导读:虽然引起轴承振动的原因很复杂，除去钢球的冲击外，还包括传动系统的振动，各部分转换惯量不对称引起的振动，安装误差引起的振动等多种因素，但这些因素引起的机械振动都有特定的固有频率，其频谱特性不会随筒内料的变化而改变，并且这些机械振动的频率都集中在1kHz以下的低面对，对使用球磨机轴承振动信号反映料位的准确性不会产生干扰。
球磨机振动信号研究的主要工作 由于磨矿过程机理复杂、影响因素多，又是一个多变量输入输出过程，生产过程缓慢、滞后时间长，同时具有非线性、时变性以及干扰因素多而严重等特别。
此外，球磨机机组庞大，噪声高达100dB。
在这种相当恶劣的工作环境下，如果用传统的单一传感器来观测球磨机的外部响应信息，显然是难以胜任的。
设计一种多因素球磨机负荷检测系统，通过检测球磨机的振动信号、声音信号、电流信号，综合考虑给矿量、入口给水量、出口给水量和矿浆浓度等因素，利用软测量模型最终得出系统的负荷情况。
这一设计方案可以增强获取的球磨机外部响应信息的冗余性和互补性，减少整个系统的不确定性；当某一环节失效时，其它环节提供的冗余信息则可以排除故障信息，从而提高系统的准确性。
主要工作是设计开发一款球磨机负振动信号采集与无线传输装置，将振动传感器安装在球磨机筒壁上，需采用自供电系统，利用无线传输设备将采集的数据传输到上位机，为软测量在线估计球磨机负荷情况提供硬件平台。
主要内容有： 1、球磨机振动信号采集与无线传输装置的总体设计方案； 2、球磨机振动信号采集与无线传输硬件系统的设计与开发； 3、球磨机振动信号采集与无线传输软件系统的设计与开发； 4、球磨机振动信号采集与无线传输系统的验证。
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球磨机振动信号的结构概况 郑州在这里祝大家新年快乐，今天我们来给大家介绍一下球磨机振动信号的结构概况。
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1、介绍整个球磨机负荷检测的背景及发展现状，以及球磨机振动信号采集传输硬件系统的研究现状，并对工作和论文结构进行了介绍。
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2、阐述球磨机负荷检测系统的总体设计思想，从总体上描述球磨机振动信号采集与无线传输硬件系统的各部分功能和结构，并对硬件系统中所用器件的选型方法进行了详细介绍，最后详述了系统的抗干扰设计。
3、介绍振动信号采集与无线传输系统的硬件系统的设计与开发，分节对硬件系统的各个子模块的开发进行描述。
4、描述与底层软件紧密相关的软件系统的工作。
因为硬件系统的工作离不开软件系统的支持，所以在做硬件开发时，离不开与之配套的软件程序，该章对硬件系统中所涉及到的软件程序进行了介绍。
5、对球磨机振动信号的采集与无线传输装置的功能进行实验验证，并对结构进行了分析。
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球磨机的振动信号特性 球磨机轴承振动的能量来源于电动机。
电动机先通过一系列传动装置，克服一定的摩擦将能量传递给球磨机滚筒。
筒内波浪型衬板再将大部分能量传递给钢球。
当筒内有煤料时，落下的钢球与煤料层、其它钢球、衬板以及筒壁发生碰撞。
钢球的一部分能量被煤料层吸收，实现煤的破碎和碾磨过程；钢球的另一部分能量消耗在钢球之间的碰撞摩擦以及钢球与衬板的碰撞摩擦，这一部分的能量释放导致了滚筒的振动，并沿着筒体和轴承传播开来，最终引起了球磨机的轴承的振动。
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振动信号由安装在球磨机前后轴承上的加速度传感器获得，加速度值被传感器转换成连续的电压信号，电压信号再经模数转换后得到时间上离散的数字量，再对数字量进行快速傅里叶变换，则可以提取原始信号中特征频段的能量。
虽然引起轴承振动的原因很复杂，除去钢球的冲击外，还包括传动系统的振动，各部分转换惯量不对称引起的振动，安装误差引起的振动等多种因素，但这些因素引起的机械振动都有特定的固有频率，其频谱特性不会随筒内料的变化而改变，并且这些机械振动的频率都集中在1kHz以下的低面对，对使用球磨机轴承振动信号反映料位的准确性不会产生干扰。
经试验论证，反映料位变化的特征频段主要集中在7kHz~8kHz，因此，用该特征频段的谱密度来表征球磨机料位的变化更加灵敏准确。
球磨机轴承振动功率与料位之间的关系基本为弱非线性关系，料位增加时相应的振动特征量变化率绝对值将逐渐减少。
单纯依靠轴承振动信号对料位进行测量的难点在于，在较高料位区域，振动能量反映料位变化的灵敏度较低，而需要指导球磨机长期运行所处于的优化区也属于这个振动不灵敏区域。
因而，料位计算结果的可靠度降低，难以有效指导球磨机的优化运行。
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