一种用于测量球磨机功率的实验装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于测量球磨机功率的实验装置，本装置特别适用于测量球磨机的实时转矩、转速及功率，以进行球磨机能耗的研究。

背景技术：

球磨机是磨矿作业中以钢球为研磨介质而对物料进行磨碎作用的一类通用粉磨设备。具有破碎比大，结构简单，操作安全，性能稳定，易于维护以及生产能力大、能连续作业等优点，因此目前球磨机在矿山、化工、冶金、建材、火电等行业中得到了广泛应用，而且在今后相当长的时间内，仍然会是工业生产中主要的磨矿设备。球磨机的主要工作装置是一个呈水平放置的可转动的圆筒，在筒体的内壁上装有衬板，内部装有不同规格的钢球作为研磨介质。球磨机的基本工作原理为：当球磨机以适当的速度转动时，内部的研磨介质在惯性离心力的作用下，贴附在筒体内壁的衬板上，与筒体一起转动而被带到一定的高度，然后在其自身重力的作用下脱离衬板并像抛射体一样落下来，对筒体底部脚区的物料进行冲击粉碎及研磨。

值得注意的是球磨机的运行成本非常高，在矿山行业中球磨机的电力消耗占了很大比例。因此急需设计一种实验装置，通过方便快捷的方式来测量球磨机的功率，进而来研究球磨机的能耗规律，最终实现球磨机节能减耗的有益目的。

技术实现要素：

为了克服现有的技术存在的问题，本实用新型提供一种用于测量球磨机功率的实验装置。该实验装置可以方便快捷的测量球磨机的功率，并实时显示在计算机上，进而用来研究球磨机的能耗规律，最终实现球磨机节能减耗的有益目的。

本实用新型由应变片测量电路、无线发射器、无线接收器、转速测量装置和计算机组成，应变片测量电路包括4个应变片，贴设在球磨机小齿轮轴上，分别在轴向45°和135°各贴设两片，并将应变片按全桥电路连接电线。应变片测量电路的输出端连在无线发射器的数据采集端，无线发射器将信号处理后发射到无线接收器，无线接收器通过串口通信线与计算机相连。转速测量装置采用轴式磁性测量方法，在小齿轮轴上贴设1个磁钢，台架上固定一个磁电转速传感器，磁电转速传感器的输出端与数据采集卡相连，数据采集卡通过数据线与计算机通信。

所述的无线发射器包括主控制芯片、A/D处理芯片和无线传输模块，和电源电池一起固定在小齿轮轴上，球磨机工作时，随小齿轮轴一起转动。无线发射器的主要工作过程为：采集应变片测量电路获得的转矩信号，经A/D转换为数字量信号传输至主控芯片进行数据处理，处理后的转矩数据由虚线数据发送端发送。

所述的无线接收器固定在台架上，接收芯片接收到信号后，经串口通信线将转矩数据传输计算机上。

所述的计算机基于labview软件对球磨机小齿轮轴的转矩和转速信息进行处理，主要是根据小齿轮与大齿轮的传动比和功率计算公式进行计算得到球磨机的功率以及转矩、转速信息，存储并在窗口显示。

本实用新型的工作过程如下：

球磨机的根据小齿轮轴在传递扭矩时，轴表面发生形变，应变片组贴设在轴表面的主应力方向上也随之发生同样的形变，同时应变电阻随之发生变化，从而应变片测量电路的测量信号随之变化并被无线发射器采集；无线发射器的A/D处理芯片将模拟量信号转换为数字量信号，并传输至主控芯片进行数据处理，处理后的转矩数据由虚线数据发送端无线发送；无线接收器接收到转矩数据后，传输至计算机上。同时转速测量装置中的转速数据也传输至计算机。计算机内的labview软件对转矩和转速进行处理，主要是根据小齿轮与大齿轮的传动比和功率计算公式，计算出球磨机的功率，并在面板上实时显示出球磨机的转速、转矩和功率参数并存储，生成便于观测的实时变化的曲线。

本实用新型的有益效果：

1、采用应变片测量电路的方法测量球磨机转矩，测量方便，精度较高；

2、该实验装置便于安装与拆卸，操作简单；

3、该装置可以实时显示球磨机的转速、转矩和功率参数，并生成便于观测的实时变化的曲线。可以很方便地提取转矩、转速和功率数据，进行球磨机功耗方面的研究。

附图说明

图1为本实用新型的俯视图。

图2为本实用新型在球磨机上的俯视图局部视图。

图3为本实用新型的正视图局部视图。

其中：1-电动机；2-联轴器；3-减速器；4-联轴器；5-小齿轮支撑装置；6-出料端；7-小齿轮；8-大齿轮；9-小齿轮轴；10-小齿轮支撑装置；11-球磨机筒体；12-筒体支承装置；13-给料端；14-无线发射器套；15-无线发射器；16-磁钢；17-数据采集卡；18-无线接收器；19-计算机；20-台架；21-应变片；22-电池电源；23-磁电转速传感器。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本实用新型由应变片测量电路、无线发射器、无线接收器、转速测量装置和计算机组成；应变片测量电路包括四个应变片21，贴设在球磨机小齿轮轴9上，分别在轴向45°和135°各贴设两片，并将应变片21按全桥电路连接电线；应变片测量电路的输出端连在无线发射器15的数据采集端，无线发射器15将信号处理后发射到无线接收器18，无线接收器18通过串口通信线与计算机19相连。转速测量装置采用轴式磁性测量方法，在小齿轮轴9上贴设一个磁钢16，台架20上固定一个磁电转速传感器23，磁电转速传感器23的输出端与数据采集卡17相连，数据采集卡17通过数据线与计算机19通信；

所述的无线发射器15包括主控制芯片、A/D处理芯片和无线传输模块，和电源电池22一起固定在小齿轮轴9上，工作时，随小齿轮轴9一起转动。无线发射器15的主要工作过程为：采集应变片测量电路获得的转矩信号，经A/D转换为数字量信号传输至主控芯片进行数据处理，处理后的转矩数据由虚线数据发送端发送。

所述的无线接收器18固定在台架20上，接收芯片接收到信号后，经串口通信线将转矩数据传输计算机19上。

所述的计算机基于labview软件对球磨机小齿轮轴的转矩和转速信息进行处理，主要是根据小齿轮与大齿轮的传动比和功率计算公式进行计算得到球磨机的功率以及转矩、转速信息，存储并在窗口显示。

本实用新型的工作过程如下：

球磨机在工作时，小齿轮轴16传递扭矩，轴表面发生形变，应变片组21贴设在轴表面的主应力方向上也随之发生同样的形变，同时应变电阻随之发生变化，从而应变片测量电路的测量信号随之变化并被无线发射器15采集；无线发射器15的A/D处理芯片将模拟量信号转换为数字量信号，并传输至主控芯片进行数据处理，处理后的转矩数据由虚线数据发送端无线发送；无线接收器接18收到转矩数据后，传输至计算机19上。同时转速测量装置中的转速数据也传输至计算机。计算机内的labview软件对转矩和转速进行处理，主要是根据小齿轮与大齿轮的传动比和功率计算公式，计算出球磨机的功率，并在面板上实时显示出球磨机的转速、转矩和功率参数并存储，生成便于观测的实时变化的曲线。