圓錐機(jī)究竟能不能夠用來(lái)制砂？
2023-12-29來(lái)源：環(huán)球破碎機(jī)網(wǎng)
智能傳感技術(shù)在圓錐制砂機(jī)上的應(yīng)用
圓錐機(jī)究竟能不能夠用來(lái)制砂？這是個(gè)眾說(shuō)紛紜的討論題，其實(shí)還是個(gè)世界難題。眾所周知，圓錐機(jī)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(jī)制砂難度確實(shí)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(jī)器承受的壓強(qiáng)數(shù)倍于通常的圓錐機(jī)。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(dǎo)致圓錐機(jī)受到的剛性考驗(yàn)極其強(qiáng)大。換言之，圓錐機(jī)在制砂過(guò)程中，其服役條件是極其嚴(yán)苛的。 浙江雙金在2010年開(kāi)始立項(xiàng)研發(fā)圓錐制砂機(jī)，基于上述兩項(xiàng)難度的考慮，在普通圓錐機(jī)的前提下進(jìn)行了數(shù)項(xiàng)改進(jìn)。①用多缸液壓取代彈簧，提高機(jī)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(jī)器負(fù)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(jī)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(dá)到60%以上）等種種優(yōu)勢(shì)。 但是始料未及的是在市場(chǎng)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(jī)功能或移作他用。盡管圓錐制砂機(jī)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(jī)難于控制，將閉邊排料口調(diào)整到合適的間隙時(shí)，一旦碰到下料過(guò)多或其中突然摻雜一些超硬物料時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生悶機(jī)事故。無(wú)可否定的是這種機(jī)器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作者有極其嚴(yán)苛的要求，需要有較強(qiáng)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(fēng)毛菱角。換言之，幾乎是不可能。 在天然砂日益枯竭，機(jī)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(jí)配不夠理想，但還是選擇了沖擊破來(lái)制砂。有的為了保證粒型和級(jí)配，還配套了對(duì)輥機(jī)和棒磨機(jī)參與制砂，于是推高了機(jī)制砂的成本。 此輪雙金圓錐制砂機(jī)研發(fā)的整體思路是通過(guò)縮小腔型，控制合適產(chǎn)量，使普通圓錐機(jī)各部零件能夠滿足制砂所需的剛性要求。實(shí)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(chǎng)操作難度極大，使該產(chǎn)品無(wú)法順利推廣。 雙金機(jī)械于2019年重新立項(xiàng)，重啟制砂機(jī)和制砂成套設(shè)備的研發(fā)項(xiàng)目，采用單缸液壓圓錐機(jī)制砂的新的設(shè)想。眾所周知，單缸液壓圓錐機(jī)有三大優(yōu)點(diǎn)：①主軸為浮動(dòng)式，兩端支撐結(jié)構(gòu)，主軸徑向承載能力強(qiáng)；②腔型陡，下料更快；③可以不停機(jī)調(diào)整排料口，給現(xiàn)場(chǎng)操作帶來(lái)極大的方便。 在總結(jié)成功的經(jīng)驗(yàn)和失敗的教訓(xùn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了下列的改進(jìn)。①腔型的設(shè)計(jì)，在滿足超細(xì)物料的擠壓滾碾的基礎(chǔ)上加強(qiáng)了對(duì)破碎壁底邊的設(shè)計(jì)研討，因?yàn)槲锪贤ㄟ^(guò)底邊時(shí)容易滑落出腔，所以底邊一線的磨損失效遠(yuǎn)比腔內(nèi)其他部分要少，不久就會(huì)因?yàn)樯倌p而累積成坎，成坎后又阻擋了物料的自由落下，此時(shí)如果再不及時(shí)處理容易在底邊上部形成漩渦，影響了正常生產(chǎn)。針對(duì)這一難題痼疾，我們對(duì)破碎壁底邊采取了預(yù)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(zhǎng)，保障了機(jī)器的正常運(yùn)作。②制砂機(jī)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中要承受比其他圓錐機(jī)更大的壓力，主軸、銅套、潤(rùn)滑油這三者之間都承受了極大的考驗(yàn)。當(dāng)壓力無(wú)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(lái)調(diào)節(jié)滑動(dòng)軸承（銅套）PV值，控制油溫升高，保持有效潤(rùn)滑，使生產(chǎn)得以正常進(jìn)行。③對(duì)制砂機(jī)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(guò)各種儀表和監(jiān)控視頻，密切關(guān)注生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，隨時(shí)調(diào)控。 滿足了上述要素后，一條生產(chǎn)中、粗機(jī)制砂的生產(chǎn)線基本上可以正常運(yùn)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(jī)實(shí)行尾料制砂時(shí)（干法制砂），只需要配備除塵設(shè)備捕捉粉塵，滿足環(huán)保需求后是一種經(jīng)濟(jì)的選擇。 假如用于濕法生產(chǎn)或建筑廢料回收生產(chǎn)時(shí)需注意破碎腔內(nèi)物料的水分，避開(kāi)3%-9%的這一段（因?yàn)樵谶@范圍以內(nèi)被碾碎的砂料粘性很大，無(wú)法正常落下）必須加大沖水量，制砂生產(chǎn)可以正常進(jìn)行。 綜上所述，雙金生產(chǎn)的圓錐制砂機(jī)從可以制砂而難以控制到目前的可以控制，應(yīng)該說(shuō)已經(jīng)取得了突破性的成功。 但是有待于進(jìn)一步提高，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)基地制砂生產(chǎn)線運(yùn)行的實(shí)際情況，目前存在三大不足之處：①生產(chǎn)的機(jī)制砂還停留在中、粗砂范圍以內(nèi)，暫時(shí)還無(wú)法滿足高級(jí)配的需求；②在人工疏于控制的情況下，進(jìn)料速度或快或慢：當(dāng)進(jìn)料速度過(guò)快制砂機(jī)料斗物料過(guò)多，會(huì)出現(xiàn)滿出現(xiàn)象；進(jìn)料速度過(guò)慢，制砂機(jī)腔內(nèi)物料出現(xiàn)物料過(guò)少，制砂機(jī)運(yùn)行效率低，制砂產(chǎn)能低和機(jī)制砂品質(zhì)差；③生產(chǎn)過(guò)程中難以應(yīng)對(duì)電機(jī)堵轉(zhuǎn)（悶機(jī)）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(yùn)作開(kāi)開(kāi)太平車，平均功率僅達(dá)到了60%，如這樣人為操作，對(duì)機(jī)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(jī)器的功率輸出達(dá)不到理想狀態(tài)，而機(jī)制砂的產(chǎn)能和質(zhì)量實(shí)質(zhì)上都是須用電功率換出來(lái)的，人工控制的半自動(dòng)生產(chǎn)線由于人為原因而受到制約。因?yàn)槿祟惖奶烊欢栊钥偸沁x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(tuán)隊(duì)認(rèn)識(shí)到要想讓圓錐制砂機(jī)充分發(fā)揮效率必須采用數(shù)字化智能化先進(jìn)技術(shù)，浙江雙金與杭州電子科技大學(xué)簽訂“智能裝備”聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室合作協(xié)議，由校方負(fù)責(zé)軟件設(shè)計(jì)，廠方負(fù)責(zé)資源提供和硬件配套，雙方積極努力共同合作研發(fā)。通過(guò)生產(chǎn)線智能化控制技術(shù)革新提高機(jī)制砂生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。采用各種先進(jìn)的傳感技術(shù)運(yùn)用到圓錐制砂機(jī)以及制砂生產(chǎn)線智能化中去。 智能化控制的最大優(yōu)點(diǎn)就是圓錐制砂機(jī)的排料口大小、進(jìn)料速度和偏心軸轉(zhuǎn)速通過(guò)智能化控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)制砂機(jī)的自動(dòng)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(jī)堵轉(zhuǎn)（悶機(jī)），提高生產(chǎn)效益。這也是對(duì)制砂機(jī)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(diǎn)主要通過(guò)以下幾個(gè)方面：
1. 電流控制點(diǎn)：在制砂過(guò)程中，若制砂機(jī)負(fù)荷變大，電流會(huì)產(chǎn)生異常波動(dòng)，傳感器信號(hào)立即發(fā)出指令，制砂機(jī)瞬間反應(yīng)放大排料口，防止電機(jī)堵轉(zhuǎn)（悶機(jī)）事故。過(guò)后智能控制器根據(jù)恒定功率設(shè)定，通過(guò)智能控制器的指令，慢慢的縮小排料口，繼續(xù)高效運(yùn)作。智能控制值一般設(shè)定在滿負(fù)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(jī)的工作效率和優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)量、級(jí)配、粒型等各方面明顯優(yōu)于其他同功率的各種制砂機(jī)。 2. 料位控制點(diǎn)：通過(guò)傳感器信號(hào)發(fā)出指令，自動(dòng)控制進(jìn)料速度，確保能滿腔均勻的給料，均衡生產(chǎn)。防止進(jìn)料速度過(guò)快制砂機(jī)料斗滿出，進(jìn)料速度過(guò)慢，制砂機(jī)運(yùn)行效率低，制砂產(chǎn)能低和機(jī)制砂品質(zhì)差。 3. 溫度控制點(diǎn)：當(dāng)潤(rùn)滑油溫度上升過(guò)快或溫度接近上限時(shí)，傳感器信號(hào)立即發(fā)出指令，降低偏心軸轉(zhuǎn)速維持滑動(dòng)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(diǎn)：制砂過(guò)程中，當(dāng)液壓缸壓力過(guò)大時(shí)，傳感器信號(hào)發(fā)出指令，打開(kāi)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(hào)采集：通過(guò)安裝在制砂機(jī)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(shí)時(shí)采集制砂機(jī)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(jìn)行處理與分析，根據(jù)制砂機(jī)的工作狀態(tài)判斷出制砂機(jī)是否需要進(jìn)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(guò)程序控制和人工智能算法對(duì)制砂機(jī)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。 4.制砂機(jī)調(diào)整：根據(jù)智能控制器的指令，對(duì)制砂機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，如調(diào)整制砂機(jī)的排料口大小、進(jìn)料速度、偏心軸轉(zhuǎn)速等，確保恒功率滿負(fù)荷運(yùn)行，以達(dá)到最大的制砂效率。 5.反饋裝置：安裝在制砂機(jī)上的反饋裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(duì)智能控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，以提高制砂效率和砂的品質(zhì)。 通過(guò)上述制砂生產(chǎn)線智能化控制方案的實(shí)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(shí)現(xiàn)無(wú)人化制砂工廠。 雙金機(jī)械幾十年如一日，尊重科學(xué)、勇于創(chuàng)新、敢于挑戰(zhàn)。在研發(fā)圓錐制砂機(jī)的過(guò)程中，屢經(jīng)挫折、始終堅(jiān)持，一直努力克服種種困難，探索解決方法，一直堅(jiān)信圓錐機(jī)用于制砂的設(shè)想是可行的。目前該方案的實(shí)施已經(jīng)初見(jiàn)成效，必將獲得成功。 雙金機(jī)械首先在行業(yè)內(nèi)提出采用圓錐機(jī)制砂的概念是正確的，可行的。雙金機(jī)械制砂取得的成功，將會(huì)對(duì)推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步做出巨大貢獻(xiàn)。
責(zé)任編輯:王子祺
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