水泥回转窑筒体轴向弯曲和表面圆柱变形动态监测

摘要

水泥生产的重要设备,回转窑的运行状态好坏对水泥生产有着重要的影响,直接关系着企业的经济效益。回转窑的筒体外壳是一个内部装有耐火衬料的可旋转的圆形钢管,是水泥的煅烧场所,筒体表面的凹凸圆柱变形反应了内部衬砖的工作状态,对窑内耐火衬砖的工作寿命有着重要的影响。筒体是由轮带和托轮支撑的,因此,筒体轴向弯曲变形,会使与其相关的轮带产生一定的偏斜,轮带受力不均,导致筒体和轮带磨损加剧、接触疲劳等各种机械损伤。加大与轮带接触的托轮的轴向力,使轴瓦发热,托轮旋转表面的不均匀机械磨损等机械故障。
　　窑轴线刚性弯曲会引起的筒体在支撑处上下跳动,导致驱动电流的不正常的波动、托轮温度上升等。测量筒体的轴向弯曲变形和表面圆柱变形对窑筒体的维护,监测回转窑的工作状态,预防各种因筒体的轴向弯曲变形和表面圆柱变形产生的故障具有重要的意义。国内目前没有能测量水泥回转窑的筒体轴向弯曲变形和表面圆柱变形的有效方法,而越来越多的水泥生产企业对此测量提出了需求.因此有必要研制一种测量准确,使用方便,具有推广价值的水泥回转窑筒体轴向弯曲变形和表面圆柱变形测量的检测仪器设备。
　　本文详细分析了引起回转窑筒体轴向弯曲和表面圆柱凹凸变形的原因,提出了一种回转窑筒体轴向弯曲和表面圆柱凹凸变形的测量方法,设计了激光测距传感器的的数据采集接收系统,数据处理系统,分析数据最后确定回转窑筒体轴向弯曲和表面圆柱凹凸变形的大小。文章中,分析了回转窑筒体轴向弯曲和表面圆柱凹凸变形的一些机械特性,结合这些特性,确定测量方法。采用激光测距传感器检测筒体表面的距离变化值,分析测量中可能引入的误差,验证方法的的正确性和检测精度。利用LabVIEW软件编写数据接收和处理系统,图形化显示测量分析的结果,直观的掌握回转窑筒体轴向弯曲和表面圆柱凹凸变形情况。本课题所设计回转窑筒体轴向弯曲和表面圆柱凹凸变形测量装置实用性强,设备结构简便,操作简单,测量结果准确,如能推广使用可大大提高生产企业的设备维护能力,具有广阔的市场前景。

目录

摘要

ABSTRACT

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第一章 绪论

1.1 回转窑概述

1.1.1 回转窑的应用与发展

1.1.2 回转窑的结构

1.1.3 回转窑的检测

1.2 课题来源及研究目的与意义

1.2.1 课题来源

1.2.2 课题研究的目的与意义

1.3 国内外的研究现状

1.4 研究目标、研究内容及拟解决的关键技术

1.4.1 研究目标

1.4.2 研究内容及研究方法

1.4.3 拟解决的关键问题

1.5 预期的研究成果与创新点

1.5.1 预期的研究成果

1.5.2 创新点

1.6 小结

第二章 筒体轴向弯曲和表面圆柱变形动态测量方法

2.1 回转窑筒体变形分析

2.1.1 回转窑筒体弹性变形

2.1.1 回转窑筒体的永久性变形

2.2 回转窑筒体轴向弯曲和表面圆柱变形机械特性分析

2.3 筒体轴向弯曲和表面圆柱变形的动态测量方法

第三章 窑轴线弯曲和表面圆柱变形检测仪器设计

3.1 激光检测系统设计

3.1.1 测距传感器的选择和介绍

3.1.2 激光测距传感器的模式配置和通信连接

3.2 机械结构设计和辅件的选择

3.2.1 机械零部件设计的基本要求和一般步骤

3.2.2 激光测距传感器的支撑和调整结构设计

3.2.3 瞄准器和霍尔传感器的使用与选择

第四章 变形测量系统软件设计

4.1 虚拟仪器的简介

4.1.1 虚拟仪器概念

4.1.2 虚拟仪器的构成

4.1.3 虚拟仪器系统的组建方案

4.2 LABVIEW开发环境简介

4.2.1 LabVIEW软件的简介

4.2.2 选择LabVIEW的原因

4.3 测量系统软件编写

4.3.1 测量软件总体构成

4.3.2 数据采集软件设计

4.3.3 数据保存和处理子程序设计

第五章 轴向弯曲和表面圆柱变形测量精度分析

5.1 截面旋转偏心值测量误差分析

5.1.1 传感器和数据处理对旋转偏心值测量的影响

5.1.2 激光点未对准对旋转偏心值测量的影响

5.2 影响截面旋转中心相位角的因素

5.3 筒体其它变形对测量结果的干扰

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士学位期间发表的论文