本實用新型涉及一種用于測量球磨機功率的實驗裝置，本裝置特別適用于測量球磨機的實時轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及功率，以進行球磨機能耗的研究。

背景技術(shù)：

球磨機是磨礦作業(yè)中以鋼球為研磨介質(zhì)而對物料進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)簡單，操作安全，性能穩(wěn)定，易于維護以及生產(chǎn)能力大、能連續(xù)作業(yè)等優(yōu)點，因此目前球磨機在礦山、化工、冶金、建材、火電等行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，而且在今后相當長的時間內(nèi)，仍然會是工業(yè)生產(chǎn)中主要的磨礦設(shè)備。球磨機的主要工作裝置是一個呈水平放置的可轉(zhuǎn)動的圓筒，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)。球磨機的基本工作原理為：當球磨機以適當?shù)乃俣绒D(zhuǎn)動時，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，對筒體底部腳區(qū)的物料進行沖擊粉碎及研磨。

值得注意的是球磨機的運行成本非常高，在礦山行業(yè)中球磨機的電力消耗占了很大比例。因此急需設(shè)計一種實驗裝置，通過方便快捷的方式來測量球磨機的功率，進而來研究球磨機的能耗規(guī)律，最終實現(xiàn)球磨機節(jié)能減耗的有益目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有的技術(shù)存在的問題，本實用新型提供一種用于測量球磨機功率的實驗裝置。該實驗裝置可以方便快捷的測量球磨機的功率，并實時顯示在計算機上，進而用來研究球磨機的能耗規(guī)律，最終實現(xiàn)球磨機節(jié)能減耗的有益目的。

本實用新型由應(yīng)變片測量電路、無線發(fā)射器、無線接收器、轉(zhuǎn)速測量裝置和計算機組成，應(yīng)變片測量電路包括4個應(yīng)變片，貼設(shè)在球磨機小齒輪軸上，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算機相連。轉(zhuǎn)速測量裝置采用軸式磁性測量方法，在小齒輪軸上貼設(shè)1個磁鋼，臺架上固定一個磁電轉(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)線與計算機通信。

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，球磨機工作時，隨小齒輪軸一起轉(zhuǎn)動。無線發(fā)射器的主要工作過程為：采集應(yīng)變片測量電路獲得的轉(zhuǎn)矩信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號傳輸至主控芯片進行數(shù)據(jù)處理，處理后的轉(zhuǎn)矩數(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架上，接收芯片接收到信號后，經(jīng)串口通信線將轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)傳輸計算機上。

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

本實用新型的工作過程如下：

球磨機的根據(jù)小齒輪軸在傳遞扭矩時，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，同時應(yīng)變電阻隨之發(fā)生變化，從而應(yīng)變片測量電路的測量信號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轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號，并傳輸至主控芯片進行數(shù)據(jù)處理，處理后的轉(zhuǎn)矩數(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)矩數(shù)據(jù)后，傳輸至計算機上。同時轉(zhuǎn)速測量裝置中的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)也傳輸至計算機。計算機內(nèi)的labview軟件對轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進行處理，主要是根據(jù)小齒輪與大齒輪的傳動比和功率計算公式，計算出球磨機的功率，并在面板上實時顯示出球磨機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率參數(shù)并存儲，生成便于觀測的實時變化的曲線。

本實用新型的有益效果：

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

2、該實驗裝置便于安裝與拆卸，操作簡單；

3、該裝置可以實時顯示球磨機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率參數(shù)，并生成便于觀測的實時變化的曲線。可以很方便地提取轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和功率數(shù)據(jù)，進行球磨機功耗方面的研究。

附圖說明

圖1為本實用新型的俯視圖。

圖2為本實用新型在球磨機上的俯視圖局部視圖。

圖3為本實用新型的正視圖局部視圖。

其中：1-電動機；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-計算機；20-臺架；21-應(yīng)變片；22-電池電源；23-磁電轉(zhuǎn)速傳感器。

具體實施方式

如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型由應(yīng)變片測量電路、無線發(fā)射器、無線接收器、轉(zhuǎn)速測量裝置和計算機組成；應(yīng)變片測量電路包括四個應(yīng)變片21，貼設(shè)在球磨機小齒輪軸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算機19相連。轉(zhuǎn)速測量裝置采用軸式磁性測量方法，在小齒輪軸9上貼設(shè)一個磁鋼16，臺架20上固定一個磁電轉(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)線與計算機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，隨小齒輪軸9一起轉(zhuǎn)動。無線發(fā)射器15的主要工作過程為：采集應(yīng)變片測量電路獲得的轉(zhuǎn)矩信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號傳輸至主控芯片進行數(shù)據(jù)處理，處理后的轉(zhuǎn)矩數(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固定在臺架20上，接收芯片接收到信號后，經(jīng)串口通信線將轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)傳輸計算機19上。

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

本實用新型的工作過程如下：

球磨機在工作時，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，同時應(yīng)變電阻隨之發(fā)生變化，從而應(yīng)變片測量電路的測量信號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轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號，并傳輸至主控芯片進行數(shù)據(jù)處理，處理后的轉(zhuǎn)矩數(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)矩數(shù)據(jù)后，傳輸至計算機19上。同時轉(zhuǎn)速測量裝置中的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)也傳輸至計算機。計算機內(nèi)的labview軟件對轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進行處理，主要是根據(jù)小齒輪與大齒輪的傳動比和功率計算公式，計算出球磨機的功率，并在面板上實時顯示出球磨機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率參數(shù)并存儲，生成便于觀測的實時變化的曲線。