基于Labview的水泥回转窑托轮挠度测量系统的研制

摘要

回转窑是一种建材、冶金等行业中关键的大型机械设备，经常被称之为生产工艺过程的“心脏”。回转窑的工作特点是长时间连续运转在多个支撑点上，运转过程中的理想状态是整个回转窑的轴线呈一条直线，同时多个支撑点均匀受力。托轮的工作状况很大程度上决定着窑的运行状态是否正常。一旦某个托轮位置偏离或基座下沉，或者支撑处的窑轴线弯曲，这些情况均会导致所有托轮受力发生变化，并且会出现不同程度的振动，长期会使托轮磨损不均，情况严重的可能导致托轮工作面出现“点蚀”、“胶合”，甚至托轮轴断裂等现象，从而大大降低托轮寿命，给企业造成重大经济损失。因此，回转窑在水泥生产等行业中占有重要地位，研究回转窑托轮的工作状况是非常有意义的。为了能全面了解托轮运行状态，本文选择了托轮的挠度作为主要研究对象。
　　 本文详细阐述了回转窑托轮挠度变化的测量对回转窑故障诊断和调窑的研究意义，并确定了研究目标、研究内容和拟关键解决的问题，同时，深入分析了国外有关托轮挠度变化测量方法的优缺点，提出了一种基于双电涡流位移传感器、霍尔信号同步和Labview平台的托轮挠度变化新测量方法与方案，并最终设计出了一套完整的测量回转窑托轮挠度变化的软硬件测量系统，该系统已实际应用，效果良好。
　　 本文针对测量系统的研制分别从硬件设计、软件设计和数据处理与分析三方面做了详细介绍。硬件设计部分主要完成了传感器的选型、数据采集卡的选择和通道设计、电路设计和机械部分设计等工作。软件设计部分首先介绍了虚拟仪器和Labview平台资源，然后完成了软件系统的框架设计，最后采用模块化的思想，将软件分成了数据实时采集、霍尔信号获取、数据存取和数据处理与保存等模块，并加以设计。数据处理与分析部分主要是针对辽宁省某水泥厂的托轮挠度变化测量数据进行了深度的处理与分析，同时结合现场实际工况，最终，得到了各档各个托轮外轮廓及表面状况、振动情况和实际挠度变化规律及窑弯曲方位等有用信息。本测量系统的应用结果显示，该套系统能够为诊断回转窑故障原因和窑调整提供科学的依据。