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高效偏心球磨机的研磨动力学及其速度控制的研究

张赐成  
【摘要】:本文基于新型偏心式行星球磨机的结构参数,探讨了磨球脱离筒壁的条件以及球磨机结构参数、偏心距e对球磨机研磨效率的影响,建立了研磨动力学模型,利用MATLAB对动力学模型进行了仿真分析,设计出变频调速控制系统实现了电动机按照正余弦规律变速。 文中在研究新型偏心式行星球磨机研磨运动学原理基础上,探讨了磨球的动力学与运动学之间的关系,导出了磨球与筒壁的脱离点不受球磨机转速影响,而仅与球磨机结构参数有关的研磨体脱壁临界表达式;揭示了球磨机的研磨效率与公转盘转速的立方成正比,而要使球磨机的研磨效率达到最大,电动机应不断的切换转速;并且建立了偏心距e对研磨效率影响的表征模型。基于模型利用MATLAB对球磨机的研磨效率进行了仿真分析;通过对球磨机结构参数的研究发现偏心距e影响磨球与筒壁脱离的位置、频率和脱离点半径r_(m1),从而影响研磨效率,但是有一个最佳值使研磨效率最高。 为了实现文中所导出的研磨动力学模型,使电动机按照正余弦规律变速,在考虑电机的启动、运行、调速和制动的特性的前提下,探讨了高功能性v/f控制的变频器(Emerson TD3000)实现给定球磨机运动方程的方法,在研究转速之间的切换和启动问题的基础上,设计出实现运动控制规律的变频调速控制系统,系统中由PLC完成数据的采集、传输和对电机等设备的控制任务,使电动机按照正余弦速度规律运转。论文通过理论计算验证了该系统实现的可行性。


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