圓錐機究竟能不能夠用來制砂？
2023-12-29來源：環(huán)球破碎機網(wǎng)
智能傳感技術(shù)在圓錐制砂機上的應用
圓錐機究竟能不能夠用來制砂？這是個眾說紛紜的討論題，其實還是個世界難題。眾所周知，圓錐機能夠滿足砂石骨料的生產(chǎn)，但是要將砂石骨料變成符合要求的機制砂難度確實非常之大。有兩大難題，一是破碎比之大，要將砂石骨料制成砂子，它的破碎比一般在15-20倍之上，機器承受的壓強數(shù)倍于通常的圓錐機。二是超小的閉邊排料口迫使腔內(nèi)被滾碾、層壓骨料的密度加大，導致圓錐機受到的剛性考驗極其強大。換言之，圓錐機在制砂過程中，其服役條件是極其嚴苛的。 浙江雙金在2010年開始立項研發(fā)圓錐制砂機，基于上述兩項難度的考慮，在普通圓錐機的前提下進行了數(shù)項改進。①用多缸液壓取代彈簧，提高機器剛性。②加粗主軸，改善其抗壓能力。③縮小破碎腔，減輕（常規(guī)）機器負荷。④用高鉻鑄鐵取代高錳鋼用于軋臼壁、破碎壁，提高材料耐磨性。于2013年獲得成功。圓錐機制砂與常規(guī)沖擊破制砂相比耗電低，粒型好，生產(chǎn)成本低，維修成本低，出砂成品率高（一次成品率可以達到60%以上）等種種優(yōu)勢。 但是始料未及的是在市場推廣中幾乎碰壁，顧客紛紛要求退貨，有的干脆直接改做整形機功能或移作他用。盡管圓錐制砂機許多方面明顯優(yōu)于沖擊破，但是人們還是普遍愿意采用沖擊破制砂。究其原因，是雙金的圓錐制砂機難于控制，將閉邊排料口調(diào)整到合適的間隙時，一旦碰到下料過多或其中突然摻雜一些超硬物料時，就會產(chǎn)生悶機事故。無可否定的是這種機器對現(xiàn)場操作者有極其嚴苛的要求，需要有較強的，敏感的操控調(diào)節(jié)能力，注意力必須十分集中。然而，這在制砂行業(yè)中，幾乎是風毛菱角。換言之，幾乎是不可能。 在天然砂日益枯竭，機制砂全面取代天然砂的今天，人們紛紛采用沖擊破制砂。雖然明知沖擊破耗電大，維修頻繁，其砂子粒型和級配不夠理想，但還是選擇了沖擊破來制砂。有的為了保證粒型和級配，還配套了對輥機和棒磨機參與制砂，于是推高了機制砂的成本。 此輪雙金圓錐制砂機研發(fā)的整體思路是通過縮小腔型，控制合適產(chǎn)量，使普通圓錐機各部零件能夠滿足制砂所需的剛性要求。實則是大馬拉小車的構(gòu)思，解決了圓錐制砂的難題。然而由于控制系統(tǒng)存在不足，現(xiàn)場操作難度極大，使該產(chǎn)品無法順利推廣。 雙金機械于2019年重新立項，重啟制砂機和制砂成套設備的研發(fā)項目，采用單缸液壓圓錐機制砂的新的設想。眾所周知，單缸液壓圓錐機有三大優(yōu)點：①主軸為浮動式，兩端支撐結(jié)構(gòu)，主軸徑向承載能力強；②腔型陡，下料更快；③可以不停機調(diào)整排料口，給現(xiàn)場操作帶來極大的方便。 在總結(jié)成功的經(jīng)驗和失敗的教訓的基礎上進行了下列的改進。①腔型的設計，在滿足超細物料的擠壓滾碾的基礎上加強了對破碎壁底邊的設計研討，因為物料通過底邊時容易滑落出腔，所以底邊一線的磨損失效遠比腔內(nèi)其他部分要少，不久就會因為少磨損而累積成坎，成坎后又阻擋了物料的自由落下，此時如果再不及時處理容易在底邊上部形成漩渦，影響了正常生產(chǎn)。針對這一難題痼疾，我們對破碎壁底邊采取了預失效措施，迫使底邊一線的磨損與破碎壁其他部分保持同步失效，形成恒定排料口腔型，使破碎壁、軋臼壁使用壽命更長，保障了機器的正常運作。②制砂機在運營過程中要承受比其他圓錐機更大的壓力，主軸、銅套、潤滑油這三者之間都承受了極大的考驗。當壓力無法改變的情況之下，降低偏心軸轉(zhuǎn)速也是一種選擇，由此來調(diào)節(jié)滑動軸承（銅套）PV值，控制油溫升高，保持有效潤滑，使生產(chǎn)得以正常進行。③對制砂機均衡喂料也是必須控制的重要一環(huán)，中央控制室的操作人員通過各種儀表和監(jiān)控視頻，密切關(guān)注生產(chǎn)動態(tài)，隨時調(diào)控。 滿足了上述要素后，一條生產(chǎn)中、粗機制砂的生產(chǎn)線基本上可以正常運行了，同樣可以用于整形和公路面料的生產(chǎn)。 在干法生產(chǎn)砂石骨料生產(chǎn)線中配備圓錐制砂機實行尾料制砂時（干法制砂），只需要配備除塵設備捕捉粉塵，滿足環(huán)保需求后是一種經(jīng)濟的選擇。 假如用于濕法生產(chǎn)或建筑廢料回收生產(chǎn)時需注意破碎腔內(nèi)物料的水分，避開3%-9%的這一段（因為在這范圍以內(nèi)被碾碎的砂料粘性很大，無法正常落下）必須加大沖水量，制砂生產(chǎn)可以正常進行。 綜上所述，雙金生產(chǎn)的圓錐制砂機從可以制砂而難以控制到目前的可以控制，應該說已經(jīng)取得了突破性的成功。 但是有待于進一步提高，通過對實驗基地制砂生產(chǎn)線運行的實際情況，目前存在三大不足之處：①生產(chǎn)的機制砂還停留在中、粗砂范圍以內(nèi)，暫時還無法滿足高級配的需求；②在人工疏于控制的情況下，進料速度或快或慢：當進料速度過快制砂機料斗物料過多，會出現(xiàn)滿出現(xiàn)象；進料速度過慢，制砂機腔內(nèi)物料出現(xiàn)物料過少，制砂機運行效率低，制砂產(chǎn)能低和機制砂品質(zhì)差；③生產(chǎn)過程中難以應對電機堵轉(zhuǎn)（悶機）事故，因此操作者為了避免事故發(fā)生，采用比較低的效率運作開開太平車，平均功率僅達到了60%，如這樣人為操作，對機制砂的產(chǎn)能提高和質(zhì)量提高都產(chǎn)生了瓶頸。所謂瓶頸，就是機器的功率輸出達不到理想狀態(tài)，而機制砂的產(chǎn)能和質(zhì)量實質(zhì)上都是須用電功率換出來的，人工控制的半自動生產(chǎn)線由于人為原因而受到制約。因為人類的天然惰性總是選擇在安全系數(shù)較大的范圍內(nèi)操作，客觀上形成了瓶頸。 為了克服這些瓶頸，雙金研發(fā)團隊認識到要想讓圓錐制砂機充分發(fā)揮效率必須采用數(shù)字化智能化先進技術(shù)，浙江雙金與杭州電子科技大學簽訂“智能裝備”聯(lián)合創(chuàng)新實驗室合作協(xié)議，由校方負責軟件設計，廠方負責資源提供和硬件配套，雙方積極努力共同合作研發(fā)。通過生產(chǎn)線智能化控制技術(shù)革新提高機制砂生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。采用各種先進的傳感技術(shù)運用到圓錐制砂機以及制砂生產(chǎn)線智能化中去。 智能化控制的最大優(yōu)點就是圓錐制砂機的排料口大小、進料速度和偏心軸轉(zhuǎn)速通過智能化控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對制砂機的自動調(diào)整和精確控制，提高制砂效率和砂的品質(zhì)，在用足功率的前提下杜絕電機堵轉(zhuǎn)（悶機），提高生產(chǎn)效益。這也是對制砂機和制砂生產(chǎn)線技術(shù)的重大突破和質(zhì)的飛躍。 一、制砂生產(chǎn)線智能化控制點主要通過以下幾個方面：
1. 電流控制點：在制砂過程中，若制砂機負荷變大，電流會產(chǎn)生異常波動，傳感器信號立即發(fā)出指令，制砂機瞬間反應放大排料口，防止電機堵轉(zhuǎn)（悶機）事故。過后智能控制器根據(jù)恒定功率設定，通過智能控制器的指令，慢慢的縮小排料口，繼續(xù)高效運作。智能控制值一般設定在滿負荷的90%—95%之間。采用智能化技術(shù)以后，充分發(fā)揮圓錐制砂機的工作效率和優(yōu)勢，產(chǎn)量、級配、粒型等各方面明顯優(yōu)于其他同功率的各種制砂機。 2. 料位控制點：通過傳感器信號發(fā)出指令，自動控制進料速度，確保能滿腔均勻的給料，均衡生產(chǎn)。防止進料速度過快制砂機料斗滿出，進料速度過慢，制砂機運行效率低，制砂產(chǎn)能低和機制砂品質(zhì)差。 3. 溫度控制點：當潤滑油溫度上升過快或溫度接近上限時，傳感器信號立即發(fā)出指令，降低偏心軸轉(zhuǎn)速維持滑動軸承（銅套）的正常PV值，將產(chǎn)量控制在合理范圍以內(nèi)。 4. 壓力控制點：制砂過程中，當液壓缸壓力過大時，傳感器信號發(fā)出指令，打開調(diào)節(jié)閥，使得壓力控制在正常范圍以內(nèi)。 二、制砂生產(chǎn)線智能化控制系統(tǒng)及方法與流程主要包括以下步驟：
1.傳感器信號采集：通過安裝在制砂機上的傳感器，如電流傳感器、料位傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等，實時采集制砂機的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。 2.數(shù)據(jù)處理與分析：將傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行處理與分析，根據(jù)制砂機的工作狀態(tài)判斷出制砂機是否需要進行調(diào)整。 3.智能控制器：根據(jù)數(shù)據(jù)處理與分析的結(jié)果，通過程序控制和人工智能算法對制砂機進行自動調(diào)整。 4.制砂機調(diào)整：根據(jù)智能控制器的指令，對制砂機進行相應的調(diào)整，如調(diào)整制砂機的排料口大小、進料速度、偏心軸轉(zhuǎn)速等，確保恒功率滿負荷運行，以達到最大的制砂效率。 5.反饋裝置：安裝在制砂機上的反饋裝置可以實時監(jiān)測出砂的產(chǎn)量和品質(zhì)，并將這些數(shù)據(jù)反饋給智能控制系統(tǒng)。 6.系統(tǒng)優(yōu)化：根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)，不斷對智能控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，以提高制砂效率和砂的品質(zhì)。 通過上述制砂生產(chǎn)線智能化控制方案的實施，可以大大減少生產(chǎn)線的人工成本，用智能化取代人工操作，可實現(xiàn)無人化制砂工廠。 雙金機械幾十年如一日，尊重科學、勇于創(chuàng)新、敢于挑戰(zhàn)。在研發(fā)圓錐制砂機的過程中，屢經(jīng)挫折、始終堅持，一直努力克服種種困難，探索解決方法，一直堅信圓錐機用于制砂的設想是可行的。目前該方案的實施已經(jīng)初見成效，必將獲得成功。 雙金機械首先在行業(yè)內(nèi)提出采用圓錐機制砂的概念是正確的，可行的。雙金機械制砂取得的成功，將會對推動行業(yè)進步做出巨大貢獻。
責任編輯:王子祺
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