基于LabVIEW的回转窑轮带处筒体弯曲测量的新方法

摘要

回转窑作为建材、冶金、化工等工业的重要生产设备，其运行状态对生产有着重要的影响，直接关系到生产厂家的经济效益。回转窑的轴线检测关系到内部衬砖的使用寿命、托轮和轮带的受力和磨损、驱动齿圈的磨损等;筒体轮廓圆度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一定影响。
　　 本文分析了回转窑轴线弯曲产生的原因，通过比较国内外回转窑轴线测量方法，根据国内武汉理工大学已有的测量方式提出了一种新的轴线弯曲的测量方法。
　　 整个测量系统包括:机械机构、硬件电路及软件控制三大部分。机械结构主要是为了支撑测试用仪器;硬件电路主要包括各个仪器的电路连接、串口通信、数据传输等;软件控制主要包括对仪器工作的起始控制、数据采集、以及最主要的数据处理方式。
　　 机械结构和硬件系统的搭建是在原来的测量基础上进行了一些改进而成，本文最主要的亮点在于新的测量方式和对数据处理的方式。以往测量弯曲采用的是单个激光单次测量，模拟出筒体轮廓而得到弯曲量的大小，这种测量方式不能消除筒体表面的不平整度和局部变形带来的结果影响。本系统的测量方式采用两个具有同样精度和采样速率的激光测距仪，在同一截面处两个不同位置同步测量。将其中的一组数据进行三角函数拟合消除掉局部变形对测量弯曲结果的影响，得到弯曲量的大概值;另一组数据取绝对值之后进行线性拟合，然后求均值得到在该截面处的表面不平整的均值，将这个均值作为修正值带入数据一的结果中进行修正，最终得到一个精度较高的弯曲量。
　　 本文在理论上分析了这种测量方法的有效性，同时也利用以前单次测量数据对理论分析进行了验证。结果表明这种处理方式能得到比以前测量精度更高的筒体弯曲量，同时也能更精确的确定筒体弯曲的方位。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 回转窑概述

1．1．1 回转窑简介

1．1．2 回转窑结构

1．1．3 回转窑相关检测的意义

1．2 课题研究的目的和意义

1．2．1 课题来源

1．2．2 课题研究目的和意义

1．3 国内外研究现状

1．4 本课题研究目的、内容和拟解决的关键问题

1．4．1 研究目的

1．4．2 研究内容及方法

1．4．3 拟解决的关键问题

1．5 小结

第2章 测量原理和方法介绍

2．1 筒体受力弯曲分析

2．2 测量原理

2．3 测量状态分析

2．3．1 筒体塑性变形状态分析

2．3．2 理论测量数据分析

2．4 测量结果的处理方式

2．4．1 理想状态测量弯曲结果计算方式

2．4．2 表面不平整和局部变形的剔除方法

2．5 系统工作框图

2．6 小结

第3章 测量系统的仪器设计

3．1 测距传感器的选择

3．1．1 传感器的结构及功能

3．1．2 传感器与上位机的硬件连接

3．2 同步测量的硬件实现

3．2．1 霍尔开关的选型

3．2．2 无线模块的选型

3．3 硬件电路设计

3．4 硬件的支撑结构设计

3．4．1 激光测距仪的支撑机构

3．4．2 霍尔开关的支撑结构

3．4．3 倾角校正仪

3．5 小结

第4章 弯曲测量系统的软件设计

4．1 测量系统的软件框架

4．1．1 虚拟仪器及VI概述

4．1．2 labvIEW软件概述

4．1．3 系统软件框架设计

4．2 数据采集部分软件编写

4．2．1 霍尔开关控制模块

4．2．2 激光测距仪控制程序

4．2．3 文件生成和保存

4．3 数据处理部分程序的编写

4．3．1 读取有效值

4．3．2 数据处理模块

4．3．3 图片生成模块

4．4 小结

第5章 测量系统精度分析和数据结果分析

5．1 仪器的安装精度和偏心运动引入误差

5．1．1 仪器的安装精度

5．1．2 偏心运动引入误差

5．2 测量数据分析

5．2．1 筒体表面变形情况理想时的状态分析

5．2．2 筒体表面局部变形较大的情况分析

5．3 筒体弯曲量的计算

5．3．1 三角函数拟合正确性验证

5．3．2 实测数据的弯曲计算

5．4 小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢