上悬式离心机振动检测保护装置设计

1　概述

　　上悬式离心机在化工、制药、制糖等很多行业广泛使用,它的作用是将结晶后的晶体与液体混合物料经离心分离获取其中的晶体。上悬式离心机是高速旋转大转动惯量的大型设备,在制造上旋转体的动平衡差,安装上驱动电机轴与旋转体的同轴度不好等原因都会造成离心机在工作时产生振动,这些产生振动的因素可通过提高加工、安装精度加以避免或降低,上悬式离心机产生振动的主要原因还在于物料加入离心机时布料不均匀,在向上悬式离心机加料时,物料经进料口流入离心机内,如果物料过稠,或料槽料位过低造成物料流入离心机时不连续就很容易造成布料不均,如进料时离心机转速过高或进料完成后升速分离时因升速过快,离心机内的物料还未布均匀时即升高转速,就很容易造成旋转体动态不平衡而产生剧烈振动[1]。离心机振动时产生噪声污染环境、其轴系受径向周期冲击力的作用容易产生金属疲劳而降低设备的使用寿命,振动严重时还会立即损坏设备造成严重事故。在生产过程中物料粘稠度、料位的高低在一定程度的变化是不可避免的,为了保证安全生产、避免损坏设备、延长设备使用寿命,在全自动上悬式离心机上必须安装振动检测保护装置。

2　上悬式离心机常用振动检测保护装置及存在问题

　　上悬式离心机常用的振动检测方法是通过检测离心机振动幅度来实现的。通常的做法是在离心机一定位置的地方安装限位开关或接近开关,当离心机振动幅度达到一定程度时限位开关被接通或接近开关检测到信号时切断驱动电机的电源并制动,旋转体受到重力和制动力的作用,离心机转速及振动振幅逐渐减小,从而保护离心机不致于损坏造成事故。由于上悬式离心机在相同振幅不同转速下所受的径向冲击力是不同的,其动不平衡造成的径向冲击力与转速的平方成正比,因此以离心机振幅作为保护条件是不完备的,上悬式离心机的动不平衡保护应以轴系径向受到的冲击力作为离心机振动保护条件,根据牛顿第二定律作用力与物体的加速度成正比,可以通过测量离心机机体的加速度来实现冲击力的测量,离心机自动控制器可根据机体的加速度及转速对离心机进行控制,以减少冲击避免事故发生。

3　振动测量电路设计

　　对离心机机体加速度的测量可在离心机机体上安装加速度传感器。由于离心机的冲击力的方向是与离心机转速同周期变化,而对设备造成损害的是冲击力的大小。为了减少离心机的振动,离心机在安装时其机体的每个端面是与地面平行,因而可在离心机机体水平面上安装两坐标加速度传感器测出由于振动对离心机轴系的径向冲击力。目前加速度传感器种类很多,因离心机振动检测不需要精确测量加速度,故可选用价格相对便宜的两坐标加速度传感器。