球磨机目前采用的驱动方式是:三相交流电动机—液力耦合器—齿轮减速器—皮带轮减速器。球磨机的料筒作为减速器的皮带轮使用。在球磨机重载起动时,电动机起动电流可达到额定电流的六倍以上。为了缓解起动时的机械冲击,传动环节中加入了液力耦合器,液力耦合器是通过控制工作腔内工作油的动量、转矩变化来传递电机的驱动能量。电动机通过液力耦合器的输入轴拖动其工作轮旋转,对工作油加速,被加速后的工作油再带动液力耦合器的工作涡轮旋转,把驱动能量传递到输出轴和负载。传动系统中的液力耦合器在起动时起缓冲作用,让电动机可以轻载起动,以减小起动电流,等电动机起动后再慢慢加载,达到顺利起动球磨机的作用,减小起动时的机械冲击。在工作时通过液力耦合器的调速作用,搜索球磨机的最佳工作转速,提高球磨机的效率。由于球磨机属恒转矩负载,在用液力耦合器调速时,其调速效率等于调速比,有很大一部分能量在液力耦合器中被浪费掉。
在我国陶瓷行业,球磨机是物料粉碎、研磨不可缺少的重要生产设备。球磨机功率大、效率低,因而成为陶瓷行业最大的耗能设备。因此降低球磨机的能耗是陶瓷行业降低生产成本,提高产品竞争力的有效途径。
球磨机节能原理
球磨机一般以固定转速运行,筒体的转速是由皮带轮或齿轮减速机构(也有用液力耦合器)决定的。球磨机的转速直接影响到钢球和物料的运动状况及物料的研磨过程,在不同的转速下,筒体内的钢球和物料的运动状况如下图所示:
a、转速较低时,钢球和物料随筒体内壁上升,当钢球和物料的倾角等于或大于自然倾角时,沿斜面滑下,形成斜坡。当斜坡的倾斜角到达自然休止角,研磨体在重力等作用下沿斜坡滚下,形成一种称为泻落式的状态。在这种状态中,物料主要在研磨体相对运动时产生的碰击和研磨作用下被粉碎。
b、当球磨机转速较高时,研磨体随筒体上升到一定高度后,被抛落。这种状态称为抛落式。在这种状态中,物料主要在研磨体抛落时的碰击
以及部分研磨作用下被粉碎。是一种比较好的动作转速。
c、如果筒体的转速很高,由于离心力的作用,以致使物料和钢球不再脱离筒壁,而随其一同旋转,这时钢球对物料已无撞击作用,研磨效率则更低。这种状态的最低转速称为临界转速。
实际运行表明,最佳工作转速与钢球的直径及其装载量、护甲形状,钢球与护甲之间的磨擦系数等因数有关。一般的最佳工作转速通常为临界转速的0.7~0.8,可见转速还是有一定的可调范围。
解决方案:
1)配置两套冗余节能,工频驱动系统;
2)设置远程控制和就地控制两种方式;
3)保留原工频系统及其联动方式,且和变频控制系统互为备用。