西门子变频器在陶瓷球磨机上的应用

球磨机专用变频器应用手册一、球磨机的结构特点球磨机是粉磨工艺中最主要的设备，在我国陶瓷行业，球磨机被大量使用，是物料粉碎不可缺少的主要生产设备。

球磨机一般功率都较大，工作效率又很低，因而成为球磨行业最大的耗电设备。

对球磨机进行节能改造，对于我国建设节约型社会，减少环境污染具有重大的经济和社会意义。

球磨机一般由筒体、衬板、给料器、排料器、空中轴、轴承、传动装置和润滑系统组成。

筒体：圆形筒体由若干块儿厚度为十二到十五毫米的钢板焊接而成。

其两端焊接有法兰盘，以便与铸钢的给料端盖、排料端盖连接，筒内装有可以更换的衬板，为了使衬板与筒体内壁紧孔，入孔多为矩形，长度一般为350到550mm。

给料部：由带有中空轴颈的端盖联合给料器，扇形衬板和轴颈内套等部件组成，中空轴颈内套可防止给料磨损轴颈内表面，内套的内表面带有螺旋，有助于给料，给料器用螺栓固定在内套的端部，一般使用联合式给料器，其次是鼓式给料器和涡式给料器等。

排料器：由带有中空轴颈的端盖，格子衬板，衬块，中心衬板，和轴颈内套等零件组成，在端盖内壁上铸有八条放射性筋条，相当于隔板，每两根筋条之间有格子衬板，用衬块挤压固定，衬块则由螺钉穿过壁上的筋条固紧在端盖上，自中心部分，利用中心衬板的止口拖住所有格子衬板，中空轴颈的内套在排料格子的一端制成喇叭形叶片，以引导隔板淘起的矿浆顺着叶片流出，整个排料部位和给料部位都一样紧固在筒体法兰盘上。

驱动部分：球磨机属于低速重载设备，装载量大起动力矩也很大，一般需要加载液力耦合器来完成传动系统的起动和调速。

二、球磨机的种类及工作原理球磨机主要用于选矿、陶瓷、化工、水泥、玻璃、耐火材料等行业。

球磨机分为干、湿两种，干式用于耐火材料、水泥、化肥、玻璃行业；湿式用于选矿、陶瓷、化工行业。

湿式球磨机是将物料渗水进行湿磨，干式球磨机则不允许渗水，应进行干磨。

物料由进料装置进入球磨仓内，该仓内有阶梯衬板或波纹衬板，内装不同规格研磨机，为使球磨机仓内物料与研磨球均匀分布，避免因偏重引起球磨机起动困难，进料时需起动辅机，该过程也称甩磨，甩磨又分辅机甩磨或直接起动甩磨。

球磨机变频调速节能原理探讨作者：黄德君来源：《佛山陶瓷》 2011年第2期摘要：通过对陶瓷厂球磨机运作的原理分析，利用变频器调频降速，在不影响球磨效率的情况下，达到节能效果，降低球磨机的能耗成本。

关键词：陶瓷；球磨机；变频器；节能1引言球磨电机使用变频调速驱动来达到节能的目的，在陶瓷行业的粉料加工工序中，已经是广泛应用。

本文将对球磨机变频调速的节能原理进行分析探讨。

2节能原理分析球磨机应该以什么样的速度转动，才能达到它的最佳效果呢？根据理论推算，球磨机的转速在满足n＝21/D这个公式的情况下，效果最佳。

其中，分子是常数21，分母是球石重心的转动轨迹直径的平方根。

可见球石重心的运动轨迹直径越大，需要的转速就越小；球石重心运动轨迹直径越小，需要的转速就越快。

这就是为什么我们看到的大球磨机的转速比较慢，而小球磨机的转速比较快的原因。

在同一个球磨机中，球石的运动轨迹是不是一成不变的呢？显然不是。

我们用简单的示意图来说明，如图1所示，球磨罐体中加了球石和沙泥料，刚加的料因为颗粒比较大，有的是块状，因阻隔原因导致球石与球石之间的间距较大。

我们取其中的一部分球石的运动轨迹来分析，见图2。

球石群体平均重心的运动轨迹等效直径较小，用D1表示（见图2a）。

因此，要使球磨机达到理想的效果，需要的转速就要快。

当球磨到一定的时间之后，那些较大颗粒的沙石料逐渐被砸碎，块状的泥也被分解了，球石与球石之间的间距缩小，球石群重心的运行轨迹的平均等效直径就增大到D2，如图2b所示，因此球磨机需要的理想转速相应地要减小。

可见，球磨机的转速应该是一个由大变小的过程，这就是为什么要使用变频器调速的原因。

使用变频之后，球磨后期的转速可由50Hz降到40Hz以下。

当它降速之后，电压和电流相应地降了下来，消耗的功率也就降下来，这就是球磨变频节电的原理。

球磨机后期转速降下来之后，由于球石之间的泥浆流速加快，并不会影响球磨效率，实际上，我们使用变频调速之后，磨一罐料所需的时间不会加长。

ACT变频器在球磨机上的应用2009/5/27/11:36 来源：创杰电气一、前言长期以来，墙、地、砖、及化工工厂普遍采用球磨机研磨陶瓷原料，它一般采用简单的工频控制，易造成物料的过度研磨，所需研磨周期较长，研磨效率较低，单位产品功耗较大，启动电流大，对设备和电网的冲击很大，机械设备的生产维护量也大，而且电的损耗量相当惊人，这必然会给生产厂家带来很多不必要的麻烦和严重的资源浪费，所以随着社会经济的发展及企业生产规模的扩大，直接工控球磨机的弊病已暴露无遗，并严重地阻碍了各工业企业快速发展。

这就促使人们去研制启动平滑、研磨效率较高、产量大、能耗低的球磨机——变频控制球磨机。

二、主要构造陶瓷工业球磨机主要由传动装置、筒体装置、加料装置、卸料装置及电气控制装置等组成。

三、传动装置陶瓷工业球磨机装载量大，所需动力消耗也很大，因此陶瓷工业球磨机通常采用1至2台几百千瓦的大功率电动机通过液力偶合器共同驱动硬齿面圆柱齿轮减速机，再经一对齿轮传动或皮带轮等驱动筒体旋转，从而达到研磨物料的作用。

四、工作原理球磨机由给料部、出料部、回转部、传动部（减速机、小传动齿轮、电机、电控）等主要部分组成。

陶瓷工业具有一个水平放置的筒体，筒体被隔板（钻有许多小圆孔的圆板——筛板）分成3～4个研磨腔，每个研磨腔内装有一定形状尺寸的研磨体，筒体旋转时，物料和研磨体等在摩擦力和离心力的作用下被筒体提升到一定高度，然后在重力的作用下沿近似抛物线轨迹落下来冲击和研磨筒体底部的另一部分物料，并产生一定的轴向运动促使物料研磨和混合均匀。

四、电气基本控制装置陶瓷工业球磨机属于低速重载设备，装载量大，起动力矩也很大，因此陶瓷工业球磨机通常采用附加启动电机冲击启动或软启动装置来启动，对电网冲击大，而且启动完成后运转时所需的转距减小，所以在节约能源方面有很大的空间。

五、改造方案根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，改造后的球磨机系统应满足以下要求。

陶瓷球磨机的性能及用途陶瓷球磨机是筒体采用陶瓷制成的球磨机，容量很小一般适用于产品试制间断小批量生产，是国内选矿机械专家结合国内最新技术研制开发的又一新型节能球磨设备。

它不但提高了生产能力和破碎效率，还扩大了应用范围，从石灰石到玄武岩，从石料生产到各种矿石破碎，它都可以在各种中碎、细碎、超细碎作业中提供无与伦比的破碎性能。

陶瓷球磨机是当今矿山建筑行业替代弹簧圆锥破碎机和更新一般液压圆锥破碎机的最新一代产品，是大型石料厂和矿业破碎的最理想设备。

陶瓷球磨机与传统球磨机的区别在于：传统的球磨机工作时是研磨钢球被机器旋转产生的离心力带到高处，在自身重力的情况下对物料进行冲击和研磨，陶瓷球磨机工作也是如此，但不同于一般传统的是，陶瓷球磨机研磨后的颗粒进入螺旋分级机中经过分级机筛选出合格的产品，较粗的颗粒会重新回到陶瓷球磨机内进行研磨，所以说对于颗粒的选择方面更加的合理化。

再者，在进行研磨的过程中还有一项合理化的是陶瓷球磨机可以自减压启动，降低起动电流，更加的节能省电。

相比于传统球磨机来说，陶瓷球磨机工作效率更高，生产过程中更加的稳定，这与它的设计构造有很大的关系，曲面性的铲刀不仅避免了磨辊磨环中部过度磨损，而且增大了有效的工作面积，增大了产量，同时陶瓷球磨机主机传动装置采用密闭齿轮，所以增强了传输的稳定性。

陶瓷球磨机主要用于物料的混合，研磨，产品的细度均匀，节省动力。

既可干磨，也可湿磨。

该机可以根据生产需要采用不同的衬板类型，以满足不同需要。

研磨作业的细度，依靠研磨时间自行控制。

电动机自减压启动，降低起动电流，其结构分为整体式独立式。

本产品具有投资少，较同类产品节能省电，结构新颖，操作简便，使用安全，性能隐定可靠等特点。

适用于陶瓷釉料、超细石英粉等对物料含铁量及洁净程度要求苛刻的细磨作业。

用户可依据物料比重，硬度，并根据产量等因素综合考虑选择合适的型号和衬板，介质类型。

矢量变频器在球磨机上的应用摘要：介绍了矢量变频器在球磨机中的应用，对其使用现状以及问题给与介绍，同时对变频改造方案和应用效果加以介绍，结论说明变频器在球磨机运行中具有良好的经济性和安全性。

关键词：矢量变频器；球磨机；节能1. 概述变频器在陶瓷、发电、电解铝、水泥等行业的应用已非常普遍，生产机械如回转窑中的主传动、各种风机、传送带等以往不使用调速或使用电磁调速和其他的调速方式的，都相继改造为变频交流调速。

改造的目的是方便生产过程中工艺调速，以提高产品的产量、质量，同时实现自动化节能。

但是，在变频调速在粉磨工艺中最主要的设备球磨机上的应用其本还是空白。

球磨机一般采用的工频控制，易造成物料的过度研磨，且研磨周期较长，研磨效率较低，单位产品功耗较大。

同时,球磨机一般采用星三角或自耦降压启动，启动电流特别大，对设备和电网的冲击很大，而且电的损耗量相当惊人，这必然会给生产厂家带来很多不必要的麻烦和严重的资源浪费，所以随着社会经济的发展以及企业产生规模的扩大，直接工控球机磨的弊病已暴露无遗，并严重地阻碍了各工业企业快速发展。

这促使人们去研制启动平滑、研磨效率较高、产量大、能耗低的球磨机——变频控制球磨机。

2. 球磨机的临界转速和最佳工作转速球磨机一般以固定转速运行，筒体的转速由皮带轮或齿轮减速机构或用液力耦合器决定。

其转速直接影响到钢球和物料的运动状况及物料的磨制过程。

在不同的转速下，筒体内的钢球和物料的运动状况如图1所示。

图1不同转速下筒体内钢球和物料的运动状况图若转速比较低时，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，钢球沿斜面滑下，如图1（a），不能形成足够的落差，钢球对物料的磨碎作用很小，此时效率很低。

如果筒体的转速很高，离心力使物料和钢球不再脱离筒壁，而是随其一起旋转，如图1（C）。

产生这种状态的最低转速称为临界转速。

这时钢球没有撞击作用，物料仅受到轻微的研磨，效率也很低。

当筒体的转速处于上述二者之间时，钢球被带到一定的高度后沿抛物线落下，如图1（b）。

陶瓷生产线PLC与变频器的通讯随着科技的不断发展，生产自动化成为现代企业发展的趋势。

在陶瓷生产线上，PLC （可编程逻辑控制器）和变频器是两种重要的自动化设备。

它们之间的通讯能力对于生产线的稳定运行和优化生产过程至关重要。

本文将探讨陶瓷生产线上PLC与变频器的通讯方式，以及其在生产中的应用。

一、PLC与变频器的基本概念1. PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业控制的计算机。

它能够通过编程实现对生产过程的自动控制和监控。

PLC通常用于控制生产线上的各种设备，如输送机、加工机械、输液泵等。

2. 变频器是一种用于调节电动机转速的设备。

它能够通过改变电机的供电频率来实现对电机转速的精确控制。

在陶瓷生产线上，变频器通常用于控制窑炉、进料机等设备。

二、PLC与变频器的通讯方式PLC与变频器之间的通讯可以通过多种方式实现，常见的有Modbus通讯、Profibus通讯、以太网通讯等。

1. Modbus通讯Modbus是一种常用的工业通讯协议，适用于不同厂家、不同类型的设备之间的通讯。

在陶瓷生产线上，PLC和变频器可以通过Modbus协议进行通讯，实现对变频器的控制和监控。

3. 以太网通讯以太网通讯是一种通过以太网传输数据的通讯方式，它具有传输速度快、稳定可靠的特点。

在陶瓷生产线上，PLC和变频器可以通过以太网通讯实现对变频器的远程监控和控制。

三、PLC与变频器的通讯应用在陶瓷生产线上，PLC与变频器的通讯应用非常广泛，主要体现在以下几个方面：1. 生产线控制PLC与变频器的通讯能够实现对生产线上各个设备的统一控制。

在陶瓷生产过程中，窑炉、干燥机、进料机等设备的启停、转速调节等操作均可以通过PLC与变频器的通讯实现，从而提高生产效率、降低能耗。

2. 故障诊断PLC与变频器的通讯能够实现对设备运行状态的实时监控和故障诊断。

一旦设备出现故障，PLC可以通过与变频器的通讯获取相关信息，并及时采取措施进行维修，从而减少生产中断时间，提高生产线的稳定性。

变频器在陶瓷生产设备中的应用技术陶瓷产业是我国重要的传统产业之一，而随着科技的不断发展，变频器技术逐渐在陶瓷生产设备中得到应用。

本文将探讨变频器在陶瓷生产设备中的应用技术，并分析其优势。

一、变频器简介变频器，也称为变频调速器，是一种将交流电转换成调节电压和频率的装置。

它可以通过调节输出电压和频率，实现对电机的调速控制。

变频器通过改变电机供电频率，可以实现电机的平稳启动、调速运行、定速运行以及逆变供电等控制功能。

二、变频器在陶瓷生产设备中的应用1. 陶瓷坯体制备在陶瓷生产过程中，制备坯体是一个关键步骤。

传统的制备方法主要依靠机械搅拌，存在能耗高、调节难、效果差等问题。

而使用变频器调速技术，可以有效地控制搅拌机的转速，实现材料的均匀混合，降低能耗，提高生产效率。

此外，变频器还可以实现对搅拌机的启停控制，使操作更加灵活方便。

2. 陶瓷干燥陶瓷干燥是制作陶瓷产品的重要工艺环节。

传统的干燥设备通常采用恒温恒湿的方式，效果较差。

而利用变频器调速技术，可以通过控制风机的转速，调节风量和温度，使干燥过程更加高效稳定。

同时，变频器还可以实现对干燥设备的多点控制，减少能耗，提高产品的质量。

3. 陶瓷成型陶瓷成型是将坯体进行模具成型的过程，通常采用压力机或注塑机等设备。

利用变频器技术，可以实现对压力机和注塑机的调速控制，提高成型速度，减少能耗。

同时，变频器还可以根据产品要求，调整压力和速度，实现更加精确的成型效果。

4. 陶瓷烧结陶瓷烧结是将成型后的陶瓷坯体进行高温处理，使其具有一定的硬度和强度。

利用变频器技术，可以实现对烧结设备的调温控制，提高烧结温度的均匀性和稳定性，减少能耗。

同时，变频器还可以实现对烧结设备的多点控制，根据产品要求进行灵活的调节。

三、变频器应用的优势1. 节能高效：通过变频器技术，可以根据陶瓷生产的实际需求，调整设备运行时的电压和频率，避免电能的浪费，降低能耗，提高生产效率。

2. 调速控制精准：变频器可以实现对陶瓷生产设备的精确调速控制，根据产品要求调整转速，保证产品质量的稳定性。