Владимир Филиппович Борисенко – кандидат технических наук, доцент кафедры электропривода и автоматизации промышленных установок
г. Донецк
Vladimir F. Borisenko – Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Electric Drive and Automation of Industrial Installations
Donetsk
Владимир Анатольевич Сидоров – доктор технических наук, профессор кафедры механического оборудования заводов чёрной металлургии
г. Донецк
Scopus ID 55424503900
Vladimir A. Sidorov – Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Department of Mechanical Equipment of Ferrous Metallurgy Plants
Donetsk
Scopus ID 55424503900
Андрей Евгеньевич Сушко – кандидат технических наук, генеральный директор
г. Москва
Andrey E. Sushko – Cand. Sci. (Eng.), General Director
Moscow
Вячеслав Николаевич Рыбаков – вибродиагност 3-го уровня, руководитель службы диагностики
г. Самара
Vyacheslav N. Rybakov – vibration diagnostics of the 3rd level, Head of the Diagnostics Service
Samara
The technical condition of ball mills, employed in the fine grinding of minerals, ores, coal, cement clinker, and other materials, is dictated by both the operational load and the actual physical state of the equipment. Vibration metrics serve as the most versatile diagnostic parameter for developing an informational profile of equipment in active use. The distinct operational environments of high-powered ball mills with frequency-controlled drive systems – one with an induction motor (FC-IM) and the other with a synchronous motor (FC-SM) – necessitate the development of universal approaches to assessing vibration loading that consider each mill's unique design features and operational modes. This study presents the first analysis of the key interrelated technical characteristics of industrial ball mills, including drum volume, diameter, rotational speed, ball load, total weight, and drive power, enabling a more substantiated approach to selecting technical parameters and operational modes. The installation of a permanent vibration control system on ball mills used for grinding mineral raw materials required the individual determination of technical condition category thresholds for the motor, gear-shaft, and drum. The category thresholds were determined individually for each shaft using statistical classification, under the assumption that coupled components are in a state influenced by the energy potential of damage during staged progression. Standard 'reference' ratios of vibration values across three mutually perpendicular directions were established. Characteristic patterns and sequences of damage progression were identified based on the direct spectra of vibration velocity and acceleration. During the analysis of vibration signal time series, a beat frequency mode was detected, indicating potential damage development within gear elements. Effective informational support for the operational condition of ball mills is achieved through the analysis of overall vibration levels, direct trends in vibration velocity and acceleration, time series of the vibration signal, and both long-term and short-term trend analyses. Vibration velocity trends provide insights into technical condition by assessing operational stability, startup frequency, and maintenance intervals.
Техническое состояние шаровых мельниц, используемых в процессе подготовки минералов, руд, угля, цементного клинкера и др. для тонкого измельчения материалов, определяется технологической нагрузкой и фактическим состоянием. Вибрационные показатели в данном случае являются наиболее универсальным диагностическим показателем при формировании информационной картины работающего оборудования. Уникальность условий эксплуатации мощных агрегатов шаровых мельниц с регулированием частоты вращения на базе систем ПЧ – АД (преобразователь частоты – асинхронный двигатель), ПЧ – СД (преобразователь частоты – синхронный двигатель) требует разработки универсальных подходов к оценке вибрационной нагруженности с учётом индивидуальных конструкторских особенностей и режимов работы. В статье впервые выполнен анализ основных взаимосвязанных технических характеристик промышленных шаровых мельниц: объём барабана, диаметр, частота вращения, шаровая нагрузка, общий вес, мощность привода, что позволит более обоснованно подойти к выбору технических параметров и режимов работы. Установка стационарной системы вибрационного контроля на шаровых мельницах размола минерального сырья потребовала индивидуального определения границ категорий технического состояния отдельно для двигателя, вал-шестерни и барабана. Границы категорий определялись индивидуально для каждого вала методом статистической классификации в предположении, что сопрягаемые узлы находятся в состоянии, формируемом энергетическим потенциалом повреждения при ступенчатом развитии. Определены «эталонные» соотношения между значениями вибрации в трёх взаимно перпендикулярных направлениях. Установлены характерные образы и последовательность развития повреждений по прямым спектрам виброскорости и виброускорения. При анализе временных реализаций вибрационного сигнала выделен режим биений как признак развития повреждения элементов зубчатых передач. Информативное обеспечение технического состояния шаровых мельниц в достаточной степени достигается анализом общего уровня вибрации, прямых трендов виброскорости и виброускорения, анализом временных реализаций вибрационного сигнала, длительным и краткосрочным анализом трендов. Тренды виброскорости позволяют оценить техническое состояние по стабильности работы, частоте запусков, времени ремонтов.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.