烧结单辊破碎机主轴扭矩在线监测系统设计应用探讨.pdf
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1、冶金与材料第 44 卷烧结单辊破碎机主轴扭矩在线监测系统设计应用探讨陈东(南京钢铁股份有限公司,江苏 南京210035)冶 金 与 材 料Metallurgy and materials第 44 卷 第 4 期2024 年 4 月Vol.44 No.4Apr.2024摘要:为提升工业生产效率,提高扭矩在线监测质量,文章选取烧结单辊破碎机主轴扭矩在线监测系统的设计与应用为研究对象,针对在高负荷工作条件下存在的安全隐患和生产效率低下的问题,提出可靠性较强的监测系统来实时监测主轴扭矩。文章目的在于设计基于传感器技术和数据处理算法的在线监测系统,为实现主轴扭矩的实时监测和预警信息,进而保障设备安全运行
2、,提高生产效率。基于相关数据的对比分析,研究结果显示该监测系统能够准确捕捉主轴扭矩的动态变化情况,并及时发出警报,为操作技术人员提供精确化的预警信息。同时,烧结单辊破碎机主轴扭矩在线监测系统还可记录和分析历史扭矩数据,为后续设备维护和优化提供了技术参考。关键词:烧结单辊破碎机;主轴扭矩;在线监测;系统设计作者简介:陈东(1982),男,江苏泰州人,主要研究方向:测控技术与仪器仪表。烧结单辊破碎机在工业生产中扮演重要角色,其主轴扭矩的稳定性直接影响到生产线运行效率和安全性。但由于工作环境复杂,加上生产设备运行环境的多样化,主轴扭矩的变化难以被精确监测和控制,进而导致设备故障和生产事故的发生。因此
3、,设计可靠性强的在线监测系统成为工业生产中亟须解决的问题。文章旨在探讨烧结单辊破碎机主轴扭矩在线监测系统设计与应用,基于将传感器技术和数据处理算法融合一起,可实现对主轴扭矩的实时监测和预警,进而持续性提高设备的安全性和生产效率。1扭矩在线监测现状1.1扭矩在线监测发展现状扭矩在线监测是工业生产过程中关键性环节,尤其是在工业制造、装配及维护过程中发挥着关键作用。随着工业自动化和智能化水平的提高,扭矩在线监测技术应用效果明显。目前,扭矩在线监测的发展现状主要包含以下内容:第一,传感器技术的发展是扭矩在线监测技术实施的关键要点。传感器的精度、灵敏度和功能稳定性的提升,保障扭矩在线监测可精确化实时监测
4、和控制扭矩应力实施的情况。同时,传感器多样化和多功能化的视线,为不同工况下的扭矩监测技术实施更多可能。第二,数据处理方法的进步为扭矩在线监测提供智能化解决策略。基于人工智能、机器学习等技术,可对扭矩监测数据开展动态化的预测优化,进而及时发现并解决潜在问题,提高生产效率和产品质量1。1.2计算机辅助测试系统(CATS)计算机辅助测试系统基于计算机技术进行测试、监测和数据处理,其在扭矩在线监测过程中提供技术支持。此系统主要包含软件和硬件两部分,软件负责数据采集、处理与分析,硬件负责传感器的连接与信号采集。在 CATS 中,软件在计算机辅助管理系统中具备核心作用。其使用功能主要包含以下方面:1.2.
5、1数据采集功能CATS 可高效化地通过连接传感器,实时采集和监测扭矩监测数据,并将数据存储和整理优化,为后续详细分析与处理提供技术基础。1.2.2数据处理与分析功能CATS 可对采集管理的数据进行处理优化,主要包含数据清洗、滤波、特征提取等技术操作,以获取更加精确化和可靠化的扭矩监测处理结果咱2暂。1.2.3监测与控制功能CATS 可按照用户设定的监测参数实时监测扭矩的变化情况,并基于用户使用需求,例如报警阈值的设计,若检测到异常情况,可即时报警。1.2.4数据分享CATS 能够将处理后的数据以图表、曲线等形式直观展示,基于所生成监测报告,为用户提供全面化的数据分析结果。扭矩监测数据曲线如图
6、1 所示。由图 1 中可看出,原始数据波动性大,扭矩最大值达到 2.5N m,最小值在 5s 时间点,为-2.3N m,而经过数据处理后,整体数据曲线平滑,波动频率低,数值变动幅度小。2烧结单辊破碎机主轴扭矩在线监测系统设计思路2.1扭矩传感器原理扭矩传感器基于测量轴承扭矩传感器技术,从具体应用原理上看,基于应变片或电磁感应。应变片型扭160第 4 期矩传感器可选用应变片弹性变形,优化和测量扭矩参数,而电磁感应型传感器则可选用电磁感应定律测量扭矩值。无论基于哪种原理内容,传感器可将扭矩转化为电信号输出,利用数据收集具体操作,系统化地处理和分析数据。2.2传感器关键部件传感器关键组成部件中,从结
7、构体系看,主要包括传感元件、信号调理电路和数据接口。传感元件基于应变片或电磁感应器件,主要可将机械扭矩转化为电信号。信号调理电路用于放大、滤波和线性化传感器输出信号,可最大化地提升信号稳定性传输。数据接口则负责将处理后的信号传输给数据采集系统,后续便于进一步实施数据处理3。2.3传感器灵敏度阈值传感器的灵敏度阈值从理论角度看,主要指传感器所能够检测到的最小扭矩值变化量。在设计烧结单辊破碎机主轴扭矩在线监测系统过程中,可按照实际需求,确定传感器的灵敏度阈值,通过数据分析的结果看,灵敏度阈值相对较低,系统对扭矩变化的监测越敏感,但也会增加误报率,产生误差。基于此,在灵敏度和误报率之间权衡的过程中,
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