CN103196677B

CN103196677B - 烧结机车轮状态检测方法

Info

Publication number: CN103196677B
Application number: CN201210005481.6A
Authority: CN
Inventors: 韩明明; 翟立伟; 姜伟忠
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2032-01-10
Also published as: CN103196677A

Abstract

本发明涉及冶金炼铁中的原料烧结领域，尤其涉及一种炼铁原料烧结中的烧结机台车运行状态检测方法。一种烧结机车轮状态检测方法，首先确定台车的数量，将各个台车顺台车运行方向进行序号排列，然后将台车序号与四个压力传感器的检测值对应，通过四个压力传感器的检测值用超差法进行判定，确定故障车轮。本发明烧结机车轮状态检测方法根据烧结机台车的工作状况，通过检测台车四个车轮在运行时受力是否一致来实现在线自动检测运行中车轮的状态，达到提前预报车轮状态劣化或车轮有可能脱落的情况，做到有计划地检修车轮，从而提高烧结机运行效率，减少停产损失。

Description

烧结机车轮状态检测方法

技术领域

本发明涉及冶金炼铁中的原料烧结领域，尤其涉及一种炼铁原料烧结中的烧结机台车运行状态检测方法。

背景技术

烧结机有很多台相同的台车首尾相连组成链形，在烧结机台车运行轨道上作椭圆形的闭循环运行。烧结机台车逐台从烧结机机头装载烧结用混合料点火后沿上部运行轨道向机尾运行，烧结用混合料在台车向前运行过程中进行原料的烧结，烧结机台车到机尾后沿运行轨道的圆周倾翻，依次将烧结成品倾倒到下一工序的设备上，倾倒完烧结成品的空台车继续沿下部运行轨道依次返回到烧结机机头，沿机头运行轨道的圆周翻转到机头上部运行轨道，返回上部运行轨道后的空台车再逐台进行烧结原料的装载，依次不间断循环进行炼铁原料的烧结生产。

烧结机台车长期处于高温、高负荷、倾翻倒料等连续运行的生产状况下，经常会造成台车损坏和故障。每台烧结机台车自重根据烧结机规格大小有数吨至十几吨，生产运行中台车载料也有数吨至十几吨，每台台车运行时总重等于台车自重加上台车载料重量。每台烧结机台车各有4个轮子，烧结机台车依靠这4个轮子的支撑，在烧结机循环轨道上运行进行烧结生产。一般每台烧结机有台车100多辆，合计有车轮数百个。烧结机台车运行在高温、多尘、高负荷、倾翻倒料震动冲击的工况条件下，在生产运行中台车轮子的轴承时常会发生故障，台车轮子轴承出现问题，会使台车轮子产生晃动，甚至掉落。

如果烧结机台车轮子轴承出现问题，台车轮子会产生严重晃动，待台车运行到烧结机机尾倾翻倒料的剧烈震动冲击下掉落，导致台车卡在倾翻弯轨内，造成设备事故停产，严重影响烧结生产的正常进行。如果在烧结机台车轮子轴承出现问题时，特别是在轴承损坏不是非常严重时，在发生事故前能够检测出来，及时更换台车进行修理，做到有计划地检修车轮，从而提高烧结机运行效率，减少生产损失，提高企业的经济效益。

现有的烧结机车轮状态检测技术，主要是依靠人工观察台车在运行中的车轮转动情况，一台烧结机有数百甚至上千个台车轮子，依靠人工检测需要耗费大量的人力。依靠人工观察由于缺乏有效诊断手段，很难对台车轮子的状态做出定量、定性的判断，即便耗费了大量的人力也难以及时检查出有问题的车轮，避免烧结机台车轮子掉落造成的烧结机停产事故发生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种烧结机车轮状态检测方法，通过检测台车四个车轮受力是否一致达到提前预报车轮状态劣化或车轮有可能脱落的情况，减少停产损失。

本发明是这样实现的：一种烧结机车轮状态检测方法，包括以下步骤：

步骤一、确定台车的数量，若干台台车组成不间断的环形链，台车在烧结机循环轨道上做顺序闭环运动，将烧结机循环轨道上的一处水平位置作为台车检测点，在台车检测点设置起始台车检测传感器、台车计数检测传感器和四个压力传感器，四个压力传感器分别与台车的四个车轮一一对应，起始台车检测传感器、台车计数检测传感器和四个压力传感器将采集到的信号送到运算控制装置，由运算控制装置进行运算控制；

步骤二、将各个台车顺台车运行方向进行序号排列，选取任意一个台车作为起始台车，起始台车的序号为“1”；

步骤三、当起始台车通过台车检测点时，起始台车检测传感器发出信号使运算控制装置内的计数器计数值置“1”，台车检测点每通过一辆台车时，台车计数检测传感器发出信号使运算控制装置内的计数器计数值加“1”，该计数值即为台车序号，运算控制装置在储存台车序号的同时储存四个压力传感器此时所受到的压力值，四个压力值即为该辆台车四个车轮在同一时间分别所承受的重力；

步骤四、根据运算控制装置内的台车四个车轮在同一时间分别所承受的重力用超差法进行判定，确定故障车轮。

所述步骤四中根据运算控制装置内的台车四个车轮在同一时间分别所承受的重力用超差法人工进行判定，确定故障车轮，具体为将运算控制装置内自动收集的数据打印出来，然后通过人工用超差法进行判定，找出故障车轮和轻微损坏但是需要检修的车轮。

步骤四中根据运算控制装置内的台车四个车轮在同一时间分别所承受的重力用超差法自动进行判定，确定故障车轮，具体为所述运算控制装置将台车四个车轮在同一时间分别所承受的重力自动通过超差法进行运算判定，如果发现有超差故障即发出故障报警，同时在显示装置上显示超差的故障信息。

所述步骤四中显示装置上显示的故障信息包括故障台车的台车序号、故障台车的故障车轮位置、超差值、故障发生时间。

步骤三中运算控制装置储存台车序号和四个压力传感器此所受到的压力值数据时，根据预先设定最多收集若干组循环数据，超过以后，后一组数据覆盖掉最先收集的一组数据，使运算控制装置储存的数据始终保持最新。

所述步骤四中进行判定的超差法为，首先设置车轮故障判断基准值P，然后运算控制装置将所得到的四个压力传感器所受到的压力值H_A、H_B、H_C、H_D进行比较，选取其中最小值为S_X，取余下的三个压力值的平均值Q_X，将三个数值的平均值Q_X减去已选取的最小值S_X，再用计算结果除以三个数值的平均值Q_X，得到一个差值比H，即：H=（Q_X-S_X）/Q_X；最后将计算得到的差值比H与车轮故障判断基准值P进行比较，当H<P为正常，H>P为超差故障。

所述的车轮故障判断基准值P的选值范围为0.1~0.9。

所述步骤四中进行判定的超差法为，首先设置车轮故障判断范围基准值P1；然后运算控制装置将得到的四个压力传感器所受到的压力值H_A、H_B、H_C、H_D取平均值H；将四个压力传感器所受到的压力值分别除以H得到I_A、I_B、I_C、I_D，当(I_A、I_B、I_C、I_D)∈(1±P1)时为正常，当I_A、I_B、I_C、I_D中任意一个不属于(1±P1)时为超差故障。

所述的车轮故障判断范围基准值P1的选值范围为0.1~0.9。

本发明烧结机车轮状态检测方法根据烧结机台车的工作状态，通过检测台车四个车轮在运行时受力是否一致来实现在线自动检测运行中车轮的状态，达到提前预报车轮状态劣化或车轮有可能脱落的情况，做到有计划地检修车轮，从而提高烧结机运行效率，减少停产损失。

附图说明

图1为烧结机车轮受力原理图；

图2为本发明烧结机车轮状态检测方法中运算控制装置工作连接示意图。

图中：1车轮、2台车轮轴、3循环轨道、4支撑点、5台车本体。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

如图1所示，本发明烧结机车轮状态检测方法原理如下：烧结机台车5上的车轮1的掉落故障，首先是从台车轮轴承损坏开始，台车轮轴承损坏后间隙变大发生松动，导致套在轴承外圈上的车轮1产生晃动，发生晃动后的车轮1在台车高负荷、倾翻倒料震动冲击等过程中，会加速已经损坏的台车轮轴承进一步的损坏，最后轴承外圈连同轮子一同掉落。每台烧结机台车自重约X吨，生产运行中台车载料也约有Y吨，这时每台台车的总重=X+Y吨，每台台车的总重X+Y就依靠台车4个车轮1的支撑在烧结机循环轨道3上运行。

烧结机台车在烧结机循环轨道3上运行，烧结机台车的4个车轮1与轨道平面接触。烧结机正程工作面轨道敷设是水平的，烧结机台车上的载料工艺要求是均等分布的。烧结机台车是刚性结构，烧结机台车轮轴2与台车本体5也是刚性连接。烧结机台车在上述设备及工艺条件下，烧结机台车的重量应该平均分布于4个车轮1上，每个车轮1所承受的重量理论上应该是烧结机台车总重（X+Y）/4，烧结机台车的重量通过4个车轮1中心线垂直向下，依次通过轴承内圈、轴承滚珠、轴承外圈、车轮垂直向下传递到循环轨道3与车轮1相切的4个支撑点4上。烧结机台车是刚性结构4点支撑，如其中一个车轮1损坏则4个支撑点受力就会不均衡。

如图2所示，一种烧结机车轮状态检测方法，包括以下步骤：

步骤一、确定台车的数量，若干台台车组成不间断的环形链，台车在烧结机循环轨道上做顺序闭环运动，将烧结机循环轨道上的一处水平位置作为台车检测点，在台车检测点设置起始台车检测传感器、台车计数检测传感器和四个压力传感器，四个压力传感器分别与台车的四个车轮一一对应，使台车移动运行到台车检测点位置时，4个车轮1的垂直中心线正好同时落于4个压力传感器的测力中心线上，起始台车检测传感器、台车计数检测传感器和四个压力传感器将采集到的信号送到运算控制装置，由运算控制装置进行运算控制；

步骤二、由于烧结机台车链是一个由若干台台车组成不间断的环形链，因此是没有头和尾的概念，为了需要知道台车环形链中的每台台车在环形链中的排序，所以需要人为的定义某一台台车为起始台车将各个台车顺台车运行方向进行序号排列，选取任意一个台车作为起始台车，起始台车的序号为“1” ，后面的台车序号为依次2、3、4、5……，在起始台车上安装一个起始台车标志，使起始台车标志可以被起始台车检测传感器检测到，在其他台车上设置一个台车计数标志，使台车计数标志可以被台车计数检测传感器检测到；

步骤三、当起始台车通过台车检测点时，起始台车检测传感器检测到起始台车标志后发出信号使运算控制装置内的计数器计数值置“1”，台车检测点每通过一辆台车时，台车计数检测传感器检测到台车计数标志后发出信号使运算控制装置内的计数器计数值加“1”，该计数值即为台车序号，以此来确定当前经过四个压力传感器的台车是第几号台车，运算控制装置在储存台车序号的同时储存四个压力传感器此时所受到的压力值，四个压力值即为该辆台车四个车轮在同一时间分别所承受的重力，通过运算控制装置将台车序号与四个压力传感器所采集的数值相互对应；步骤三中运算控制装置储存台车序号和四个压力传感器此所受到的压力值数据时，预设收集若干组循环数据，超过设定以后，后一组数据覆盖掉最先收集的一组数据，使运算控制装置储存的数据始终保持最新，以防止运算控制装置内储存的数据过多造成数据溢出，无法存入新的数据。在本发明中，通常预设定收集1~5组循环数据。

步骤四、运算控制装置将台车四个车轮在同一时间分别所承受的重力用超差法进行判定，如果发现有超差故障即发出故障报警，同时在显示装置上显示超差的故障信息；显示装置上显示的故障信息包括故障台车的台车序号、故障台车的故障车轮位置、超差值、故障发生时间；本步骤中也可以将运算控制装置内自动收集的数据打印出来，然后通过人工用超差法进行判定，这样不但能够找出故障车轮，而且还可以找出虽然还没有出现故障，但是已经轻微损坏需要检修的车轮，防止在生产中突然发生故障，造成安全事故，保证了安全生产。

本发明可进一步描述为，所述步骤四中进行判定的超差法为，首先通过检测参数设置装置设置车轮故障判断基准值P，通常情况下P的取值范围为0.1~0.9，然后运算控制装置将所得到的四个压力传感器所受到的压力值H_A、H_B、H_C、H_D进行比较，选取其中最小值为S_X，取余下的三个压力值的平均值Q_X，将三个数值的平均值Q_X减去已选取的最小值S_X，再用计算结果除以三个数值的平均值Q_X，得到一个差值比H，即：H=（Q_X-S_X）/Q_X；最后将计算得到的差值比H与车轮故障判断基准值P进行比较，当H<P为正常，H>P为超差故障。

在本实施例中，烧结机台车自重为10吨，最大载料为10吨，实际载料为0～10吨，故实际每台车总重为10～20吨。烧结机共有128台台车在运行轨道上依次排列运行，台车的序号从起始台车开始依次1、2、3、4、5……128。

烧结机台车运行时依次前行，当起始台车运行到达起始台车检测传感器，起始台车检测传感器检测到起始台车信号送到运算控制装置，运算控制装置内的计数器置“1”。其它台车运行到达台车计数检测传感器，台车计数检测传感器将检测到台车经过信号送到运算控制装置，运算控制装置对台车计数器的数值进行累加，直到起始台车再次经过时，运算控制装置再次对计数器置“1”，计数器中的数值从1-128依次循环，实现对当前到达检测位置的每台台车确定排列序号。在本实施例中输入车轮故障判断基准值P=0.5；每当台车经过时，运算控制装置对四个压力传感器的实时受力数值进行采集，并连同计数器中的数值一起存入存储器。

四个压力传感器分别设为压力传感器A、压力传感器B、压力传感器C和压力传感器D，当计数器计数值到56时，运算控制装置采集到四个压力传感器的实时受力数值分别为A=4.1吨；B=5.2吨；C5.0吨；D=4.7吨；将运算控制装置存储器中排列序号为56台车的四个压力传感器受力数值A=4.1；B=5.2；C=5.0；D=4.7进行比较，选取一个最小值S_A=4.1，计算余下三个较大数值的取平均值Q_BCD=（5.2+5.0+4.7）/3=4.97，将三个较大数值的平均值减去已选取的最小值，再用计算结果除以三个较大数值的平均值，得到一个差值比H，即：H=（Q_X-S_X）/Q_X=（Q_BCD-S_A）/Q_BCD=（4.97-4.1）/4.97=0.174；第四步，将计算得到的差值比H与故障判断基准值P进行比较，H<P为正常，H>P为超差故障，（H=0.174）<（P=0.5）运算比较结果为正常，没有超差故障。台车循环运行，每次计数器计数值变换时运算控制装置始终重复以上计算、比较、判断的运算过程。

台车计数器计数值到115，运算控制装置采集到四个压力传感器的实时受力数值分别为A=6.1吨；B=5.7吨；C5.9吨；D=2.2吨；将运算控制装置的存储器中排列序号为115台车的四个压力传感器受力数值A=6.1；B=5.7；C=5.9；D=2.2进行比较，选取一个最小值S_D=2.2。第二步，计算余下三个较大数值的平均值Q_ABC=（6.1+5.7+5.9）/3=5.9，将三个较大数值的平均值减去已选取的最小值，再用计算结果除以三个较大数值的平均值，得到一个差值比H，即：H=（Q_X-S_X）/Q_X=（Q_ABC-S_D）/Q_ABC=（5.9-2.2）/5.9=0.627；将计算得到的差值比H与故障判断基准值P进行比较，H<P为正常，H>P为超差故障，（H=0.627）>（P=0.5）运算比较结果为有超差故障，运算控制装置即通过信号输出口发出故障报警，同时在显示装置上显示115号台车超差故障的信息，信息内容：故障台车排列序号115；四个压力传感器受力数值A=6.1；B=5.7；C=5.9；D=2.2；故障车轮的位置D；超差值0.627，故障发生时间****年**月**日**时**分**秒。据此可以判断115号车轮D的轴承存在松动或间隙过大等问题。

实施例2

一种烧结机车轮状态检测方法，实施例2和实施例1的区别在于，所述步骤四中进行判定的超差法为，首先通过检测参数设置装置设置车轮故障判断范围基准值P1，通常情况下P1的取值范围为0.1~0.9；然后运算控制装置将得到的四个压力传感器所受到的压力值H_A、H_B、H_C、H_D取平均值H；将四个压力传感器所受到的压力值分别除以H得到I_A、I_B、I_C、I_D，当(I_A、I_B、I_C、I_D)∈(1±P1)时为正常，当I_A、I_B、I_C、I_D中任意一个不属于(1±P1)时为超差故障。

Claims

1.一种烧结机车轮状态检测方法，其特征是，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的烧结机车轮状态检测方法，其特征是：所述步骤四中根据运算控制装置内的台车四个车轮在同一时间分别所承受的重力用超差法进行判定，确定故障车轮，具体为将运算控制装置内自动收集的数据打印出来，然后通过人工用超差法进行判定，找出故障车轮和轻微损坏但是需要检修的车轮。

3.如权利要求1所述的烧结机车轮状态检测方法，其特征是：步骤四中根据运算控制装置内的台车四个车轮在同一时间分别所承受的重力用超差法进行判定，确定故障车轮，具体为所述运算控制装置将台车四个车轮在同一时间分别所承受的重力自动通过超差法进行运算判定，如果发现有超差故障即发出故障报警，同时在显示装置上显示超差的故障信息。

4.如权利要求3所述的烧结机车轮状态检测方法，其特征是：所述步骤四中显示装置上显示的故障信息包括故障台车的台车序号、故障台车的故障车轮位置、超差值、故障发生时间。

5.如权利要求1所述的烧结机车轮状态检测方法，其特征是：步骤三中运算控制装置储存台车序号和四个压力传感器此时所受到的压力值数据，每台台车根据预先设定最多收集若干组循环数据，超过以后，后一组数据覆盖掉最先收集的一组数据，使运算控制装置储存的数据始终保持最新。

6.如权利要求1~5中任意一权利要求所述的烧结机车轮状态检测方法，其特征是：所述步骤四中进行判定的超差法为，首先设置车轮故障判断基准值P，然后运算控制装置将所得到的四个压力传感器所受到的压力值H_A、H_B、H_C、H_D进行比较，选取其中最小值为S_X，取余下的三个压力值的平均值Q_X，将三个数值的平均值Q_X减去已选取的最小值S_X，再用计算结果除以三个数值的平均值Q_X，得到一个差值比H，即：H=（Q_X-S_X）/Q_X；最后将计算得到的差值比H与车轮故障判断基准值P进行比较，当H<P为正常，H>P为超差故障。

7.如权利要求6所述的烧结机车轮状态检测方法，其特征是：所述的车轮故障判断基准值P的选值范围为0.1~0.9。

8.如权利要求1~5中任意一权利要求所述的烧结机车轮状态检测方法，其特征是：所述步骤四中进行判定的超差法为，首先设置车轮故障判断范围基准值P1；然后运算控制装置将得到的四个压力传感器所受到的压力值H_A、H_B、H_C、H_D取平均值H；将四个压力传感器所受到的压力值分别除以H得到I_A、I_B、I_C、I_D，当(I_A、I_B、I_C、I_D)∈(1±P1)时为正常，当I_A、I_B、I_C、I_D中任意一个不属于(1±P1)时为超差故障。

9.如权利要求8所述的烧结机车轮状态检测方法，其特征是：所述的车轮故障判断范围基准值P1的选值范围为0.1~0.9。