Шаровая мельница

Федеральное агентство по образованию  Российской Федерации

 

Томский политехнический  университет

 

 

 

 

Электротехнический институт

Специальность 140604(180400) – Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов

Кафедра Электропривод и электрооборудование

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД ШАРОВОЙ

МЕЛЬНИЦЫ

(Тема выпускной квалификационной  работы)

 

 

Пояснительная записка к выпускной квалификационной работе

ФЮРА. 654200.001.ПЗ

(Обозначение документа) 

 

 

Студент                        ____________              ___________               Саяков Р. Ф.

                                           (Подпись)                                            (Дата)                              (Фамилия И.О.)

 

Руководитель               ____________                 ___________    Сапожников А. И.

                                                             (Подпись)                                            (Дата)                               (Фамилия  И.О.)

 

Консультанты:

по экономической

части                             ____________                 ___________         Русскова С. Е.

                                                             (Подпись)                                            (Дата)                              (Фамилия  И.О.)

 

по охране труда           ____________                 ___________           Жураев Ш. Т.

                                                             (Подпись)                                            (Дата)                               (Фамилия  И.О.)

 

 

Допустить к защите:

Заведующий кафедрой

 

                                      ____________                 ___________       Дементьев Ю. Н.

                                                            (Подпись)                                            (Дата)                               (Фамилия И.О.)

 

 

 

 

Алмалык – 2005

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

Выпускная квалификационная работа содержит 121 страницу, 36 рисунков, 10 таблиц, 6 листов графического материала. Использовано 19 источников.

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ РУДЫ,   ШАРОВАЯ МЕЛЬНИЦА, ТИРИСТОРНЫЙ ВОЗБУДИТЕЛЬ,   СИНХРОННЫЙ ПРИВОД,  АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ,     РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ, МОДЕЛИРОВАНИЕ  ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ.

 

Объектом исследования является синхронный электропривод  шаровой мельницы.

Цель работы – анализ синхронного электропривода шаровой мельницы, определение оптимального способа его регулирования.

В работе приведено обоснование  выбора электродвигателя и выполнен расчет переходных процессов электропривода в различных режимах работы.

Рассмотрены основные технологические  режимы работы синхронного электропривода шаровой мельницы.

Приведен выбор системы  управления электроприводом и принята  система автоматического регулирования возбуждения (АРВ) в функции рабочего угла θ.

Рассчитаны основные параметры системы, построены рабочие и динамические характеристики электропривода.

Приведена программа  расчета переходного процесса по управляющему воздействию.

 

 

 

 

 

Выпускная квалификационная работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 2003, графическом редакторе Microsoft Visio, статическом редакторе Microsoft Excel. Расчёты производились с помощью математической программной среды MathCad 11 Enterprise Edition.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение                  8

1. Объект автоматизации             11

     1.1. Барабанные мельницы и их применение          13

     1.2. Общий вид и описание мельницы           15

     1.3. Основные параметры шаровой мельницы с решёткой для

           мокрого измельчения             18

    1.4. Техническая характеристика мельницы с решеткой        19

2. Механика барабанной  мельницы            20

     2.1. Параметры механического режима          21

3. Технологический процесс             22

     3.1. Агрегат замкнутого цикла измельчения и параметры его

            технологического процесса            25

4. Выбор вида автоматизации технологического процесса        31

     4.1. Регулирование по показаниям конвейерных весов        33

     4.2. Регулирование по пескам            34

     4.3. Регулирование по шуму мельницы          35

     4.4. Регулирование по плотности слива классификатора        36

     4.5. Регулирование по объемному расходу слива         37

5. Обоснование выбора электродвигателя          38

6. Конструирование схемы управления           43

     6.1. Требования к схеме автоматического регулирования

            возбуждения синхронного двигателя          44

     6.2. Сравнительная оценка регуляторов возбуждения

            синхронного двигателя            47

     6.3. Выбор возбудителя             51

 

Стр.

     6.3.1. Основные технические данные и характеристики

               возбудителя              53

7. Расчет динамических характеристик           56

8. Построение рабочих характеристик электропривода        69

     8.1. Расчёт переходного процесса по возмущающему

            воздействию              71

     8.2. Проверка устойчивости системы при

            управляющем воздействии            77

9. Исследование свойств двигателя с механизмом         79

10. Экономическая часть             92

     10.1. Технико-экономическое обоснование          92

     10.2. Состав бригады для проведения

             пуско-наладочных работ            93

     10.3. Правовая основа ПНР            94

     10.4. Определение сметной стоимости ПНР         94

     10.5. Затраты на оплату труда            94

     10.6. Материальные затраты            95

     10.7. Расчёт величины транспортных расходов, заготовительно-

              складских расходов и затрат на запасные части        96

     10.8. Затраты на монтаж и пуско-наладочные работы        96

     10.9. Расчет затрат на эксплуатацию оборудования        97

     10.10. Расчет потерь электроэнергии           98

     10.11. Расчёт амортизационных отчислений          98

     10.12. Расчёт затрат на текущий ремонт и обслуживание

                 электрооборудования            99

11. Безопасность и экологичность проекта        100

     11.1. Характеристика объекта          101

Стр.

     11.2. Анализ опасных и вредных производственных факторов     102

     11.3. Техника безопасности          103

     11.4. Производственная санитария         108

     11.5. Пожарная безопасность          111

     11.6. Охрана окружающей среды         114

Заключение             116

The conclusion             118

Список используемых источников          120

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Металлургическая переработка  минерального сырья экономически целесообразна  только в тех случаях, когда содержание в нем ценных минералов не ниже минимума, обеспечивающего при современном  развитии техники и технологии рентабельную его переработку. Металлургическая переработка минерального сырья без предварительной его подготовки не обеспечивает комплексности использования, так как металлургическая обработка изменяет вещественный состав этого сырья и обесценивает ряд ценных минералов.

Большая часть полезных ископаемых подвергается предварительному обогащению, так как в природном виде не соответствует изложенным выше условиям промышленного использования.

Обогащением полезных ископаемых называется совокупность процессов первичной обработки минерального сырья без химических превращений минералов в объёме, имеющих целью отделение всех ценных минералов от пустой породы и минералов, её составляющих.

Все процессы обогащения полезных ископаемых делятся на подготовительные, основные и вспомогательные. В результате подготовительных процессов полезные ископаемые приводятся в состояние, при котором можно вести разделение минеральных компонентов.

Основными процессами называют те, в  результате которых происходит разделение и концентрация минеральных компонентов методами обогащения. При этом полезные минералы выделяются в концентраты, а пустая порода – в отходы.

К вспомогательным относятся процессы обезвоживания продуктов обогащения путём их сгущения, фильтрования и  сушки, процессы окомкования и др.

Обогатительная фабрика – это  совокупность исполнительных и вспомогательных  аппаратов, машин и приборов, служащих для подготовки и обогащения полезных ископаемых, с двигателями, сетью  водопроводов и воздухопроводов, контрольно-измерительной аппаратурой, средствами автоматизации и управления, помещаемых в одном здании или в нескольких связанных между собой зданиях.

Синхронные приводы  шаровых мельниц и сами агрегаты являются главным технологическим  оборудованием обогатительной фабрики.

В силу ряда преимуществ  синхронные приводы нашли большое  применение и в других отраслях промышленности. Синхронные двигатели применяются  для шаровых, трубных и стержневых мельниц; для центробежных и поршневых  насосов и компрессоров, вентиляторов, газодувок, молотковых дробилок, прокатных станов, резиновых вальцов и так далее.

Главное преимущество синхронных двигателей перед асинхронными двигателями  заключается в том, что путем  изменения тока возбуждения можно  изменять величину реактивной мощности двигателя.

В зависимости от величины тока возбуждения реактивная мощность может выдаваться в сеть (при возбуждении) и потребляться из сети (при недовозбуждении). Синхронные двигатели обычно выполняются  для работы с опережающим коэффициентом  мощности, то есть для выдачи реактивной мощности в сеть, по этому широкое применение синхронных приводов способствует решению важной проблемы систем энергоснабжения – проблемы получения и распределения реактивной мощности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.  ОБЪЕКТ  АВТОМАТИЗАЦИИ

Шаровые мельницы относятся  к типу дробильно-размольных механизмов. Эти механизмы применяются для  дробления и измельчения горных пород, продуктов химической промышленности, отходов металлургического производства и т.д. Кроме шаровых мельниц, к ним относятся также роторные, конусные, щековые и валковые дробилки. Следует отметить, что приводы дробильно-размольных механизмов работают в тяжелых условиях: при непрерывных ударных нагрузках, большом количестве пыли и микрочастиц, повышенной влажности, вибрациях и неравномерной нагрузке.

В шаровых мельницах  измельчение материала осуществляется падающими шарами, имеющими размер d ≤ D/20, где D – диаметр барабана мельницы.

Для привода шаровых  мельниц наиболее широко распространены электроприводы с синхронными двигателями частотой вращения 150-200 об/мин и мощностью до 6 МВт.

Все применяемые в  промышленности измельчительные агрегаты можно разделить на две резко  обособленные по принципу действия системы: аэродинамические мельницы (струйные размольные аппараты без мелющих тел) и механические мельницы (с мелющими телами).

Отличительной особенностью первых (применяемых для тонкого  измельчения хрупких химикатов) является отсутствие в них мелющих  тел. Процесс разрушения материала  в струйных мельницах осуществляется в результате ударов кусков о неподвижную броню; куски движутся с большой скоростью, увлекаемые струей вдуваемого в мельницу сжатого воздуха.

Механические мельницы с технологической точки зрения следует рассматривать как машины-орудия, имеющих два основных рабочих органа различных размеров. Один из них может быть условно назван рабочим корпусом, второй представляет собой систему мелющих тел той или иной формы.

Для непрерывности процесса измельчения необходимо, чтобы мелющие тела могли перемещаться относительно корпуса. Поэтому движение, передаваемое от двигателя, может быть сообщено не обоим, а только одному из двух рабочих органов: либо рабочему корпусу, либо непосредственно мелющим телам.

Признаком, позволяющим  отнести мельницу к тому или иному кинематическому классу, является характер движения (кинематика) рабочих органов. Известны два способа приведения их в действие: с помощью вращательного движения и с помощью колебательного движения (вибраций).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1 .  БАРАБАННЫЕ МЕЛЬНИЦЫ И ИХ

ПРИМЕНЕНИЕ

Впервые барабанные мельницы были установлены в 1893 г. в цементной  промышленности. Это были галечные мельницы; в качестве измельчающей среды в них использовалась естественная галька. Попытки применить искусственные  шары долго не удавалось, так как чугунные литые шары быстро раскалывались. Но вскоре стали применяться барабанные мельницы со стальными шарами или стержнями.