English
Français
Türkçe
Español
Русский
При выборе двигателя шаровой мельницы главная трудность — не работа, а пуск: загрузка шаров и материала во вращающемся барабане образует большую несбалансированную массу, которую двигатель должен поднять с первого же мгновения. Двигатель должен выдерживать эту нагрузку на протяжении всего пуска, быть правильно присоединён к зубчатой или ремённой передаче, вращающей барабан, и запускаться способом, пригодным для пуска под нагрузкой. Статья посвящена приводам малых и средних шаровых мельниц на цементных, горнодобывающих, керамических и известковых предприятиях.
Как возникает нагрузка в шаровой мельнице?
Шаровая мельница — горизонтальный барабан со стальными шарами и измельчаемым материалом. При вращении барабана шары поднимаются вместе со стенкой на определённую высоту, затем скатываются и падают, измельчая материал. Главная задача двигателя — постоянно удерживать эту массу шаров и материала поднятой в одну сторону. Чем полнее мельница и больше барабан, тем выше требуемый момент.
Характер этой нагрузки устойчивый: после выхода мельницы на скорость потребляемая мощность мало колеблется. Однако в момент пуска двигатель должен сдвинуть неподвижную массу и заставить её подниматься вместе с барабаном. Поэтому для двигателя мельницы пусковой момент и время пуска так же важны, как номинальная мощность.
Решающее значение имеет и частота вращения барабана. Измельчающее действие шаров зависит от того, что барабан вращается с определённой долей ниже критической частоты. Эту частоту задаёт производитель мельницы; двигатель выбирают вместе с передаточным отношением, позволяющим её получить.
Схемы привода: венцовая шестерня, ремень и центральный привод
В зависимости от размера мельницы применяются разные схемы привода. От схемы зависит и подход к выбору двигателя:
- Венцовая шестерня и подвенцовая шестерня: по наружной окружности барабана установлен большой зубчатый венец. Двигатель через редуктор и муфту вращает подвенцовую шестерню, а она — венец. Это типично для средних и крупных мельниц.
- Малые мельницы с ремённым приводом: на лабораторных и небольших производственных мельницах двигатель может вращать барабан или промежуточный вал ремнём.
- Центральный (торцевой) привод: двигатель и редуктор присоединяются к оси барабана с одного торца.
- Мельницы на роликах: на небольших керамических и лакокрасочных мельницах барабан вращается на двух приводных роликах; двигатель, вращающий ролики, передаёт нагрузку трением.
В схеме с венцовой шестернёй редуктор между двигателем и подвенцовой шестернёй понижает частоту вращения двигателя до частоты барабана. При этом главными пунктами проверки при выборе резервного двигателя являются присоединение ко входу редуктора, соосность муфты и положение двигателя относительно редуктора.
Пуск под нагрузкой: почему это критично?
Шаровая мельница всегда запускается загруженной: шары остаются внутри. Значит, двигатель разгоняется против большого начального сопротивления. Во время пуска ток остаётся высоким, а тепло накапливается в обмотке. Чем дольше пуск, тем больше этого тепла.
Проблема «замёрзшей» загрузки
Если мельница долго стоит, особенно при мокром помоле, материал и шары могут слежаться на дне барабана в единую массу. При пуске эта масса поднимается вместе с барабаном и в какой-то момент резко отрывается и падает. Такое падение наносит сильный удар по барабану, футеровке, венцу и подшипникам. На крупных мельницах для снижения этого риска применяют отдельный от главного привод медленного проворачивания (вспомогательный привод); сначала мельницу медленно проворачивают этим устройством, чтобы разрыхлить загрузку.
Вспомогательный привод обычно состоит из отдельного небольшого двигателя, редуктора и муфты или блокируемого соединения. Этот небольшой двигатель тоже оценивают отдельно по его собственной табличке; в некоторых схемах применяется двигатель с тормозом, который не входит в стандартную серию.
Способ пуска
- Прямой пуск: даёт наибольший пусковой момент, но создаёт сильный удар для сети и механики. Встречается на небольших мельницах, если позволяет сеть.
- «Звезда-треугольник»: снижает пусковой момент; его может не хватить для пуска загруженной мельницы, и обычно этот способ не предпочитают.
- Устройство плавного пуска: снижает ток и удар; но поскольку при пониженном напряжении падает и момент, для загруженной мельницы настройку нужно выполнять тщательно.
- Преобразователь частоты: может обеспечить высокий пусковой момент при малом токе и к тому же позволяет регулировать частоту вращения барабана.
Исторически на крупных мельницах применялись двигатели с фазным ротором (с контактными кольцами) и пусковые резисторы. Такой двигатель отличается от стандартного асинхронного двигателя; если существующая мельница выполнена по этой схеме, для этой задачи нужен специальный двигатель, и он может выходить за рамки стандартной серии каталога HEM Motor 2026 года. Обратитесь к нам с данными таблички и шкафа управления.
Преобразователь, охлаждение и защита
Если мельница работает от преобразователя, действует общее положение: наши трёхфазные серии подходят для регулирования скорости с помощью преобразователя частоты; при длительной работе на низкой частоте вращения с полным моментом может потребоваться независимый вентилятор, а при длинном кабеле между преобразователем и двигателем рассматривается dv/dt- или синус-фильтр; эти условия указываются при заказе. Для такой нагрузки, как мельница, требующей постоянного высокого момента, это нужно особо оговорить, если частота вращения будет заметно ниже номинальной. Общие рамки описаны в вопросе о работе с инвертором.
Что касается защиты, тепловую уставку нужно выбирать так, чтобы она выдерживала длительный пуск. Встроенные в обмотку датчики температуры PTC или PT100 можно заказать как опцию; они напрямую контролируют нагрев, который защита по току может не заметить. Подробнее об аппаратах защиты — в нашей статье о выборе теплового реле и предохранителей.
На помольных установках много пыли; решётку кожуха вентилятора и рёбра корпуса двигателя нужно регулярно очищать. Если температура окружающей среды высокая, её указывают в заказе.
