2. Erforderliches Anlaufdrehmoment
3. Warum die Drehzahlregelung durch Frequenzumrichter das Schleifen verbessert
4. Berechnung der Motorleistung der Mühle
5. S1 Dauerbetrieb und thermische Leistungsreduzierung
6. YVF2 Spezifikationen für Fräsmaschinenantriebe
7. Anwendungen von Kugelmühlen und Mahlmühlen
8. Häufig gestellte Fragen
1. Kritische Drehzahl und Betriebsdrehzahl der Kugelmühle
Die kritische Drehzahl einer Kugelmühle ist die Drehzahl, bei der die auf die Mahlkörper (Kugeln) wirkende Zentrifugalkraft der Gewichtskraft entspricht. Dadurch rotieren die Kugeln mit dem Mühlenmantel, anstatt über das Mahlgut zu fallen und zu taumeln. Bei der kritischen Drehzahl findet kein Mahlvorgang statt – die Kugeln sind am Mantel fixiert, und das Mahlgut rotiert wie ein fester Körper. Alle Kugelmühlen müssen unterhalb der kritischen Drehzahl betrieben werden.
wobei D = Innendurchmesser der Mühle in Metern
Beispiel – Kugelmühle mit 1,2 m Durchmesser:
Nc = 42,3 / √1,2 = 42,3 / 1,095 = 38,6 U/min
Beispiel – Kugelmühle mit 3,0 m Durchmesser:
Nc = 42,3 / √3,0 = 42,3 / 1,732 = 24,4 U/min
Trockenmahlkugelmühlen: 70–80% von Nc
SAG-Mühlen: 75–85% von Nc
1,2 m Fräse bei 70% Nc: 38,6 × 0,70 = 27,0 U/min
3,0 m Fräse bei 72% Nc: 24,4 × 0,72 = 17,6 U/min
Der Frequenzumrichter ermöglicht die Anpassung der Betriebsdrehzahl in Echtzeit von 60% bis 80% Nc, um die Optimierung an wechselnde Erzhärten oder Produktvorgaben anzupassen.
Die Drehzahl der Abtriebswelle des Mühlenantriebsmotors und des Getriebes muss der erforderlichen Betriebsdrehzahl der Mühle entsprechen. Mit einem Frequenzumrichter (FU) ist die Motorfrequenz (und damit die Mühlendrehzahl) stufenlos einstellbar, sodass der Bediener den Anteil der kritischen Drehzahl für das jeweilige Mahlgut optimieren kann. Ohne FU läuft die Mühle mit einem festen Anteil der kritischen Drehzahl, der durch das feste Übersetzungsverhältnis bestimmt wird – akzeptabel für die Verarbeitung von Erzen mit nur einem Mahlgut, aber unflexibel für Aufbereitungsanlagen mit variablem Mahlgutanteil.
2. Anlaufdrehmoment für Kugelmühlenantriebe
Wird eine Kugelmühle mit voller Ladung Mahlkugeln und Erz angehalten, setzen sich die Kugeln am tiefsten Punkt der Mühlenwand ab. Die statische Reibung zwischen den Kugeln und der Mühlenwandung, kombiniert mit der Schwerkraft der abgesetzten Ladung, erfordert ein sehr hohes Anlaufdrehmoment – typischerweise das 2,0- bis 2,5-Fache des Nenndrehmoments. Dieses Anlaufdrehmoment muss aufgebracht werden, ohne die Motorwicklung durch zu hohen Anlaufstrom zu beschädigen.
Wird der YVF2-Motor von einem Frequenzumrichter mit Drehmomentverstärkung oder Vektorregelung angesteuert, kann dieser bei Stillstand ein Anlaufdrehmoment vom 1,5- bis 2-Fachen des Nenndrehmoments liefern, ohne den Nennstrom zu überschreiten. Dies wird erreicht, indem der Frequenzumrichter den magnetischen Fluss im Motor erhöht (durch ein höheres Spannungs-Frequenz-Verhältnis bei niedriger Frequenz), um während des Anlaufvorgangs zusätzliches Drehmoment zu erzeugen. Die Wicklung der Klasse H des YVF2 bewältigt diesen erhöhten magnetischen Fluss bei niedriger Drehzahl ohne Isolationsbelastung. Die sensorlose Vektorregelung des Frequenzumrichters ermöglicht die präziseste Anlaufdrehmomentregelung für Anwendungen in Kugelmühlen.
3. Warum die Drehzahlregelung mittels Frequenzumrichter die Schleifleistung verbessert
Härtere Erze erfordern einen steileren Fallwinkel der Mahlkugeln, was einen Betrieb mit einem höheren Prozentsatz der kritischen Drehzahl (72 bis 781 TP3T Nc für harte Erze) bedeutet. Weichere Erze lassen sich bei niedrigeren Drehzahlen (62 bis 681 TP3T Nc) effizienter vermahlen. Eine für harte Erze ausgelegte Mühle mit fester Drehzahl läuft bei der Verarbeitung weicherer Erze mit zu hoher Drehzahl (und verbraucht dadurch zu viel Energie). Der Frequenzumrichter ermöglicht es dem Bediener, die Mühlendrehzahl für weichere Erze zu reduzieren und so 10 bis 201 TP3T Antriebsenergie einzusparen.
Eine zu hohe Drehzahl für die jeweilige Erzart führt zu einem stärkeren Aufprall der Mahlkugeln und Auskleidungen und beschleunigt so den Verschleiß. Eine Reduzierung der Mahlgeschwindigkeit um 51 TP3T gegenüber der optimalen Drehzahl für ein bestimmtes Erz kann den Mahlkugelverbrauch um 8 bis 12 TP3T und den Auskleidungsverschleiß um 5 bis 8 TP3T senken. Dadurch verlängern sich die Wartungsintervalle und die Kosten für Verbrauchsmaterialien werden reduziert. Die Anpassung der Drehzahl mittels Frequenzumrichter (VFD) an die optimale Drehzahl ermöglicht diese Verschleißreduzierung ohne Einbußen beim Durchsatz.
Der Direktstart großer Kugelmühlenmotoren führt zu einem hohen Anlaufstrom (5- bis 7-facher Nennstrom) und starken mechanischen Belastungen des Getriebes und des Mühlengehäuses beim Hochfahren der Nenndrehzahl. Der Frequenzumrichter-Start beschleunigt den Motor innerhalb von 5 bis 15 Sekunden von null auf Betriebsdrehzahl, wodurch der Anlaufstrom vermieden und die Drehmomentbelastung des Getriebes um 60 bis 801 TP3T reduziert wird. Dies verlängert die Lebensdauer des Getriebes und verringert die Häufigkeit von Schäden an Getriebezahnrädern und Lagern durch starke Anlaufkräfte.
4. Berechnung der Motorleistung der Kugelmühle
Mühlenlänge L = 1,5 m
Kugelfüllung: 30% Mühlenvolumen
Kugeldichte: 7.800 kg/m³ (Stahl)
Zuführungspartikel F80 = 6.000 μm; Produktpartikel P80 = 150 μm
Bondarbeitsindex Wi = 14 kWh/t (mittlere Härte)
Förderleistung: 2,0 t/h
W = 140 × 0,00775 = 1,085 kWh/t
Die Leistung der Mühle beträgt 1,085 × 2,0 t/h = 2,17 kW am Mühlenmantel.
Bei einem Antriebswirkungsgrad von 0,92: Motorleistung = 2,17 ÷ 0,92 = 2,36 kW
Bei einem Anlaufdrehmomentfaktor von 2,5: Spitzenleistung des Motors = 5,9 kW
→ Wählen Sie YVF2 4-polig 3,0 kW IC416 (im Betrieb) mit VFD-Drehmomentverstärkung auf 2,5× für den Start
Die Bond-Formel liefert eine Schätzung der spezifischen Mahlenergie für die Mühlenauslegung. Für die präzise Motorauswahl bei großen industriellen Kugelmühlen ab 30 kW sollte die vollständige Bond-Berechnung mit Korrekturfaktoren für Mühlendurchmesser, Aufgabekorngröße, Produktkorngröße und Erzverarbeitungsindex verwendet werden. Korea Ever-Power empfiehlt, bei Frequenzumrichter-Mühlenantrieben einen Betriebsfaktor von 1,25 auf die berechnete Motorleistung anzuwenden, um Modellunsicherheiten und Prozessschwankungen zu berücksichtigen.
5. S1 Dauerbetrieb und thermische Betrachtungen
Industrielle Kugelmühlen in der Zement-, Bergbau- und Mineralaufbereitung laufen typischerweise 20 bis 24 Stunden täglich im Dauerbetrieb (S1) und werden nur für geplante Wartungsintervalle (in der Regel wöchentlich oder zweiwöchentlich) und zum Auskleidungswechsel angehalten. Der Motor YVF2 muss für den Dauerbetrieb (S1) am Betriebspunkt – der Mühlenleistung bei dem gewählten Prozentsatz der kritischen Drehzahl – ausgelegt sein. Das Gebläse IC416 gewährleistet, dass diese S1-Nennleistung bei jeder Drehzahl zwischen 401 TP3T und 1001 TP3T der Nenndrehzahl erhalten bleibt.
Bei Bergbauanwendungen in großer Höhe (viele südamerikanische und afrikanische Minen befinden sich in 2.000 bis 4.500 m Höhe) ist eine Leistungsreduzierung des Motors aufgrund der geringeren Kühlluftdichte erforderlich. In 2.500 m Höhe beträgt die Luftdichte etwa 741 TP3T auf Meereshöhe, wodurch die Kühlleistung des Motors reduziert wird. Standardmäßige IEC-Leistungsreduzierung: Ab 1.000 m Höhe ist ein Leistungsfaktor von 0,92 pro 1.000 m anzuwenden. In 3.000 m Höhe ist die Leistung um 1 − (2 × 0,08) = 0,84 der Nennleistung zu reduzieren. Um die Leistungsreduzierung aufgrund der Höhe auszugleichen, kann ein größerer YVF2-Bauraum gewählt oder der Motor mit der reduzierten Leistung als Dauerleistung (S1) für die jeweilige Installationshöhe ausgelegt werden.
6. Korea Ever-Power YVF2 Spezifikationen für Mühlenantriebe
Die Korea Ever-Power YVF2-Serie bietet die vollständige Spezifikation für frequenzumrichterbetriebene Motoren für Kugelmühlen, Stabmühlen und Mahlmühlen – von kleinen Labormühlen mit 0,75 kW bis hin zu mittelgroßen Zement- und Mineralaufbereitungsanlagen mit 200 kW. Das IC416-Zwangskühlsystem, die frequenzumrichtergeeignete Wicklung der Klasse H, die Kompatibilität mit sensorloser Vektorsteuerung, der PTC-Thermistorschutz und das metrische Gehäuse nach IEC 72-1 machen die YVF2 zum idealen Ersatz für bestehende Mühlenmotoren mit fester Drehzahl, die mit Frequenzumrichtern nachgerüstet werden. Die vollständige Produktpalette finden Sie im [Link einfügen]. VFD-MotorbereichFür Spezifikationen von Großmühlenantrieben über 200 kW oder Anforderungen an Synchronmotoren wenden Sie sich bitte an uns. Korea Ever-Power.
| Leistungsbereich | 0,75–200 kW |
| Geschwindigkeitsbereich | 0–120 Hz |
| Kühlung | IC416 Zwangsgebläse |
| Anlaufdrehmoment | 2,5-fache Verstärkung mit Frequenzumrichter |
| Isolierung | Klasse H VFD-Betrieb |
| Pflicht | S1 kontinuierlich |
| Schutz | PTC-Thermistoren Standard |
| Höhe | Reduzierung oberhalb von 1.000 m |
7. Anwendungen von Kugelmühlen und Mahlmühlen
Mineralaufbereitungs-Kugelmühle
Kugelmühlen zur Aufbereitung von Gold-, Kupfer- und Eisenerz mit Durchmessern von 0,9 m bis 3,0 m. YVF2 4-polig, 7,5 bis 132 kW, IC416 mit Getriebe (Übersetzung 10:1 bis 30:1). Betrieb mit kritischer Drehzahl von 65 bis 751 TP3T über Frequenzumrichterregelung. Dauerbetrieb (S1) 20 bis 24 Stunden täglich. PTC-Thermistoren sind für den 24-Stunden-Dauerbetrieb obligatorisch. Leistungsreduzierung aufgrund der Höhenlage (über 2.000 m). |
Nachrüstung einer Zementkugelmühle mit Frequenzumrichter
Zementmühlen werden mit Frequenzumrichtern (FU) nachgerüstet, um die Drehzahl zu optimieren und einen sanften Anlauf zu ermöglichen. Dabei kommen 4-polige YVF2-Motoren (45–200 kW, IC416) zum Einsatz, die die vorhandenen Standardmotoren ersetzen. Der FU ermöglicht Energieeinsparungen von 5 bis 121 TP3T durch die Optimierung der Mühlendrehzahl für verschiedene Zementmischungen. Der bestehende Zahnradantrieb bleibt erhalten; lediglich Motor und Schaltschrank werden ausgetauscht. Der sensorlose Vektor-FU ist auf die Mühlenträgheit abgestimmt, um ein optimales Anlaufdrehmoment zu gewährleisten. |
Kleine Kugelmühlen für die pharmazeutische Industrie und Forschung zur Partikelgrößenreduktion von Wirkstoffen. YVF2 4-polig, 0,75 bis 3,0 kW, IC416. Präzise Drehzahlregelung ± 0,5 U/min für reproduzierbare Partikelgrößenverteilung. Reinraumtauglicher Motor (BXG SS316L für GMP-konforme Anwendungen in pharmazeutischen Bereichen) auf Anfrage.
Nassmahlwerke für Porzellan-, Aluminiumoxid- und Keramikrohstoffe zur Herstellung von Fliesen und Sanitärkeramik. YVF2 4-polig, 5,5 bis 55 kW. Nassmahlung bei 68 bis 72% Nc. Drehzahlregelung für verschiedene Keramikmassen mit unterschiedlichen Mahlfeinheitsanforderungen. Schutzart IP55 für Nassmahlumgebungen in Gebäuden.
Mahlen von Keramikpigmenten, Titandioxid und Eisenoxidpigmenten für die Farben- und Lackherstellung. YVF2 4-polig, 2,2 bis 22 kW. Präzise Drehzahlregelung für die gewünschte Partikelgröße. Bei der Vermahlung lösemittelbasierter Pigmente ist YB2 Ex d IIB T4 für die Zone-2-Klassifizierung in Bereichen mit lösemittelbasierten Pigmenten anzugeben.
Stabmühlen dienen der Grobmahlung in Aufbereitungsanlagen vor der Nachmahlung in Kugelmühlen. Die Antriebsanforderungen sind ähnlich wie bei Kugelmühlen: YVF2 4-polig 15 bis 132 kW IC416, Frequenzumrichtersteuerung mit 60 bis 701 TP3T Nc. Stabmühlen arbeiten typischerweise mit niedrigeren Drehzahlen als Kugelmühlen gleichen Durchmessers, da bei hohen Drehzahlen die Gefahr des Verhedderns der Mahlstäbe besteht.




8. Häufig gestellte Fragen
Bearbeitet von Cxm