Эффективность работы любых шаровых мельниц зависит в первую очередь от веса мелющих тел (шаров). В процессе работы мельницы шары истираются, поэтому важность непрерывного мониторинга веса мелющих шаров выступает на первый план.
Единственно возможный косвенный способ определения веса шаров без их выгрузки связан с определением веса самого вращающегося барабана мельницы. Такую возможность нам дают классические формулы из школьного курса физики, связанные с моментом инерции вращающегося тела. При этом инерция зависит от крутящего момента, который в свою очередь зависит от мощности электропривода. Зная мощность электропривода – “компьютер” мельницы рассчитывает вес шаров.
Это самый простой и в тоже время самый не точный способ определения веса мелющих шаров, значение которого заявляется производителями в технических характеристиках мельниц с заведомым обманом.
Например, сейчас рассмотрим, почему точность определения веса мелющих шаров будет всегда превышать 5% при использовании заявленного выше метода определения через мощность электропривода.
Инерция вращающегося цилиндра I = m/2 * (R^2) . Почему приводится эта формула , будет понятно ниже, когда буду объяснять обман производителя чудо мельницы. Сейчас из анализа формулы Вы просто запомните только то, что масса всегда соотносится с двукратным моментом инерции. Если мы определим значение инерции с точностью в 5 % — это будет означать, что точность определения веса цилиндра будет соответствовать 10%.
А теперь к самому главному – определяя мощность электропривода через потребляемые токи и напряжения, определяется не фактическая мощность на валу электродвигателя, а его электрическая мощность, которую переводят в механическую при условии, что достаточно точно известны электромеханические характеристика электродвигателя с учётом их вероятностного происхождения. Вот эти вероятностные происхождения и не позволяют точно проводить измерения мощности на валу.
Таким образом точность определения электрическим способом крутящего момента на валу электропривода с учётом выше сказанного в среднем составляет согласно табличным значениям от +-2-х до +-5-ти процентов, что соответствует диапазону 4-10%. Уменьшить это значение не возможно из-за присутствия вероятностных значений в условиях задачи.
Касательно возможного обмана производителя по показателю точности непрерывного определения веса мелющих шаров — рискну предположить, не зная оборудования, что производитель заявил точность определения веса шаров как 5%. При этом Вы интуитивно понимаете, что что-то здесь не так. И это правильно, если знать основы расчётных методологий.
Как было заявлено выше — масса всегда соотносится с двукратным моментом инерции. Получается, что реальная, а не заявленная точность определения веса шаров в мельнице при расчётах через потребляемую мощность электропривода — колеблется в диапазоне 8- 20%.
Вариант решения здесь только один – заменить приводную муфту барабана мельницы в кинематической схеме привода на муфту с тензометрическим датчиком.
Промышленностью выпускается большая линейка таких изделий на любой диапазон крутящих моментов. И самое главное – точность определения крутящего момента в них 0,1% в бюджетных вариантах исполнения. И точность 0,01% — в вариантах “премиум” класса.
Это значит, что отключив в мельнице классический способ определения веса мелющих шаров через мощность электропривода и используя выходные значения с тензометрического датчика муфты можно определять реальный вес мелющих шаров уже с точностью 0,02%, а не с реальной точностью 20% через мощность электропривода.
При этом не нужно покупать безумно дорогие компьютерные системы, которые подключаются к датчику и определяют строго калиброванные цифровые значения крутящих моментов.
Достаточно соотнести каждое значение крутящего момента с датчика со строго калиброванными весами шаров в мельнице.