CN101718539A - 快速测量和判断回转窑类设备中心线的方法 - Google Patents

Abstract

快速测量和判断回转窑类设备中心线的方法，包括以下步骤：先测量轮带与托轮中心线的实际水平投影距离A1，再根据公式计算出托轮的水平移动调整量X与托轮调整后的支撑半角θ，判断托轮的水平移动调整量X是否能使调整后托轮的支撑半角θ≥28.5，最后确定出一组符合要求的X值来快速调整回转窑筒体中心线。本发明的测量方法简单易行、***误差小、调整精确度高、速度快。

Description

快速测量和判断回转窑类设备中心线的方法

技术领域

本发明涉及回转窑类设备的检修方法，具体涉及一种回转窑类设备筒体中心线的测量判断方法。

背景技术

回转窑类设备广泛应用于国民经济生产的许多部门，特别在建材行业，是企业生产组织和设备管理的核心。回转窑在原始安装时，由于轮带、托轮、筒体都按照图纸制作，误差较小，在保证基础中心线正确的情况下，以中心高作为安装的主要尺寸，托轮夹角也容易控制在合理范围之内。但是，经过长期的运行后，轮带、托轮、筒体垫板都会出现不同程度的磨损，回转窑中心线在垂直方向上会比原来的中心线降低，水平方向上也会发生偏移。对多挡支撑的回转窑***，由于各处磨损的速度不同，加上托轮的维护、检修、更换等工作，会造成中心线出现较大偏差。此时如果不及时调整，回转窑将出现各种故障。所以，回转窑中心线的测量调整工作每年至少需要进行一次，才能保证回转窑长周期稳定运行。

在回转窑的日常生产和维护中，中心线的测量是一项比较复杂的工作，费时费力，大多数水泥厂都是利用设备大修期间或特定时间来进行，但测量后数据的准确性较差，只能起一个参考作用。目前回转窑的中心线测量方法主要有以下两种：

一、在回转窑冷态下测量

1.顶部测量

1.1回转窑停车降温冷却后，在轮带外圆的上顶面，使用求心规和水平尺找出轮带的最高中心点，用洋冲打好标记点。

1.2在回转窑的冷端或热端筒体上架设经纬仪，根据经纬仪支点高度在回转窑的另一端竖立标尺，建立一条与回转窑中心线理论上相平行的基准线。

1.3依次在每个轮带上支立标杆用经纬仪扫描，测量出每档轮带的数据。

1.4慢转回转窑90°方向，再测一次，共测量四次。

1.5测出每档轮带与筒体垫板之间的间隙。

1.6计算出筒体的中心高度，作为调整回转窑纵向中心线的依据。

2.侧面测量

2.1在回转窑筒体的侧面架设经纬仪，用同样的方法建立一条水平方向的基准线。

2.2依次在轮带外圆侧面吊铅垂线，铅垂线同轮带接触点作为水平测量的基准点。

2.3使用标尺测量水平接触基准点，用经纬仪扫描出每档读数。

2.4间隔90°方向再测一次，共测量四次。

2.5将每档轮带实际外径测出。

3.将两组数据汇总后，计算出回转窑的水平测量数据，作为调整回转窑水平中心线的依据。

上述测量方法的缺点是移动测点多，操作累计误差较大；测量、计算数据多，工作量较大；测量人员需要在回转窑筒体上面操作，多次走动，安全隐患大；回转窑停车后的测量工作只能在常温下进行，回转窑筒体在经历了由高温(300℃左右)到低温(环境温度)的变化后，筒体变形量较大且不规则，所测数据不能很好地符合回转窑热态下的运行要求，测量误差在±10mm之间。

二、在回转窑热态下测量

1.在回转窑运转中利用手持式自动测窑仪测量出轮带、托轮的实际外径和轮带与筒体间的热态间隙，作为计算的一组采样数据。

2.用经纬仪在回转窑一侧建立一条基准线，在轮带侧面中心高处设立测量用平台，其上放置位移传感器和滑动标尺等。架设经纬仪配合测窑仪，扫描出轮带、托轮侧面平台上滑动标尺的读数，作为水平方向采集的一组数据。

3.在轮带正下方架设一个测量高度方向的支架和测量平台，放置位移传感器和滑动标尺等，用经纬仪配合，逐次测量每档轮带的中心线和直径，将测量结果作为垂直方向的一组采样数据。

4.根据以上每组采集到的数据，汇总、计算出测量结果，给出调整回转窑中心线的指导建议。

热态测量回转窑中心线的方法比原来冷态测量方法有了很大进步，测量精度也有了较大的提高。它是在热态下进行中心线的测量，反映了回转窑近似实际的工作状况，同时在测量时间的选择上灵活性也较大。但不足之处是测量程序较复杂，经纬仪移点多，现场测量时间长，工作量大，未完全脱离传统测量方法，对回转窑的转速要求严格，转速变化大，测量误差就大，正常情况下测量误差在±5mm之间。

另外，CN 101050955A公开了一种回转窑筒体轴线动态测量方法及测控***。其测量基本原理是：首先确定一个测量坐标系，测量各档轮带最低点的高度差及各档轮带的直径，以计算出垂直直线度，再测量各档轮带的水平直线度，以及通过测量轮带的周长计算出轮带的直径，通过测量筒体与轮带中心的顶间隙或滑移量计算出筒体与轮带中心的高度差，同时辅助有一个动态的测控***完成对回转窑筒体中心线的测量调整。该专利的回转窑筒体中心线测量方法程序繁琐，多次计算容易带来***误差，从而使回转窑筒体中心线调整不精确，达不到理想状态，进而影响到生产的正常运行。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述现有技术的缺点，提供一种简单易行、***误差小、调整精确度高的快速测量和判断回转窑类设备中心线的方法。

本发明快速测量和判断回转窑类设备中心线的方法包括：

1)测量轮带与托轮中心线的实际水平投影距离A1：

a、在回转窑的冷端托轮组支撑座定点架设经纬仪，并在回转窑的一侧建立一条以其两端托轮组支撑座上的中心标记为基准的基准线；

b、将所有托轮支座的轴头小端盖打开，找出每根托轮轴的中心加工孔，分别测量出每档托轮组原始安装的基础中心线到基准线之间的距离OB1，以及左右托轮轴端中心孔到基准线之间的距离OA1和OC1；

c、OB1-OA1或OC1-0B1即可得出回转窑两侧的A1值。

2)根据下述公式计算托轮的水平移动调整量X与托轮调整后的支撑半角θ：

$X=\sqrt{{(R_1+r_1)}^2-{(h_0+({\mathrm{\δ}}_1-{\mathrm{\δ}}_0)/2-B)}^2}-A_1\·\·\·\left(1\right)$

$\mathrm{\θ}=\mathrm{ASIN}\left(\frac{A_1}{R_1+R_1}\right)\·\·\·\left(2\right)$

式中：

h₀——原始中心高设计值；

δ₀——轮带内径与筒体外径垫板间原始间隙；

R₁——轮带磨损后的半径；

r₁——托轮磨损后的半径；

δ₁——轮带内径与筒体外径垫板间磨损后实际间隙；

B——轮带或托轮磨损严重无法调整时在托轮支承座下加垫片调整的厚度值。

其中，所述的h₀、δ₀、R₁、r₁、δ₁、B的数值均为已知数据，可以从设备图纸、技术资料或回转窑日常维护测量管理档案中得到，也可以直接测量得到。

3)对托轮水平移动调整量X进行判断：

如果调整后托轮的支撑半角θ≥28.5°，此时B＝0，则托轮的水平移动调整量X符合要求；

如果调整后托轮的支撑半角θ≤28.5°，则需要在托轮的支承座下加垫片调整，此时B＞0，再根据上述公式(1)计算出托轮的水平移动调整量X，直至支撑半角θ满足要求；

4)对回转窑筒体中心线进行调整：

按照上述托轮的测量计算方法，得到所有托轮的计算数据，根据该组数据对托轮进行逐一调整，即可调整回转窑筒体中心线到接近理想状态。

与现有技术相比，本发明的优点主要体现在以下几方面：

1)本发明方法中计算所采用的大部分数据可由技术人员在日常生产及维护时采集，便于企业的***化管理。

2)测量方法简便易行。

3)测量时，测量仪器固定不动，因而测量的***误差小，测量精度在±2mm之内。

4)数据的汇总、计算时间短，调整方向判断快，测量费用比较低，大约是热态测量的1/3，对于多支点回转窑尤其适用。

5)测量时不需要在回转窑筒体上面进行测量，保证了测量人员的安全。

附图说明

图1是轮带与托轮中心线的实际水平投影距离A1值的测量示意图；

图2是回转窑托轮和轮带原始安装情况示意图；

图3是托轮和轮带正常磨损情况下回转窑筒体中心线下降示意图；

图4是回转窑托轮调整后左托轮垫高、右托轮内移状态示意图；

图中：1——测量仪器架设点，2——托轮，3——基准线，4——回转窑中心线，5——筒体原始位置，6——轮带原始内径，7——轮带原始外径，2-1——原始托轮，2-2——磨损后托轮，2-2-1——水平调整后托轮，2-2-2——加垫片垫高调整后托轮，5-1——筒体磨损后位置，5-2——筒体调整后位置，6-1——轮带磨损后内径，6-2——轮带调整后内径，7-1——轮带磨损后外径，7-2——轮带调整后外径。

具体实施方式

本实施例具体说明快速测量和判断一个回转窑中心线的方法，包括以下步骤：

1)轮带与托轮中心线的实际水平投影距离A1的测量，如图1所示。

首先，在回转窑的冷端托轮组支撑座测量仪器架设点1处架设经纬仪，并在回转窑一侧建立一条以其两端托轮2支撑座上的中心标记为基准的基准线3，要求建立测量点时的基准线3和两端点原始中心标记的水平距离OB1、OB2差值越小越好。

然后，将所有托轮支座的轴头小端盖打开，找出每根托轮轴的中心加工孔，分别测量出每档托轮组原始安装的基础中心线4到基准线3之间的距离OB1，以及左右托轮轴端中心孔到基准线3之间的距离OA1和OC1。

根据测量出的数据，以OB1-OA1或0C1-OB1即可得出回转窑两侧的A1值。

在上述测量过程中，测量仪器的位置始终是固定不动的，保证了整个测量过程造成的误差较小。

2)托轮水平移动调整量X值和托轮调整后支撑半角θ值的计算。

如图2、图3、图4所示，根据图3中的标示尺寸及相互关系可以得出：

现在回转窑垂直中心线理论高度：

$h=\sqrt{{(R_1+r_1)}^2-{A_1}^2},$

由于轮带内径与筒体外径磨损，中心线高度变化值Δδ＝(δ₁-δ₀)/2，

图4中，B为当托轮座下加垫垫高调整时的托轮垫高值。

因此，现在回转窑的垂直中心线实际高度：

$h_1=h-\mathrm{\Δ\δ}-B=\sqrt{{(R_1+r_1)}^2-{A_1}^2}-({\mathrm{\δ}}_1-{\mathrm{\δ}}_0)/2-B,$

那么，回转窑中心线原始安装位置与现在垂直中心线的变化量为：

$\mathrm{\Δh}=h_0-h_1=h_0-(\sqrt{{(R_1+r_1)}^2-{A_1}^2}+({\mathrm{\δ}}_1-{\mathrm{\δ}}_0)/2+B),$

托轮中心线与轮带中心线水平投影理论值：

$A_2=\sqrt{{(R_1+r_1)}^2-{(h_0+({\mathrm{\δ}}_1-{\mathrm{\δ}}_0)/2-B)}^2}$

根据上述综合分析，即可得出托轮水平移动调整量X值：

$X=A_2-A_1=\sqrt{{(R_1+r_1)}^2-{(h_0+({\mathrm{\δ}}_1-{\mathrm{\δ}}_0)/2-B)}^2}-A_1$

托轮调整后的托轮支撑半角θ值：

$\mathrm{\θ}=\mathrm{ASIN}\left(\frac{A_1}{R_1+r_1}\right)$

式中：

h₀——原始中心高设计值；

δ₀——轮带内径与筒体外径垫板间原始间隙；

R₁——轮带磨损后的半径；

r₁——托轮磨损后的半径；

δ₁——轮带内径与筒体外径垫板间磨损后实际间隙；

B——轮带或托轮磨损严重无法调整时在托轮支承座下加垫片调整的厚度值。

上述公式中，托轮的水平移动调整量X表示的是回转窑中心线调整时需要调整托轮的移动量；支撑半角θ是托轮调整后，用于判断托轮支撑半角是否在正常θ≥28.5°的范围内。

所述的h₀、δ₀值是从设备图纸、技术资料中得到的。

所述的R₁、r₁、δ₁是从回转窑日常维护测量管理档案中得到的。在正常情况下，回转窑的轮带及托轮年磨损量比较小，在回转窑的正常维护管理中，一般半年或一年用测力钢卷尺测量一次轮带直径和托轮直径，得出轮带磨损后半径R₁值和托轮磨损后的半径r₁值，测量出轮带内径与筒体外径垫板间的间隙δ₁，将测量结果记录下来并存入档案，作为测量时的数据使用。

所述的垫片厚度值B可以直接测量得到。

在实际操作中，可以根据上述公式设计一个电子表格，测量时，将各个相应的数据代入表格，即可自动计算出托轮水平移动调整量X与托轮调整后的支撑半角θ，计算更加快捷精确。

3)托轮水平移动调整量X值是否符合要求的判断。

若调整后托轮的支撑半角θ≥28.5°，此时B＝0，则托轮的水平移动调整量X符合要求；

若调整后托轮的支撑半角θ≤28.5°，则说明需要在托轮的支承座下加垫片调整，此时B＞0，再根据上述公式(1)计算出托轮的水平移动调整量X，直至支撑半角θ满足要求；

4)回转窑筒体中心线的调整。

按照上述托轮的测量与计算方法，所有托轮在测量和计算后得到一组数据，根据该组数据对托轮进行逐一调整，即可调整回转窑筒体中心线到接近理想状态。

Claims (2)

1.快速测量和判断回转窑类设备中心线的方法，其特征是包括：

1)测量轮带与托轮中心线的实际水平投影距离A1：

a、在回转窑的冷端托轮组支撑座定点架设经纬仪，并在回转窑的一侧建立一条以其两端托轮组支撑座上的中心标记为基准的基准线；

b、将所有托轮支座的轴头小端盖打开，找出每根托轮轴的中心加工孔，分别测量出每档托轮组原始安装的基础中心线到基准线之间的距离OB1，以及左右托轮轴端中心孔到基准线之间的距离OA1和OC1；

c、OB1-OA1或OC1-OB1即可得出回转窑两侧的A1值；

2)根据下述公式计算托轮的水平移动调整量X与托轮调整后的支撑半角θ：

$X=\sqrt{{(R_1+r_1)}^2-{(h_0+({\mathrm{\δ}}_1-{\mathrm{\δ}}_0)/2-B)}^2}-A_1\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\left(1\right)$

$\mathrm{\θ}=\mathrm{ASIN}\left(\frac{A_1}{R_1+r_1}\right)\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\left(2\right)$

式中：

h₀--原始中心高设计值；

δ₀--轮带内径与筒体外径垫板间原始间隙；

R₁--轮带磨损后的半径；

r₁--托轮磨损后的半径；

δ₁--轮带内径与筒体外径垫板间磨损后实际间隙；

B--轮带或托轮磨损严重无法调整时在托轮支承座下加垫片调整的厚度值；

3)对托轮水平移动调整量X进行判断：

如果调整后托轮的支撑半角θ≥28.5°，此时B＝0，则托轮的水平移动调整量X符合要求；

如果调整后托轮的支撑半角θ≤28.5°，则需要在托轮的支承座下加垫片调整，此时B＞0，再根据上述公式(1)计算出托轮的水平移动调整量X，直至支撑半角θ满足要求；

4)对回转窑筒体中心线进行调整：

按照上述托轮的测量计算方法，得到所有托轮的计算数据，根据该组数据对托轮进行逐一调整，即可调整回转窑筒体中心线到接近理想状态。

2.根据权利要求1所述的快速测量和判断回转窑类设备中心线的方法，其特征是所述的h₀、δ₀、R₁、r₁、δ₁、B可以从设备资料或日常维护档案得到，也可以直接测量得到。

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