CN105841597A - 一种造纸盘磨机磨盘磨损检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种造纸盘磨机磨盘磨损检测装置及方法，能够适应盘磨机高速、高温、高压的工作环境，有效检测磨齿的磨损状况，安装方便，成本低廉。所述的装置包括安装在磨盘磨齿上的磨损检测棒，以及与磨损检测棒连接的数据处理单元；磨损检测棒的顶端与磨齿齿面平齐，磨损检测棒包括嵌套为一体的棒体和套筒，以及沿轴向插入棒体的阶梯芯轴和设置在棒体底端的滑移变阻器；阶梯芯轴的顶端与棒体的顶端平齐，底端伸出棒体的底端，阶梯芯轴的底端固定有垫片，阶梯芯轴上套设有两端分别连接垫片和棒体底端的弹簧；垫片与滑移变阻器的滑片固定连接；数据处理单元连接滑移变阻器的导线，用于根据变化的电阻信号得到滑片的位移。从而对磨损量的实时监控和检测。

Description

一种造纸盘磨机磨盘磨损检测装置及方法

技术领域

本发明涉及制浆造纸技术领域，具体为一种造纸盘磨机磨盘磨损检测装置及方法。

背景技术

在制浆造纸工业中，高浓盘磨机往往起着至关重要的作用，高浓盘磨机的性能直接决定了成浆的质量，是整个制浆生产线中将木片直接转换为纤维的关键设备，木片或预热后的木片送入盘磨机后,在高速旋转的磨盘作用下，木片被分丝帚化并分离成纤维，由于强烈的磨擦作用，产生大量的热能，使木素软化和纤维分离。

在这个过程中，磨盘的磨损是不可避免的，磨盘磨齿过度磨损后，会导致磨浆效率降低，功耗变大，磨浆质量降低。但是磨盘磨损到什么程度是很难监测的，主要原因是磨盘之间间隙小，高速、高温、高压等工况复杂，对传感器的要求非常高。

盘磨机的磨盘在运行过程中，往往会出现两种磨损状况：正常磨损和非正常磨损。正常磨损是由于磨片持续挤压、磨削木片过程中，磨齿在挤压和摩擦力的作用下正常磨损，这一过程往往是缓慢的，有一定周期的，磨损后的磨齿齿面是基本平整均匀的；非正常磨损是由于磨浆过程中，木片原料中掺杂了铁钉等坚硬异物，造成磨片磨齿的损坏，这一过程往往是瞬间的、短时的，在磨齿的局部产生缺损。无论是哪种型式的磨损，对成浆质量都会产生影响。

在盘磨机运行过程中，磨盘的磨损量是难于检测的，一方面是由于动盘与定盘之间间隙小，且伴随高温、高压，光学方法无法探测，而用于非接触测量的电涡流传感器可以检测磨盘间隙，但是磨盘表面分布有齿和沟槽，动盘在转动过程中，电涡流信号只能采集平均值，且电涡流传感器需要特殊防护，否则很快就会被磨损而导致损坏，检测成本非常高。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种造纸盘磨机磨盘磨损检测装置及方法，能够适应盘磨机高速、高温、高压的工作环境，有效检测磨齿的磨损状况，安装方便，成本低廉，对盘磨机在运行过程中磨盘磨损量进行实时在线检测。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种造纸盘磨机磨盘磨损检测装置，包括安装在磨盘磨齿上的磨损检测棒，以及与磨损检测棒连接的数据处理单元；

所述的磨损检测棒的顶端与磨齿齿面平齐，磨损检测棒包括嵌套为一体的棒体和套筒，以及沿轴向插入棒体的阶梯芯轴和设置在棒体底端的滑移变阻器；阶梯芯轴的顶端与棒体的顶端平齐，底端伸出棒体的底端，阶梯芯轴的底端固定有垫片，阶梯芯轴上套设有两端分别连接垫片和棒体底端的弹簧；垫片与滑移变阻器的滑片固定连接；

所述的阶梯芯轴的顶端设置有若干阶梯轴段，棒体内分别对应每个阶梯轴段设置有限位阶梯；除顶端的第一阶梯轴段外，其他阶梯轴段与对应的限位阶梯之间均设置有间隙，阶梯轴段与对应限位阶梯之间的间隙大于该阶梯轴段与顶部之间所有阶梯轴段与对应限位阶梯之间的间隙之和；

数据处理单元连接滑移变阻器的导线，用于根据变化的电阻信号得到滑片的位移。

优选的，阶梯芯轴的最后一级阶梯轴段对应的限位阶梯上设置有密封圈。

优选的，垫片通过螺母固定在阶梯芯轴的底端。

优选的，若干磨损检测棒均匀设置在磨盘的多个磨齿上。

优选的，多个磨损检测棒沿磨盘的径向均匀设置在一个磨齿上。

一种造纸盘磨机磨盘磨损检测方法，基于如本发明所述的造纸盘磨机磨盘磨损检测装置，其包括如下步骤：

步骤1，将磨损检测棒安装在盘磨机磨盘的磨齿上，使得磨损检测棒的顶端与磨齿齿面平齐，将导线连接到数据处理的输入端；

步骤2，盘磨机工作，当盘磨机磨盘发生磨损时，磨齿磨损会导致磨损检测棒同步磨损，当阶梯芯轴上当前处于顶端的阶梯轴段被磨掉后，阶梯芯轴在弹簧的作用下，下沉其与所对应的限位阶梯之间间隙的距离，同时阶梯芯轴通过垫片带动滑片移动相同的距离，测滑移变阻器的电阻变化；

步骤3，通过数据处理单元检测滑移变阻器的电阻变化，从而得到滑片的位移，即为磨损检测棒安装位置造纸盘磨机磨盘磨损量。

优选的，在盘磨机磨盘上设置有多个磨损检测棒；

当得到的多个磨损检测棒的电阻值变化趋势一致，则属于正常磨损；

当得到的多个磨损检测棒的电阻值中出现电阻值的突变，则属于非正常磨损。

优选的，当根据检测得到的磨损量对应最后一级阶梯轴段被磨损掉的磨损量时，阶梯芯轴压紧密封圈，磨盘磨损到极限，在磨损检测棒安装位置的磨盘磨齿失效。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过安装在定盘磨盘磨齿固定位置上的磨损检测棒，实现磨损检测棒与磨齿的同步磨损，利用设置在磨损检测棒磨损端的阶梯芯轴实现对磨损量的同步，利用阶梯芯轴除第一级以外其他各级与棒体之间的定量间隙，保证了对磨损量的定量检测，通过滑移变阻器的将位移量转化为电信号，保证了对磨损量的实时监控和检测；并且能够通过多个磨损检测棒的设置，对正常磨损和非正常磨损进行准确判断，结构合理，设计巧妙，安装方便，成本低廉。

附图说明

图1为本发明实例中所述的磨盘结构示意图。

图2为本发明实例中所述的扇形磨片的结构图示意图。

图3为本发明实例中所述的磨损检测棒的结构原理图。

图4为本发明实例中所述的磨损检测棒的外形图。

图5为本发明实例中所述的磨损检测棒的立体爆炸图。

图中：1.磨齿，2.磨损检测棒，3.齿槽，4.扇形磨片安装孔，5.阶梯芯轴，6.棒体，7.密封圈，8.弹簧，9.滑移变阻器，10.滑片，11.导线，12.套筒，13.螺母，14.垫片，15.第I阶梯轴段，16.第II阶梯轴段，17.第III阶梯轴段，18.第IV阶梯轴段。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明中所述的造纸盘磨机磨盘，如图1所示，其由若干个扇形磨片通过扇形磨片安装孔4固定在机体上组合而成，如图2所示，每个扇形磨片表面按照一定规律排布有条状磨齿1，磨齿1之间形成齿槽3。在磨齿1上沿磨盘的径向加工出多个螺纹安装孔，如图4所示，磨损检测棒2外圆柱面有外螺纹，可以将磨损检测棒2旋入磨齿1的螺纹安装孔中，磨损检测棒2顶端与磨齿1齿面平齐。螺纹安装孔的位置能够根据需要进行指定加工，当盘磨机运行时，磨齿1齿面与磨损检测棒2顶端表面磨损是同步的，因此，通过检测磨损检测棒2的磨损便可以得到是磨齿1表面的磨损量。

磨损检测棒2中的阶梯芯轴5与磨齿1同步磨损，阶梯芯轴5每磨损一定长度将当前阶梯磨损后，在弹簧8作用下会自动下沉一段距离，阶梯芯轴5底端与滑移变阻器9上的滑片10连接，阶梯芯轴5的移动会改变滑移变阻器9的电阻值，从而反映磨损量的大小。

如图3和图5所示，所述的磨损检测棒2进行组装时，为保证密封，首先将密封圈7放入棒体6内，并将阶梯芯轴5插入棒体6，在阶梯芯轴5伸出棒体6的另一端，套上弹簧8、垫片14，并用螺母13旋紧，弹簧8被压缩，利用弹簧弹力对阶梯芯轴5产生一个向外拉的弹力，滑移变阻器9安装在棒体6下端，垫片14正好卡在滑片10的卡槽内，使垫片14移动时，带动滑片10移动，从而改变滑移变阻器9的阻值。最后将棒体6安装在套筒12中，将滑移变阻器9的导线11从套筒12的后端引出；将磨损检测棒2装入扇形磨片安装孔4中，使磨损检测棒2的上表面与磨齿1平齐，每个扇形磨片上可以安装多个磨损检测棒2。

采用本发明所述的检测方法后，当盘磨机磨盘发生磨损时，磨齿1磨损会导致磨损检测棒2同步磨损，磨损检测棒2的检测原理叙述如下：如图3所示，当阶梯芯轴5上的第I阶梯轴段15被磨掉时，阶梯芯轴5在弹簧力的作用下，阶梯芯轴5下沉距离t1，随之垫片14带动滑片10移动相同距离t1，滑移变阻器9阻值随之发生改变，此时，磨盘磨齿磨损量等于第I阶梯轴段15的高度k1；当阶梯芯轴5上的第II阶梯轴段16被磨掉时，阶梯芯轴5在弹簧力的作用下又下沉一段距离t2-t1，随之垫片14带动滑片10移动距离t2-t1，滑移变阻器9阻值继续随之发生改变，此时，磨盘磨齿总磨损量等于k1+k2+t1；当阶梯芯轴5上的第III阶梯轴段17被磨掉时，阶梯芯轴5在弹簧力的作用下又下沉一段距离t3-t2-t1，随之垫片14带动滑片10移动距离t3-t2-t1，滑移变阻器9阻值继续随之发生改变，此时，磨盘磨齿总磨损量等于k1+k2+k3+t2。以此类推，当最后第IV阶梯轴段18被磨损掉时，阶梯芯轴5压紧密封圈7，磨盘已经磨损到极限，此时，可以判断在磨损检测棒2安装位置的磨盘磨齿已经失效。

本发明对于磨损检测棒2的阶梯轴段划分越细，采集的电阻变化信号所反映的磨损量精度就越高。根据采集的磨盘表面所有磨损检测棒2的电阻变化情况，可以判定磨盘磨损的类型，如果是均匀磨损，分布在磨盘各个位置的磨损检测棒2反馈的电阻值变化基本趋于一致，属于正常磨损；如果是局部磨损，会出现个别磨损检测棒阻值突变的情况，此时盘磨机很有可能发生了非正常磨损，说明该处磨齿很有可能已经发生损坏。本发明可以对磨盘的磨损情况进行评估，并预测磨盘磨损的程度，为盘磨机控制提供工艺参考。

Claims (8)

1.一种造纸盘磨机磨盘磨损检测装置，其特征在于，包括安装在磨盘磨齿(1)上的磨损检测棒(2)，以及与磨损检测棒(2)连接的数据处理单元；

所述的磨损检测棒(2)的顶端与磨齿(1)齿面平齐，磨损检测棒(2)包括嵌套为一体的棒体(6)和套筒(12)，以及沿轴向插入棒体(6)的阶梯芯轴(5)和设置在棒体(6)底端的滑移变阻器；阶梯芯轴(5)的顶端与棒体(6)的顶端平齐，底端伸出棒体(6)的底端，阶梯芯轴(5)的底端固定有垫片(14)，阶梯芯轴(5)上套设有两端分别连接垫片(14)和棒体(6)底端的弹簧(8)；垫片(14)与滑移变阻器(9)的滑片(10)固定连接；

所述的阶梯芯轴(5)的顶端设置有若干阶梯轴段，棒体(6)内分别对应每个阶梯轴段设置有限位阶梯；除顶端的第一阶梯轴段外，其他阶梯轴段与对应的限位阶梯之间均设置有间隙，阶梯轴段与对应限位阶梯之间的间隙大于该阶梯轴段与顶部之间所有阶梯轴段与对应限位阶梯之间的间隙之和；

数据处理单元连接滑移变阻器(9)的导线(11)，用于根据变化的电阻信号得到滑片(10)的位移。

2.根据权利要求1所述的造纸盘磨机磨盘磨损检测装置，其特征在于，阶梯芯轴(5)的最后一级阶梯轴段对应的限位阶梯上设置有密封圈(7)。

3.根据权利要求1所述的造纸盘磨机磨盘磨损检测装置，其特征在于，垫片(14)通过螺母(13)固定在阶梯芯轴(5)的底端。

4.根据权利要求1所述的造纸盘磨机磨盘磨损检测装置，其特征在于，若干磨损检测棒(2)均匀设置在磨盘的多个磨齿(1)上。

5.根据权利要求1所述的造纸盘磨机磨盘磨损检测装置，其特征在于，多个磨损检测棒(2)沿磨盘的径向均匀设置在一个磨齿(1)上。

6.一种造纸盘磨机磨盘磨损检测方法，其特征在于，基于如权利要求1所述的造纸盘磨机磨盘磨损检测装置，其包括如下步骤：

步骤1，将磨损检测棒(2)安装在盘磨机磨盘的磨齿(1)上，使得磨损检测棒(2)的顶端与磨齿(1)齿面平齐，将导线(11)连接到数据处理的输入端；

步骤2，盘磨机工作，当盘磨机磨盘发生磨损时，磨齿(1)磨损会导致磨损检测棒(2)同步磨损，当阶梯芯轴(5)上当前处于顶端的阶梯轴段被磨掉后，阶梯芯轴(5)在弹簧(8)的作用下，下沉其与所对应的限位阶梯之间间隙的距离，同时阶梯芯轴(5)通过垫片(14)带动滑片(10)移动相同的距离，测滑移变阻器(9)的电阻变化；

步骤3，通过数据处理单元检测滑移变阻器(9)的电阻变化，从而得到滑片(10)的位移，即为磨损检测棒(2)安装位置造纸盘磨机磨盘磨损量。

7.根据权利要求6所述的一种造纸盘磨机磨盘磨损检测方法，其特征在于，在盘磨机磨盘上设置有多个磨损检测棒(2)；

当得到的多个磨损检测棒(2)的电阻值变化趋势一致，则属于正常磨损；

当得到的多个磨损检测棒(2)的电阻值中出现电阻值的突变，则属于非正常磨损。

8.根据权利要求6所述的一种造纸盘磨机磨盘磨损检测方法，其特征在于，当根据检测得到的磨损量对应最后一级阶梯轴段被磨损掉的磨损量时，阶梯芯轴(5)压紧密封圈(7)，磨盘磨损到极限，在磨损检测棒(2)安装位置的磨盘磨齿失效。