抛撒和打击板锤的冲击而被高速抛向外转子内壁，此时物料受到反方向高速旋转的外转子抛物线反击板的强烈反冲击（反冲击时的攻角为75～78°）而被急剧粉碎。同时，在内、外转子间隙处物料被剪切，或被反弹与后续高速物料相遇而发生高速碰撞粉碎，而后又从外转子反击板处被高速抛向内转子区，再次接受打击板锤的冲击。
    在粉碎腔内，物料受到的强烈冲击、剪切和互相碰撞等作用而被粉碎或成为粉料，通过内置旋转筛筛分后，细粉通过底部出料口卸出，粗粉则在离心力的驱动下沿筛面斜坡爬升至粉碎区被继续粉碎。
    该粉碎机综合了脆性物料冲击粉碎、打击粉碎及动态筛分的功能，经实践证明，在扼制物料粒度和降低能耗方面有较好的效果。但是，在粉碎过程中，高速旋转的内、外转子由于直径尺寸较大，并受到高频强烈冲击，容易发生弯曲变形，从而造成系统振动过大。情况严重时会影响生产，造成经济损失。此外，安装不正、润滑油的黏度过大、润滑脂脏污、润滑油量过多等因素也会造成粉碎机转子轴承温度过高，同样威胁着正常生产。
    因此，对粉碎机的振动情况及转子轴承温升情况应进行实时监察测定，以保护设施不受破坏并维持正常生产，也为该粉碎机预设与制造的进一步完善提供重要依据。
    2系统的硬件结构
    粉碎机状态监察测定系统由振动测试子系统和轴承温度测试子系统2部分构成。
    （1）振动测试子系统硬件双转子内筛分粉碎机虚拟式状态监察测定系统预设振动测试子系统的硬件主要由压电式传感器、电荷放大器和数据采集卡及计算机组成。压电式加速度传感器是振动测试领域中应用*广泛的传感器之一，其预设与生产在国际上已趋于标准化。根据粉碎机内、外转子承受强烈高频冲击的特点，本系统采用YD-39型压电式加速度传感器。其电荷灵敏度为0.7pC/ms-2，频率响应范围为1～10kHz，*大可测加速度为5000m/s2.为不使共振频率下降，传感器采用钢螺栓固定于粉碎机上。DHF-3型电荷放大器用于传感器输出信号调理，其输出电压与输入的电荷量成正比。PCI-6221是NI公司使用M系列技术的**位数据采集板卡，可在大多数应用中实现可靠的高性能数据传输，具有高达250kS/s的采样率和16位分辨率的16路单端模拟输入，*大输入量程为±10V，提供与NI公司的LabVIEW相连接的驱动程序。
  测振传感器测点的选择和布置关系到能否获得所需的真实完整的状态信息。传感器应尽量避免布置在刚性较差的部位，以免因刚性差而引起局部振动造成的误差。传感器测点应满足适于安置传感器、信息丰富、对振动反应敏感等要求。根据双转子内筛分粉碎机的实际情况，取转子轴承、底座以及机体作为主要测点。
    （2）轴承温度测试子系统硬件转子轴承温度测试子系统的硬件主要由PT100铂电阻温度传感器、ADAM-4015模块、ADAM-4520转换器和计算机组成。铂电阻温度传感器稳定性好，精度高，是中低温区*常用的一种温度检测器，而且被制成各种标准温度计。PT100铂电阻温度传感器0℃时电阻值为100Ω，电阻变化率为0.3851Ω/℃。
  研华公司的**位ADAM-4015模块提供6路热电阻输入通道，可以采集两线制和三线制热电阻输入信号。ADAM-4015模块通过485协议输出数据，利用485/232转换器ADAM-4520使数据传入计算机，*后利用LabVIEW中的VISA对串口进行相应的编程，便可实现温度数据的采集、显示及剖析。
    3系统的软件预设与实现
    本预设采用NI公司的LabVIEW软件。LabVIEW程序又称为虚拟仪器，它的表现形式和功能类似于实际的仪器，但LabVIEW程序很容易改变设置和功能，因此，LabVIEW特别适用于实验室、多品种小批量的生产线等需要经常改变仪器和设施的参数和功能的场合以及对信号进行剖析研究、传输等场合。
    虚拟仪器的一大优点是具有集成性，通过“测试集成”可以将多台仪器的功能集成在一个“测试功能库”中，同样也可将多台仪器的面板控件软件化后集成于“控件库”中，并使这些仪器的功能软件和控件软件在机内的开发系统中进行软装配、软调试等软操作，*后在一台PC机内便形成由若干仪器组成的测试系统。
    （1）振动测试软件预设在LabVIEW平台上开发的振动测试剖析软件采用菜单形式，主要功能包括：数据采集、信号剖析和处理、信号显示、数据文件存储和信息回放。
    数据采集部分能扼制调节数据采集卡的采样通道、采样频率等。信号处理剖析主要包括对信号进行时域剖析、幅值谱剖析、相位谱剖析、自功率谱剖析、互功率谱剖析和频率响应函数测量等。信号显示部分有采样信号波形的实时显示窗口，频谱分析、功率谱剖析显示窗口等。还可以对振动监察测定信号的数据进行存储，在需要进行数据回放以便进一步剖析时，随时将程序保存的数据记录文件读出。
    （2）轴承温度测试软件预设图3所示的界面实时显示粉碎机轴承温度测试的过程，界面上可设置采样时间间隔和测温范围，图中每2s测试1次，并且从旁边的温度计图样中观察实时温度值。界面上还显示轴承温度变化的时间历程曲线和概率直方图，工作人员从这些曲线上可以了解轴承温度变化规律和性质。此外，该仪器还设置了上下阈值，使仪器能够超限报警。
    4结束语
    基于虚拟仪器技术的双转子内筛分粉碎机状态监察测定系统利用LabVIEW丰富的开发程序，采用模块化结构预设，极大地降低了成本，并使该系统具有很大的灵活性。此外，本系统还具有开放性，用户可根据实际要求进行扩展以完成更多通道的数据采集工作，同时也可以根据需要增加其他的功能，从而可以对矿山机械中的其他各类粉碎机和振动筛的机械性能指标进行检测评价。