CN102735206A - 动态回转窑托轮轴挠度变化和筒体弯曲的测量方法及仪器 - Google Patents
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Abstract
一种动态回转窑托轮轴挠度和筒体弯曲方位的测量方法及仪器，用1位置传感器测定筒体旋转周期和确定测量母线；在同挡左、右托轮同一中间截面上，对准托轮中心安装2个互相垂直的位移传感器进行测量，通过对其2组数据的处理得到该托轮轴挠度变化值。把筒体旋转方位与同组左、右托轮轴挠度变化值相关联，对比分析得托轮受载受力状况曲线，确定该处筒体弯曲方位。依次在各挡轮带处重复上述操作，测出各挡左、右托轮挠度变化数据，参考各个托轮空间几何位置参数和动态回转窑中心线测量结果，决定托轮调整方向和数据。测量仪器包括2个位移传感器、1位置传感器、1多通道数据采集卡及微机。本法测托轮轴挠度测量精度为0.001mm；测筒体弯曲的测量精度为0.5mm。
Description
技术领域
本发明涉及回转窑托轮轴和筒体机械变形的测量方法，具体指一种动态回转窑托轮轴挠度变化和筒体弯曲的测量方法及仪器。
背景技术
回转窑是水泥、有色和黑色冶金、化工、耐火材料等工业的重要烧成设备，回转窑一般由三挡（及以上）托轮多点支撑连续运行。回转窑理想轴线为直线，托轮同时支撑窑体均匀受力。在长期运行中，由于窑基座墩的不均匀沉降、托轮位置的偏移、托轮处的窑筒体弯曲变形，均会导致各个托轮受力不均匀，个别托轮超载受力，其托轮工作面会出现裂纹、块状脱落、甚至托轮轴突然断裂现象，引起停窑事故，给企业造成重大经济损失。测量托轮轴挠度变化可反映托轮动态载荷受力的大小和筒体弯曲变形方位，它对预防动态超载造成托轮轴的突然断裂、调整托轮和娇正窑筒体弯曲都有重要的意义。
世界水泥工业著名杂志《ZEMENT-KALK-GIPS》国际版2007年第7期50-54页“常规托轮轴挠度的测量--令人惊讶的结果” 文章中，介绍了美国Phillips Kiln Services Ltd公司的测量方法：如图1所示，采用一个非接触的位移传感器在托轮与筒体中心连线的延长线上，在托轮中部进行托轮轴挠度的测量。该测量方法的优点是：测量精度高，操作简单。但是，由于托轮表面存在凸凹不平轮廓和不圆度的形状因素，它们引起托轮偏摆值为1-4mm, 而托轮轴挠度变化量只有0.1-0.3mm，它容易隐藏淹没在凸凹不平轮廓形变之中。因此该方法缺点是：仅用一个位移传感器很难将真实轴挠度变化微小值与托轮表面凸凹不平轮廓因素、振动等因素引起偏摆的较大值区分出来，导致挠度变化的测量误差较大。
发明内容
本发明目的是针对上述现有测量方法不足，提供一种动态回转窑托轮轴挠度变化和筒体弯曲方位的测量方法及仪器，它能够消除托轮表面凸凹不平轮廓因素、振动等因素对挠度变化测量结果的影响，给出筒体弯曲方位的数据。
本发明的一种动态回转窑托轮轴挠度变化和筒体弯曲的测量方法及仪器，在窑轮带与各托轮中心连线延长线上安装位移传感器与微机相连接，其技术方案的特征及具体方法如下：
在筒体高端下方某一固定位置，用由位置感应器和触发器组成的1个位置传感器测定筒体旋转周期，在对应处固定吸附在筒体上的触发器确定开始及结束测量的母线，等分筒体周期时间可以确定筒体的旋转方位；
1）在同挡左托轮的同一中间截面上，对准左托轮中心安装2个互相垂直的位移传感器，在左托轮与轮带中心连线延长线（即托轮最大挠度位置）上的第1个位移传感器测出第1组数据，第2个位移传感器测出第2组数据，通过处理该2组数据可以得到左托轮轴挠度的变化值；
2）把2个位移传感器移装在同挡右托轮的同一中间截面上，同样，对准右托轮中心安装2个互相垂直的位移传感器，第1个位移传感器装在右托轮与轮带中心连线延长线上测出第1组数据，第2个位移传感器测出第2组数据，通过处理该2组数据可以得到右托轮轴挠度变化值；
3)把筒体旋转方位与同挡左、右托轮轴挠度变化值同步相互关联，对比分析同组左、右托轮挠度变化数据，得到各托轮受载受力状况曲线，确定该挡处筒体弯曲的方位；
4）依次在各挡轮带处重复上述步骤（1)至步骤（3)的操作，测出各挡左、右托轮的挠度变化数据，参考各个托轮空间几何位置参数和动态回转窑中心线的测量结果，决定各个托轮的调整方向和数据。
本发明采用的仪器包括：位移传感器、多通道数据采集卡、微机，其特征是：该仪器由2个位移传感器、1位置传感器、1个多通道数据采集卡、1个微机组成；2个位移传感器分别与1个多通道数据采集卡并行电连接，多通道数据采集卡与1个微机电连接；1位置传感器通过无线或有线测控方式与微机直接电连接。
本发明采用仪器的特征是：所用的2个位移传感器都是非接触的位移传感器；所用的位置传感器是二值型非接触的磁、光、电类位置传感器，它由位置感应器和触发器组成，触发器吸附在位置感应器对应处的筒体固定位置上。
本发明由于采用2个位移传感器互相垂直于托轮中心，各自测出各个托轮2个垂直位置的2组数据。在各托轮与轮带中心连线延长线上测出的第1组数据包含：托轮轴挠度变化、托轮表面凸凹不平轮廓、振动等因素的综合位置数据；垂直于托轮与轮带中心连线的第二组数据只包含：托轮表面凸凹不平轮廓、振动等因素的位置数据。通过处理该2组的对应数据，在理论上可完全消除托轮表面凸凹不平轮廓和振动等因素的影响，得到该托轮轴真实的挠度变化值。托轮轴挠度变化数据可直观反映托轮动态载荷受力的大小和筒体弯曲变形方位，它为判断和确定回转窑的故障原因提供科学依据。2个位移传感器测量精度都为0.001mm，本发明的测量仪器对托轮轴挠度变化的测量精度为0.001mm。
本发明由于用1个位置传感器测定筒体旋转周期，用1触发器确定筒体上测量母线，通过筒体旋转方位与同挡的2个托轮轴挠度变化值曲线相互关联，得到2托轮受载受力状况曲线，确定该挡处筒体弯曲的方位参数。它对预防动态超载造成托轮轴的突然断裂、指导托轮调整和娇正窑筒体弯曲提供了科学手段和有效工具。本发明的仪器测量筒体弯曲偏摆的精度为0.5mm。
本发明的优点是：即能测托轮轴挠度变化，又能测筒体弯曲，仪器测量功能多，测量准确，精度高，操作方便，易于推广应用。
附图说明
图1为已有美国Phillips Kiln Services 公司测量方法示意图；
图2为本发明在托轮中间横截面处测量托轮轴挠度变化及筒体弯曲的示意图；
图3为本发明的2个位移传感器在托轮最大挠度处的安装位置示意图。
图中：1、轮带，2、筒体，3、右托轮，4、左托轮，5、托轮中间截面，6、第1位移传感器，7、第2位移传感器，8、触发器，9、位置传感器，10、多通道数据采集卡，11、微机。
具体实施方式
下面参照附图和具体实施例对本发明作详细描述：
图1在现有背景技术部分已作介绍，在此从略。如图2所示，本发明方法具体方法如下：
在筒体高端下方某一固定位置，用1个触发器8吸附在筒体2上确定开始及结束测量的母线，用1个位置传感器9测定筒体2的旋转周期，用等分周期时间来确定筒体的旋转方位。
（1）如图3所示，在同挡左托轮4的同一中间截面5处，对准左托轮中心安装2个互相垂直的位移传感器。在左托轮与轮带中心连线延长线即托轮最大挠度位置上的第1个位移传感器6测出第1组数据，第2个位移传感器7测出第2组数据，通过处理该2组的对应数据可以得到左托轮轴挠度变化值。
（2）同样如图3所示，把2个位移传感器移装在同挡右托轮4的同一中间截面上，对准右托轮4的中心安装2个互相垂直的位移传感器。在右托轮与轮带中心连线延长线上的第1个位移传感器6测出第1组数据，第2个位移传感器7测出第2组数据，通过处理该2组的对应数据可以得到右托轮轴挠度变化值。
（3） 把筒体旋转方位与同挡左、右托轮轴挠度变化值同步相互关联，对比分析同组左、右托轮挠度变化数据，得到各托轮受载受力状况曲线，确定该挡处筒体弯曲的方位。
依次在各挡轮带处重复上述步骤（1)至步骤（3)的操作，测出各挡左、右托轮的挠度变化数据，参考各个托轮空间几何位置参数和动态回转窑中心线的测量结果，可以确定各个托轮的调整方向和数据。
本发明采用的仪器包括：该仪器由2个位移传感器6和7、1位置传感器9、1个多通道数据采集卡10、1个微机11组成；2个位移传感器分别与1个多通道数据采集卡并行电连接，多通道数据采集卡与1个微机电连接；1位置传感器通过无线或有线测控方式与微机直接电连接。
本发明所用的2个位移传感器6和7都是非接触的位移传感器；所用的位置传感器是二值型非接触的磁、光、电类位置传感器，它由位置感应器9和触发器8组成，触发器8吸附在位置感应器9对应处筒体2 的1个固定位置上。
Claims (4)
1.一种动态回转窑托轮轴挠度和筒体弯曲方位测量方法，在窑轮带与各托轮中心连线延长线上安装1个位移传感器与微机相连接，其特征是：在筒体高端下方某一固定位置，用由位置感应器和触发器组成的1个位置传感器测定筒体旋转周期，在对应处固定吸附在筒体上的触发器确定开始及结束测量的母线，等分筒体周期时间以确定筒体的旋转方位；
1）在同挡左托轮的同一中间截面上，对准左托轮中心安装2个互相垂直的位移传感器，在左托轮与轮带中心连线延长线上的第1个位移传感器测出第1组数据，第2个位移传感器测出第2组数据，通过处理该2组数据得到左托轮轴挠度的变化值；
2）把2个位移传感器移装在同挡右托轮的同一中间截面上，同样，对准右托轮中心安装2个互相垂直的位移传感器，第1个位移传感器装在右托轮与轮带中心连线延长线上测出第1组数据，第2个位移传感器测出第2组数据，通过处理该2组数据得到右托轮轴挠度的变化值；
3）把筒体旋转方位与同挡左、右托轮轴挠度变化值相互关联，对比分析同组左、右托轮挠度变化数据，得到各托轮受载受力状况曲线，确定该挡处筒体弯曲的方位；
4）依次在各挡轮带处重复上述步骤1)至步骤3)的操作，测出各挡左、右托轮的挠度变化数据，参考各个托轮空间几何位置参数和动态回转窑中心线的测量结果，决定各个托轮的调整方向和数据。
2.权利要求1所述的动态回转窑托轮轴挠度和筒体弯曲方位测量方法所采用的仪器，该仪器包括：位移传感器、多通道数据采集卡、微机，其特征是：该仪器由2个位移传感器、1个位置传感器、1个多通道数据采集卡和1个微机组成；2个位移传感器分别与所述的多通道数据采集卡并行电连接，所述的多通道数据采集卡与1个微机电连接；所述的位置传感器通过无线或有线测控方式与微机直接电连接。
3.根据权利要求2所述的动态回转窑托轮轴挠度和筒体弯曲方位测量方法所采用的仪器，其特征是：所用的2个位移传感器都是非接触的位移传感器。
4.根据权利要求2所述的动态回转窑托轮轴挠度和筒体弯曲方位测量方法所采用的仪器，其特征是：所用的位置传感器是二值型非接触的磁、光、电类位置传感器，它由位置感应器和触发器组成，触发器吸附在位置感应器对应处筒体固定位置上。
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