回转窑筒体弯曲形变和表面形变动态测量及其几何三维建模

摘要

回转窑是现代工业生产中一种的重要生产设备，其机械运行状态对生产有着重要的影响。对回转窑的运行状态的测量和监测对于其维护和无故障运行有着重要的意义。其中，回转窑的弯曲测量关系到回转窑筒体内部衬砖的使用寿命、托轮和轮带的受力和磨损、驱动齿轮的磨损等；筒体表面变形的测量可以直接反映到内部衬砖的砌合状况，而且对轴线检测的精度有直接影响。
　　基于回转窑筒体弯曲和表面形变的测量重要的工程意义。本研究提出了其测量方法并提出了对回转窑筒体进行几何模型三维重构。本研究主要做了如下的主要工作：(1)通过分析回转窑筒体弯曲变形和表面变形的机械特性，提出了回转窑筒体弯曲变形和表面变形测量的方法以及测量理论依据。选择非接触测量的激光测距传感器来测量筒体表面距离的变化，通过数据分析分离出筒体弯曲变形和表面变形这两个参量。(2)提出了采用最小二乘圆算法拟合测量数据的形状。根据该算法找出了回转窑的水平和垂直方向的偏心距离以及整体的偏心情况。编写了基于Matlab的数据处理程序。同时，根据分析情况，进一步的提出了作图时半径对偏心距离的影响。最后，整体的分析出了截面变形的趋势图。为回转窑的三维模型重构提供了理论依据。(3)提出了回转窑三维构型的方法。其过程如下：首先，对采集的数据进行预处理，将位移数据转换为空间坐标数据。并采用最小二乘圆算法拟合空间坐标数据，以分离出筒体的弯曲变形情况。第二，导入预处理的数据到Imageware三维模型重构软件中，Delaunay三角剖分算法构建回转窑的三维模型。第三，对生成的三维模型进行修正。以构建出回转窑的几何模型。
　　本文所提出的回转窑筒体弯曲变形和表面变形动态测量方法及其三维模型构建，较以前国内提出的对这方面的测量，更全面的分析了筒体产生此类变形的原因和机械特性，采取了全面直观的数据分析处理方法，并且实现了回转窑筒体弯曲变形和表面变形动态测量以及其三维模型的构建。

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第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题研究目的、内容和拟解决的关键问题

1.4 小结

第2章 测量原理与系统整体结构

2.1 回转窑筒体变形定义

2.2 回转窑筒体变形的理论分析

2.3测量原理

2.4 小结

第3章 测量仪器设计

3.1 测量仪器总体结构

3.2 测量系统硬件

3.3 测量系统电路设计

3.4 软件开发平台介绍

3.5 测量软件设计

3.6 小结

第4章 筒体弯曲和表面形变测量及几何三维建模

4.1 筒体弯曲和表面形变测量

4.2 筒体弯曲和表面形变几何三维建模

4.3 小结

第5章 系统误差分析

5.1 仪器测量误差计算

5.2 算法误差计算

5.3 小结

总结与展望

6.1 总结

6.2展望

参考文献

致谢