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实验室立磨及数据采集控制系统设计(全套图纸+论文)

时间:2009-4-30来源:http://myeducs.cn 作者: 网学

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  摘      要.

  立式磨是利用料床粉碎原理进行粉磨物料的一种研磨机械。它主要用于水泥、煤炭、电力等行业。本文作者从实际运用及经济等角度出发,通过认真的研究和论证,设计出了这款ML4532的立式磨机及其它的控制系统。该立式磨易于调节、粒度均匀、噪音低、磨损小扬尘少、系统工业流程简单、占地面积小、投资省等优点。其控制系统是由89C51、X25045复位电路、TLC2543A/D转换器、独立中断式人机接口键盘、LCD液晶显示器、程序存储器、数据存储器组成。它不但能满足磨机的控制要求,也可对多路模拟量和开关量信号采集和控制。本文详细的介绍了磨机的设计原理、设计过程及使用和维护方法及其它的控制系统的设计和各个模块的程序。

  关键词:立式磨、控制、数据采集

  Abstract

  Vertical to rub and utilize material bed crush principle carry on powder rub a kind of machinery of grinding of supplies. It is used in the trades, such as cement, coal, electric power,etc. mainly. The author of this text sets out in terms of use actually and economy,etc., pass serious research and demonstration , Design the vertical mill of this ML4532 and other control systems. It is should the vertical to rub regulate easily, grain size the even, noise the low, wear and tear light to raise dust the little, there is the simple the procedure not industrials, occupation of land the little in area, last merits, such as province,etc. system. Its control system is by 89C51, X25045 restore to the throne circuit, TLC2543A/D converter, person who cut off man-machine interface keyboard, LCD liquid crystal display, procedure memory, datum memory make up independently. It can meet control request of mill, but also can and switch amount signal gathered and controls to many way analog quantity. This text detailed introduction design principle, design process and use and maintain method and other design and each procedure of module of control system of mill.

  Keyword: vertical to Rub , control , the data gather

  目 录

  0前言. 1

  1 总体方案论证. 3

  1.1 设计方案. 3

  2计算部分. 4

  2.1 磨辊宽度的确定. 4

  2.2 磨机通风量的确定. 4

  2.3 磨盘转速的确定. 4

  2.4 磨辊的压力的确定. 5

  2.5 所需功率的确定. 6

  2.6 液压缸的确定. 7

  3设计部分. 8

  3.1 减速机的设计. 8

  3.2 液压系统的设计. 8

  3.3 检测控制系统的设计. 9

  3.4 耐磨材料的选择. 9

  3.5 控制系统的设计. 10

  4结论. 22

  致谢. 23

  参考文献. 24

  附件清单. 25

  0.前言

  长期以来,球磨机作为一种传统的粉磨设备,一直垄断着水泥工业粉磨作业的全过程,所消耗的电能约占水泥生产总电耗的70%左右,因此,粉磨作业的节能一直是水泥工作者高度重视的问题之一。

  球磨机的粉磨机理论基于冲击和研磨作用,其特点:

  (1)  必须把几十吨,甚至上百吨的研磨体和物料同时带到一定的高度、;

  (2)  研磨体作用在物料上的力变化较大,非人为所能控制;

  (3)  研磨体之间以及研磨体与衬板之间存在着无用撞击,大量的能量被白白消耗;

  (4)  存在过磨现象;

  (5)  噪音大,一般为100~120dB;

  (6)  研磨体消耗大。

  由于球磨机粉磨机理存在上述缺陷,导致能量有效利用率极低,据资料报道,一般为1~3%。

  以往水泥工业粉磨系统的节能改造工作都局限在球磨机本身及其系统的改造上,如改进磨机衬板、隔仓板、调整研磨体级陪、磨内通风、改开流系统为闭和系统、降低入磨物料粒度等等,都取得了一定的增产节能效果,但没有从根本上解决球磨机理上存在的问题。

  从国外二十年代末发明了立式磨技术以来,在水泥工业作为原料的烘干兼粉磨设备,节能效果十分明显。立式磨采用料床原理粉磨物料,主要有以下特点:

  (1)物料受挤压,冲击和剪切作用,能量利用率高、电耗低,比球磨机节.电20~30%。

  (2)烘干能力大。立式磨采用气体输送物料,在粉磨水份较大的物料时可控制入磨风温,在对物料进行粉磨、选粉、输送的过程中进行烘干;是产品达到要求的水份。在立式磨内可烘干粉磨水份高达10~15%的物料。

  (3)入磨物料粒度大,可达辊磨直径底5%,所以大中型立式磨可以省掉二级破碎。

  (4)产平的化学成份及细度稳定。物料在立式磨内停留时间仅2~3分钟,而球磨机则要15~20分钟。所以立式磨系统产品的化学成份可一很快测定、校正,成份波动小,有利于均化。此外,立式磨内的合格产品能及时分离出来,避免了过粉磨现象。产品细度可通过调节分离器转子转速迅速改变,细度稳定,粒度均齐,有利于煅烧。

  (5)工艺流程简单、占地面积小、建筑面积小。立式磨集破碎、粉磨、烘干、选粉、输送无道工序于一体,工艺简单、布局紧凑。

  (6)噪音低、扬尘少,操作环境整洁立式摸的噪音仅为80~85Db,系统在负压下工作,无粉尘飞扬,操作环境清洁。。

  (7)研磨体消耗少,寿命长、运转率高。由于立式磨辊套与衬板之间不直接接触,磨损小,研磨体寿命长、运转率高。

  同时,磨机的控制系统也一直是人们所关心的问题,随着计算机在工业控制领域的应用迅速发展,我国水泥工业自动化程度正日益提高。计算机控制系统和各种新型仪表不断的推广使用,所以说设计出一个比较好的控制系统也是提高水泥的生产质量、效率的一个可靠的保证。本文以89C51为CPU,TLC2543A/D转换器、X25045复位电路、独立式中断键盘、LCD夜晶显示器、并扩展8255A芯片作为控制单元共同组成了一个完整的数据采集控制系统。此系统不仅仅满足于此立式磨的控制,还能对多路模拟量和开关量信号采集和控制,此外本文还介绍了控制系统的各个模块的程序设计。

  由于立式磨在粉磨机理上比球磨机有重大突破,而且它的控制系统也是处于领先地位,它可对多路模拟量和开关信号进行采集和控制,正因为有这么多的优点,所以此系统水泥工业节能降低、推动粉磨技术的发展和重大的进步有着极为重要的作用。

  1 总体方案论证

  1.1.设计方案

  (1) 磨盘及磨辊是立式磨最重要的部件之一,合理的磨盘形状配以相适应的磨辊,对提高粉磨效率、减少研磨体消耗有着极为重要的作用.通过具体的分析,选择了一种具有两个辊的辊式磨,磨盘为平面、磨辊为锥台、磨辊轴与水平面呈15夹角.

  (2) 立式磨的传动装置安置在磨机的下部,它既要带动磨盘转动,还要承受磨盘、物料、磨辊的重量以及加压装置施加的碾磨压力,是立式磨中最重要的部件之一。由于要承受很大的垂直压力及冲击载荷,所以传动装置采用圆锥-圆柱传动的减速机。

  (3) 加压方式的确定

  除摆辊外,所有型号的立式磨均有两种加压方式,即弹簧加压和液压加压。弹簧加压有三个严重的缺点:第一,由于磨辊和衬板逐渐磨损,对物料的加压逐渐减小,致使粉磨能力下降;第二,立式磨必须在满负荷状态下起动,要求电动机动力矩大,起动困难;第三,弹簧的压力不能自动调节,当磨内进入较大的物料或铁块等杂物时,磨机会严重过载,不利于呆板权运行。

  随着液压技术的发展以及对立式磨性能要求的提高,目前除大中型立式磨采用液压加压以外,小型的立式磨也采用液压加压,这重加压方式解决了弹簧加压的问题,碾磨压力稳定,调节方便,并且可以在运行中进行调节,当立式磨内进入铁块等杂物时,磨辊可以跳起越过杂物,此时由于蓄能器的缓冲吸振作用使磨机不会过载,此外,用这种加压方式还能很方便地抬起磨辊,使磨机能轻载或空载起动。因此,此重立式磨也采用液压方式提供碾磨压力。

  (4)控制方式的确定

  控制部份系统主要包括A/D转换、复位电路、存储器和作为人机接口的键盘、显示器等。


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