專利名稱：一種能產(chǎn)生高振強(qiáng)的多波變正弦曲線變頻控制振動(dòng)磨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變頻控制的振動(dòng)磨，特別是一種能產(chǎn)生高振動(dòng)強(qiáng)度(簡稱高振強(qiáng))的多波變正弦曲線變頻控制振動(dòng)磨，屬于振動(dòng)利用工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
機(jī)械法制備細(xì)粉及超細(xì)超微粉體，具有工藝簡單、產(chǎn)量大、成本低等特點(diǎn)，振動(dòng)磨是一種超細(xì)超微粉體制備設(shè)備，在連續(xù)作業(yè)的條件下.其產(chǎn)品粒度可達(dá)微米、亞微米或更細(xì)，相對于其它同類作業(yè)設(shè)備而言，振動(dòng)磨在機(jī)械法制備超細(xì)超微粉體方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，不僅成本低、能耗小，且產(chǎn)品具有極高的機(jī)械活性和機(jī)械化學(xué)效應(yīng)，為諸多新材料高質(zhì)量的合成、制備提供了條件。振動(dòng)磨雖具有上述優(yōu)點(diǎn)，但其自身效率偏低、能耗較高、零部件壽命較短，特別是超硬超微粉體的顆粒不細(xì)化、硬團(tuán)聚問題一直為人們所困擾。多年來，國際上振動(dòng)磨研究的切入點(diǎn)之一是能量分布與乏能區(qū)問題。由于重力場的作用，在振強(qiáng)較低的情況下，不可能從根本上改變介質(zhì)能量過于偏心分布的情況。振動(dòng)磨在振強(qiáng)f彡6時(shí)，才有細(xì)磨作用，故通常取f = 6 10，一般f >10時(shí)稱為高振強(qiáng)系統(tǒng)，K >16時(shí)稱為超高振強(qiáng)系統(tǒng)。振動(dòng)磨中介質(zhì)的能量取決于介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從提高介質(zhì)的能量傳遞率出發(fā)，提高振強(qiáng)是一種有效的辦法。國內(nèi)外關(guān)于振動(dòng)磨振強(qiáng)的報(bào)道很多，我國研究者錢汝中等認(rèn)為對于高硬物料， 振強(qiáng)f值小于3幾乎不能產(chǎn)生粉碎作用，大于7時(shí)才有較好的粉碎效果；振強(qiáng)f值，德國 Humboldt公司研制的I^lla型振動(dòng)磨達(dá)6_8，日本中央化工機(jī)株式會(huì)社的CH-50型振動(dòng)磨達(dá)4-8，美國ALLIS-CHAIMERS公司的雙電機(jī)式振動(dòng)磨達(dá)9. 6，德國Gock的偏心振動(dòng)磨達(dá)10 ； 我國研制的WGM-3型振動(dòng)磨達(dá)9、MGZ-1型振動(dòng)磨達(dá)15，但上述研究均未涉及采用某種控制方法能產(chǎn)生高振強(qiáng)的振動(dòng)磨。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種能產(chǎn)生高振強(qiáng)的多波變正弦曲線變頻控制振動(dòng)磨，在進(jìn)行理論分析和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用多波變正弦曲線變頻編程來控制振動(dòng)磨，目的是使振動(dòng)磨中能產(chǎn)生適當(dāng)?shù)母哒駨?qiáng)、瞬態(tài)超高振強(qiáng)，以提高振動(dòng)磨自身效率、降低能耗、延長零部件壽命，解決一般硬度及超硬材料超微粉體的顆粒細(xì)化與解團(tuán)
聚ο本實(shí)用新型的一種能產(chǎn)生高振強(qiáng)的多波變正弦曲線變頻控制振動(dòng)磨是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種能產(chǎn)生高振強(qiáng)的多波變正弦曲線變頻控制振動(dòng)磨由電源、變頻器、振動(dòng)磨、傳感器、記錄分析儀組成，變頻器接線一端與電源相連接，變頻器接線另一端與振動(dòng)磨的驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連接；變頻器上可以進(jìn)行多點(diǎn)頻率的變化輸入，以使電機(jī)的輸入頻率按照設(shè)定的規(guī)律變化，從而驅(qū)動(dòng)振動(dòng)磨系統(tǒng)工作；傳感器依靠磁力置于振動(dòng)磨磨筒上，傳感器搭配積分電荷放大器使用，可將檢測的加速度信號及二次積分即振幅信號，傳輸給記錄分析儀，進(jìn)而可以記錄振動(dòng)磨的振強(qiáng)、振幅變化曲線，便于調(diào)整變頻曲線的變化規(guī)律，進(jìn)行控制程序編制， 實(shí)施對振動(dòng)磨機(jī)實(shí)施變頻控制。一種能產(chǎn)生高振強(qiáng)的多波變正弦曲線變頻控制振動(dòng)磨的變頻控制方法實(shí)施步驟1)選擇與設(shè)置變頻曲線多波變正弦曲線振頻遞增遞減循環(huán)周期的振頻時(shí)間變化規(guī)律，具有如下特點(diǎn)選用正弦曲線而不是余弦或其他曲線，是由于其具有的連續(xù)性、無突變等特性，可增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性；采用多波變正弦曲線達(dá)到變波周期、變波峰值是振動(dòng)磨粉磨工作多頻多幅的需要；振頻遞增遞減則分別可產(chǎn)生系統(tǒng)所需的高振強(qiáng)及大振幅，以實(shí)現(xiàn)振動(dòng)磨超細(xì)超微粉碎中的顆粒細(xì)化和解團(tuán)聚。2)設(shè)置循環(huán)周期多波循環(huán)為奇數(shù)波周期，即7、9、11波…，是便于實(shí)現(xiàn)高振強(qiáng)的超前控制；波峰值前半周期遞增、后半周期遞減循環(huán)，中位波峰值最大，且遞增遞減循環(huán)關(guān)于循環(huán)周期中點(diǎn)對稱；當(dāng)各正弦波波峰值較小時(shí)取波周期稍長，較大時(shí)取波周期稍短。實(shí)際運(yùn)行的振動(dòng)磨系統(tǒng)，由變頻控制器控制，按預(yù)設(shè)的程序運(yùn)行，由于系統(tǒng)的混沌特性，可能與設(shè)置的波峰值相差較大，設(shè)置時(shí)在遞增段須采取循序漸進(jìn)模式，觀測記錄振頻、振強(qiáng)、振幅數(shù)據(jù)，最終確定波峰值及作用時(shí)間，以保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行。3)編制控制程序若循環(huán)周期為9波，設(shè)置時(shí)間對應(yīng)輸出振頻的正弦變化圖，其對應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)信息設(shè)置于一表；若一個(gè)主循環(huán)取其振頻均值為50赫茲，由9波變正弦曲線組成， 設(shè)第一正弦曲線波周期為20s，變化幅度為IOHz ；第二正弦曲線波周期為16s，以此類推，則可得各波曲線及總的變正弦曲線振頻循環(huán)圖；據(jù)此圖可在變頻控制器上進(jìn)行按點(diǎn)的坐標(biāo)依次輸入，完成控制程序編制。4)程序運(yùn)行與調(diào)整完成上述步驟后，檢查接線情況，通電運(yùn)行電源接入變頻器后，按照預(yù)先設(shè)置的變頻曲線，實(shí)現(xiàn)各個(gè)端點(diǎn)的頻率輸出，傳輸給振動(dòng)磨的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使電機(jī)的輸入頻率按照設(shè)定的規(guī)律變化，從而驅(qū)動(dòng)振動(dòng)磨系統(tǒng)工作；傳感器依靠磁力置于振動(dòng)磨磨筒上，傳感器搭配積分電荷放大器使用，可將檢測的加速度信號及二次積分即振幅信號，傳輸給記錄分析儀，進(jìn)而可以記錄振動(dòng)磨的振強(qiáng)、振幅變化曲線，依據(jù)記錄分析儀的振強(qiáng)、振幅記錄，分析振動(dòng)磨振強(qiáng)對粉磨細(xì)化、解團(tuán)聚的效果，適當(dāng)調(diào)整變頻曲線的參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。本實(shí)用新型的有益效果根據(jù)實(shí)施例運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，可以看出振頻輸出曲線的變化，說明實(shí)施多波變正弦曲線振頻遞增遞減循環(huán)變頻控制，可使系統(tǒng)產(chǎn)生具有一定作用時(shí)間的高振強(qiáng)、超高振強(qiáng)或大振幅，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的多幅多頻效果，能顯著提高振動(dòng)磨自身效率、降低能耗、延長零部件壽命，并可實(shí)現(xiàn)一般硬度及超硬材料超微粉體的顆粒細(xì)化與解團(tuán)聚。

以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明圖1 一種能產(chǎn)生高振強(qiáng)的多波變正弦曲線變頻控制振動(dòng)磨結(jié)構(gòu)示意圖。圖2本實(shí)用新型變正弦遞增遞減循環(huán)變頻控制示意圖。圖3本實(shí)用新型變頻器輸出振頻曲線示意圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖1 3，一種能產(chǎn)生高振強(qiáng)的多波變正弦曲線變頻控制振動(dòng)磨，其特征在于由電源、變頻器、振動(dòng)磨、傳感器、記錄分析儀組成，變頻器接線一端與電源相連接，變頻器接線另一端與振動(dòng)磨的驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連接；變頻器上可以進(jìn)行多點(diǎn)頻率的變化輸入，以使電機(jī)的輸入頻率按照設(shè)定的規(guī)律變化，從而驅(qū)動(dòng)振動(dòng)磨系統(tǒng)工作；傳感器依靠磁力置于振動(dòng)磨磨筒上，傳感器搭配積分電荷放大器使用，可將檢測的加速度信號及二次積分即振幅信號，傳輸給記錄分析儀，進(jìn)而可以確定振動(dòng)磨的振強(qiáng)、振幅變化曲線，便于調(diào)整變頻器的變化規(guī)律，進(jìn)行控制程序編制，實(shí)施對振動(dòng)磨機(jī)實(shí)施變頻控制。由圖1可知，振動(dòng)磨系統(tǒng)由電源、變頻器、振動(dòng)磨、傳感器、記錄分析儀5部分組成， 分別選用380V電源、四方電氣C300系列4T0007型變頻器、GZM-2型振動(dòng)磨、北戴河YD64型壓電加速度傳感器、HOBO Pendant G加速度記錄分析儀。變頻器接線一端與電源相連接，一端與振動(dòng)磨的驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連接，變頻器上可以進(jìn)行多點(diǎn)頻率的變化輸入，以使電機(jī)的輸入頻率按照設(shè)定的規(guī)律變化；壓電加速度傳感器依靠磁力置于振動(dòng)磨磨筒上，傳感器搭配積分電荷放大器使用，可將檢測的加速度信號及二次積分即振幅信號，傳輸給記錄分析儀，進(jìn)而可以確定振動(dòng)磨的振強(qiáng)、振幅變化曲線，便于調(diào)整變頻器的變化規(guī)律，進(jìn)行控制程序編制，實(shí)施對振動(dòng)磨機(jī)實(shí)施變頻控制。根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境，對變頻器進(jìn)行合適的參數(shù)設(shè)置，通過變頻程序控制，實(shí)現(xiàn)程序控制的功能；利用置于筒體上的傳感器完成振強(qiáng)和振幅信號采集，以實(shí)現(xiàn)最佳的振動(dòng)研磨效果， 同時(shí)保證振動(dòng)磨機(jī)運(yùn)行安全可靠。一種能產(chǎn)生高振強(qiáng)的多波變正弦曲線變頻控制振動(dòng)磨的變頻控制方法的實(shí)施步驟1)選擇與設(shè)置變頻曲線多波變正弦曲線振頻遞增遞減循環(huán)周期的振頻時(shí)間變化規(guī)律，具有如下特點(diǎn)選用正弦曲線而不是余弦或其他曲線，是由于其具有的連續(xù)性、無突變等特性，可增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性；采用多波變正弦曲線達(dá)到變波周期、變波峰值是振動(dòng)磨粉磨工作多頻多幅的需要；振頻遞增遞減則分別可產(chǎn)生系統(tǒng)所需的高振強(qiáng)及大振幅，以實(shí)現(xiàn)振動(dòng)磨超細(xì)超微粉碎中的顆粒細(xì)化和解團(tuán)聚。2)設(shè)置循環(huán)周期多波循環(huán)為奇數(shù)波周期，即7、9、11波…，是便于實(shí)現(xiàn)高振強(qiáng)的超前控制；波峰值前半周期遞增、后半周期遞減循環(huán)，中位波峰值最大，且遞增遞減循環(huán)關(guān)于循環(huán)周期中點(diǎn)對稱；當(dāng)各正弦波波峰值較小時(shí)取波周期稍長，較大時(shí)取波周期稍短。實(shí)際運(yùn)行的振動(dòng)磨系統(tǒng)，由變頻控制器控制，按預(yù)設(shè)的程序運(yùn)行，由于系統(tǒng)的混沌特性，可能與設(shè)置的波峰值相差較大，設(shè)置時(shí)在遞增段須采取循序漸進(jìn)模式，觀測記錄振頻、振強(qiáng)、振幅數(shù)據(jù)，最終確定波峰值及作用時(shí)間，以保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行。3)編制控制程序若循環(huán)周期為9波，設(shè)置時(shí)間對應(yīng)輸出振頻的正弦變化圖，其對應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)信息設(shè)置于一表；若一個(gè)主循環(huán)取其振頻均值為50赫茲，由9波變正弦曲線組成， 設(shè)第一正弦曲線波周期為20s，變化幅度為IOHz ；第二正弦曲線波周期為16s，以此類推，則可得各波曲線及總的9波變正弦曲線振頻循環(huán)圖；據(jù)此圖可在變頻控制器上進(jìn)行按點(diǎn)的坐標(biāo)依次輸入，完成控制程序編制。4)程序運(yùn)行與調(diào)整完成上述步驟后，檢查接線情況，通電運(yùn)行電源接入變頻器后，按照預(yù)先設(shè)置的變頻曲線，實(shí)現(xiàn)各個(gè)端點(diǎn)的頻率輸出，傳輸給振動(dòng)磨的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使電機(jī)的輸入頻率按照設(shè)定的規(guī)律變化，從而驅(qū)動(dòng)振動(dòng)磨系統(tǒng)工作；傳感器依靠磁力置于振動(dòng)磨磨筒上，傳感器搭配積分電荷放大器使用，可將檢測的加速度信號及二次積分即振幅信號，傳輸給記錄分析儀，進(jìn)而可以記錄振動(dòng)磨的振強(qiáng)、振幅變化曲線，依據(jù)記錄分析儀的振強(qiáng)、振幅記錄，分析振動(dòng)磨振強(qiáng)對粉磨細(xì)化、解團(tuán)聚的效果，適當(dāng)調(diào)整變頻曲線的參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。圖2-3為本實(shí)用新型的實(shí)施例。圖2為一個(gè)變正弦遞增遞減循環(huán)控制設(shè)置圖例，通過程序設(shè)計(jì)控制變頻器，實(shí)現(xiàn)多波段變正弦振頻曲線控制振動(dòng)磨機(jī)。圖中設(shè)為9波段循環(huán)周期，則前5波正弦曲線振頻遞增，中位波為中波振頻最高，后4波正弦曲線振頻遞減，如此循環(huán)以實(shí)現(xiàn)多重變化、多頻多幅的振動(dòng)粉碎效果。同時(shí)每波正弦曲線振頻都可以在線修改，能夠邊調(diào)試邊修改，以求達(dá)到最佳振動(dòng)效果。圖3為實(shí)施例的變頻器輸出頻率曲線圖，為實(shí)現(xiàn)上述的主循環(huán)功能，設(shè)置時(shí)間對應(yīng)輸出振頻的正弦變化圖，其對應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)信息設(shè)置于一表，其中一個(gè)主循環(huán)由9波段變正弦曲線組成，依次為50+ IOsin (Λ/10)、
50 + 15sin ( M/8)、50 + 2Osm < 對/6)、50 + 25sin ( Λ Α)、50 + 3Osin ( Mit)、50 + 25sin ( Mf4)
、50 + 20sm (M/6) >50+15sm C >50 + 1 Osm ( λ/10),即第一正弦曲線波周期為 20s,
變化幅度為IOHz ；第二正弦曲線波周期為16s，變化幅度為15Hz ；第三正弦曲線波周期為 12s，變化幅度為20Hz ；第四正弦曲線波周期為8s，變化幅度為25Hz ；第五正弦曲線波周期為4s，變化幅度為30Hz，根據(jù)對稱性，第六 九正弦曲線同第四 一正弦曲線波周期及變化幅度，形成9波周期循環(huán)。當(dāng)然，也可以實(shí)施7或11等多波周期循環(huán)，變化幅度可根據(jù)具體工況試選，不再贅述。本實(shí)用新型經(jīng)過多次調(diào)試后振動(dòng)磨機(jī)實(shí)施工作運(yùn)行，未出現(xiàn)異常，說明調(diào)試后振動(dòng)磨；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明完全符合設(shè)計(jì)要求。本實(shí)用新型的實(shí)施例是在GZM-2型振動(dòng)磨中，應(yīng)用多波變正弦曲線變頻控制程序，進(jìn)行變頻控制試驗(yàn)后，證實(shí)多波變正弦曲線變頻控制振動(dòng)磨不僅可使系統(tǒng)產(chǎn)生具有一定作用時(shí)間的高振強(qiáng)、超高振強(qiáng)，達(dá)到預(yù)期的多幅多頻效果，且實(shí)現(xiàn)了粉體超微粉碎，解決了超微粉體顆粒不細(xì)化、硬團(tuán)聚問題，同時(shí)縮短粉碎時(shí)間，降低了單位能耗，提高了軸承等易損件的壽命。
權(quán)利要求1.一種能產(chǎn)生高振強(qiáng)的多波變正弦曲線變頻控制振動(dòng)磨，其特征在于由電源、變頻器、 振動(dòng)磨、傳感器、記錄分析儀組成，變頻器接線一端與電源相連接，變頻器接線另一端與振動(dòng)磨的驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連接；變頻器上可以進(jìn)行多點(diǎn)頻率的變化輸入，以使電機(jī)的輸入頻率按照設(shè)定的規(guī)律變化，從而驅(qū)動(dòng)振動(dòng)磨系統(tǒng)工作；傳感器依靠磁力置于振動(dòng)磨磨筒上，傳感器搭配積分電荷放大器使用，可將檢測的加速度信號及二次積分即振幅信號，傳輸給記錄分析儀，進(jìn)而可以確定振動(dòng)磨的振強(qiáng)、振幅變化曲線，便于調(diào)整變頻器的變化規(guī)律，進(jìn)行控制程序編制，實(shí)施對振動(dòng)磨機(jī)實(shí)施變頻控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能產(chǎn)生高振強(qiáng)的多波變正弦曲線變頻控制振動(dòng)磨，其特征在于所述傳感器采用壓電加速度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能產(chǎn)生高振強(qiáng)的多波變正弦曲線變頻控制振動(dòng)磨，其特征在于所述記錄分析儀采用加速度記錄分析儀。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種變頻控制的振動(dòng)磨，特別是一種能產(chǎn)生高振強(qiáng)的多波變正弦曲線變頻控制振動(dòng)磨，屬于振動(dòng)利用工程技術(shù)領(lǐng)域。由電源、變頻器、振動(dòng)磨、傳感器、記錄分析儀組成，變頻器接線一端與電源相連接，變頻器接線另一端與振動(dòng)磨的驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連接；變頻器上可以進(jìn)行多點(diǎn)頻率的變化輸入，以使電機(jī)的輸入頻率按照設(shè)定的規(guī)律變化，從而驅(qū)動(dòng)振動(dòng)磨系統(tǒng)工作；傳感器依靠磁力置于振動(dòng)磨磨筒上，傳感器搭配積分電荷放大器使用，可將檢測的加速度信號及二次積分即振幅信號，傳輸給記錄分析儀，進(jìn)而可以確定振動(dòng)磨的振強(qiáng)、振幅變化曲線，便于調(diào)整變頻器的變化規(guī)律，進(jìn)行控制程序編制，對振動(dòng)磨機(jī)實(shí)施變頻控制。
文檔編號B02C17/18GK202028437SQ2011200539
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者丁維, 劉極峰, 季軍, 張艷麗, 楊小蘭 申請人:南京工程學(xué)院