專利名稱：回轉(zhuǎn)窯筒體中心線熱態(tài)測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及回轉(zhuǎn)窯中心線熱態(tài)測(cè)量技術(shù)，尤其涉及一種回轉(zhuǎn)窯筒體中心線在熱態(tài)生產(chǎn)狀態(tài)下的快速測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
回轉(zhuǎn)窯在水泥、冶金、化工、石灰行業(yè)均有重要應(yīng)用。各領(lǐng)域中，回轉(zhuǎn)窯筒體外圍一般都設(shè)置若干檔托輪和輪帶，用于對(duì)窯體進(jìn)行支承?；剞D(zhuǎn)窯筒體通過(guò)輪帶支承在多檔支承裝置的托輪上慢速回轉(zhuǎn)工作。由于回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)期不間斷在高溫狀態(tài)下工作，某檔或幾檔輪帶與窯筒體的相對(duì)滑動(dòng)、擺動(dòng)、輪帶不圓度等因素影響，筒體局部或整體產(chǎn)生復(fù)雜動(dòng)態(tài)變形，無(wú)法保持筒形形狀，也更無(wú)法保證回轉(zhuǎn)窯筒體中心線始終保持為一條直線，或者說(shuō)筒體中心線也在動(dòng)態(tài)變化，從而使得托輪和輪帶受力不均，增加功率消耗，同時(shí)由于窯體載荷由此產(chǎn)生附加應(yīng)力，容易使機(jī)件損壞，因而需要對(duì)筒體中心線準(zhǔn)確測(cè)量以便后期調(diào)整維護(hù)。由于冷態(tài)下回轉(zhuǎn)窯筒體冷卻形狀容易發(fā)生變化，與熱態(tài)環(huán)境下筒體形狀差異較大，因而停產(chǎn)狀態(tài)下的測(cè)量更不易發(fā)現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)時(shí)候可能存在的中心偏差問(wèn)題，需要進(jìn)行熱態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種回轉(zhuǎn)窯筒體中心線熱態(tài)測(cè)量方法，便捷可靠、易于實(shí)施且成本低廉，能夠在熱態(tài)生產(chǎn)環(huán)境下對(duì)回轉(zhuǎn)窯筒體中心線進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:—種回轉(zhuǎn)窯筒體中心線熱態(tài)測(cè)量方法，用于在熱態(tài)環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)窯，所述回轉(zhuǎn)窯筒體外圍設(shè)置若干檔用于支承筒體的筒形輪帶，其特征在于包括如下主要步驟:I)測(cè)量回轉(zhuǎn)窯筒體外圍其中一檔輪帶表面多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)；2)由步驟I)所測(cè)輪帶表面的三維空間坐標(biāo)計(jì)算擬合出該輪帶圓柱面的表面空間位置及形狀參數(shù)，并進(jìn)而求得該輪帶中心點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)；3)用輪帶與筒體間滑移量對(duì)輪帶中心點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)進(jìn)行修正計(jì)算，求得該輪帶處回轉(zhuǎn)窯筒體中心點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)；4)按照步驟1)-3)依次測(cè)量筒體外圍所有輪帶處回轉(zhuǎn)窯筒體中心點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)；5)將回轉(zhuǎn)窯首尾兩檔處回轉(zhuǎn)窯筒體中心連接構(gòu)成基準(zhǔn)中心線，比較各輪帶處回轉(zhuǎn)窯筒體中心點(diǎn)與該基準(zhǔn)中心線的偏差，即得到該筒體中心線的實(shí)際狀態(tài)。按上述技術(shù)方案，步驟I)中，沿回轉(zhuǎn)窯筒體方向建立三維空間坐標(biāo)系0ΧΥΖ，且沿X軸方向在回轉(zhuǎn)窯筒體外圍其中一檔輪帶的兩側(cè)各間隔設(shè)置兩臺(tái)經(jīng)緯儀，在輪帶表面選取多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，利用該四臺(tái)經(jīng) 緯儀進(jìn)行測(cè)量，獲取該輪帶表面多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)。
按上述技術(shù)方案，步驟2)中，將步驟I)中輪帶表面多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)代入三維空間圓柱面方程進(jìn)行擬合計(jì)算，得到該輪帶圓柱面的中心軸線方程，進(jìn)而求得該檔輪帶中心點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)Ti (txi, tyi, tzi), i為該輪帶由窯首至窯尾的排列檔數(shù)。按上述技術(shù)方案，步驟3)中按下述方式修正得到該輪帶處回轉(zhuǎn)窯筒體中心點(diǎn)的三維空間坐標(biāo) Si (sxi, syi, szi): sxi=txi ; syi=syi ; szi=tzi_ Δ / (2 π );其中，Δ 為輪帶與筒體間存在的圓周滑動(dòng)量，單位為mm。按上述技術(shù)方案，步驟4)中，將測(cè)量裝置移動(dòng)，重復(fù)步驟1)_3)，得到所有輪帶處回轉(zhuǎn)窯筒體中心點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)為Si (sxi, syi, szi), i為該輪帶由窯首至窯尾的排列檔數(shù)，i=l, 2,..., rio按上述技術(shù)方案，步驟5)中，將回轉(zhuǎn)窯首尾兩檔輪帶處筒體中心點(diǎn)SI和Sn相連接得到一直線SlSn作為理論筒體中心線，計(jì)算其余各檔輪帶處筒體中心點(diǎn)Si (sxi, syi,szi) (i=2,..., η-1)到直線SlSn的垂直距離di (i=2,..., η_1),也就是各檔輪帶處筒體中心點(diǎn)的偏離量；由此得到筒體中心線的直線度偏差為:δ =max(d2, d3，…，dn_l)。按上述技術(shù)方案，步驟I)中，各檔輪帶兩側(cè)各間隔設(shè)置的兩臺(tái)經(jīng)緯儀中，每側(cè)至少有一臺(tái)為激光經(jīng)緯儀。按上述技術(shù)方案，步驟I)中，各檔輪帶表面測(cè)量點(diǎn)的個(gè)數(shù)不小于20。按上述技術(shù)方案，步驟I)中，各檔輪帶兩側(cè)各間隔設(shè)置的兩臺(tái)經(jīng)緯儀不動(dòng)，在輪帶兩側(cè)表面分別選取多個(gè)測(cè)量點(diǎn)。按上述技術(shù)方案，所述經(jīng)緯儀采集信息均傳輸至現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算終端或遠(yuǎn)程計(jì)算和控制系統(tǒng)。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
I)本發(fā)明測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)僅實(shí)施簡(jiǎn)單，拆卸方便，且現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施可操作性強(qiáng)。2)相對(duì)傳動(dòng)測(cè)量方法，能有效在高溫下對(duì)筒體中心線進(jìn)行測(cè)量，且由于計(jì)算擬合方法采用計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)，還能夠根據(jù)需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，同時(shí)也能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)量，安全可靠且，適應(yīng)性強(qiáng)。3)本方法通過(guò)輪帶中心測(cè)量轉(zhuǎn)化至筒體中心測(cè)量，誤差小，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，大幅提高了主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率。


圖1是本發(fā)明的測(cè)量原理圖。圖2是輪帶中心點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)計(jì)算原理圖。圖中:1_筒體；2-輪帶；3_經(jīng)緯儀；C-筒體中心線。
具體實(shí)施例方式為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。一種回轉(zhuǎn)窯筒體中心線熱態(tài)測(cè)量方法，用于在熱態(tài)環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)窯，所述回轉(zhuǎn)窯筒體I外圍設(shè)置若干檔用于支承筒體的筒形輪帶2。具體測(cè)量方法如下:如圖1所示,建立測(cè)量坐標(biāo)系0ΧΥΖ,如圖1所示,X軸方向與筒體中心線C相平行；在三維空間坐標(biāo)系OXYZ中，在回轉(zhuǎn)窯某一檔輪帶兩側(cè)架設(shè)經(jīng)緯儀進(jìn)行測(cè)量并記錄數(shù)據(jù):輪帶兩側(cè)各自分別用一組經(jīng)緯儀(兩臺(tái)，其中至少有一臺(tái)為激光經(jīng)緯儀)在回轉(zhuǎn)窯筒體I外圍某一檔輪帶2(圖1中為第i檔，i為該輪帶由窯首至窯尾的排列檔數(shù))兩側(cè)對(duì)輪帶表面選取的若干個(gè)點(diǎn)(一般在20個(gè)點(diǎn)以上)進(jìn)行測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)并作初步處理得到該檔輪帶表面上若干個(gè)點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)(NI，N2,...Nn, η大于等于20)。將上述輪帶表面上若干個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)代入三維空間圓柱面方程進(jìn)行擬合計(jì)算，得到該圓柱面(即該檔輪帶)的中心軸線的方程，進(jìn)而求得該檔輪帶中心點(diǎn)的三維坐標(biāo)Ti (txi, tyi, tzi), txi為X方向坐標(biāo),tyi為Y方向坐標(biāo),tzi為Z方向坐標(biāo)。如圖2,進(jìn)行
擬合計(jì)算所用的空間圓柱面矢量方程為
權(quán)利要求
1.一種回轉(zhuǎn)窯筒體中心線熱態(tài)測(cè)量方法，用于在熱態(tài)環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)窯，所述回轉(zhuǎn)窯筒體外圍設(shè)置若干擋用于支承筒體的筒形輪帶，其特征在于包括如下主要步驟: 1)測(cè)量回轉(zhuǎn)窯筒體外圍其中一檔輪帶表面多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)； 2)由步驟I)所測(cè)輪帶表面的三維空間坐標(biāo)計(jì)算擬合出該輪帶圓柱面的表面空間位置及形狀參數(shù)，并進(jìn)而求得該輪帶中心點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)； 3)用輪帶與筒體間滑移量對(duì)輪帶中心點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)進(jìn)行修正計(jì)算，求得該輪帶處回轉(zhuǎn)窯筒體中心點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)； 4)按照步驟1)-3)依次測(cè)量筒體外圍所有輪帶處回轉(zhuǎn)窯筒體中心點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)； 5)將回轉(zhuǎn)窯首尾兩檔處回轉(zhuǎn)窯筒體中心連接構(gòu)成基準(zhǔn)中心線，比較各輪帶處回轉(zhuǎn)窯筒體中心點(diǎn)與該基準(zhǔn)中心線的偏差，即得到該筒體中心線的實(shí)際狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量方法，其特征在于:步驟I)中，沿回轉(zhuǎn)窯筒體方向建立三維空間坐標(biāo)系OXYZ，且沿X軸方向在回轉(zhuǎn)窯筒體外圍其中一檔輪帶的兩側(cè)各間隔設(shè)置兩臺(tái)經(jīng)緯儀，在輪帶表面選取多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，利用該四臺(tái)經(jīng)緯儀進(jìn)行測(cè)量，獲取該輪帶表面多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)量方法，其特征在于:步驟2)中，將步驟I)中輪帶表面多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)代入三維空間圓柱面方程進(jìn)行擬合計(jì)算，得到該輪帶圓柱面的中心軸線方程，進(jìn)而求得該檔輪帶中心點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)Ti (txi, tyi, tzi), i為該輪帶由窯首至窯尾的排列檔數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)量方法，其特征在于:步驟3)中按下述方式修正得到該輪帶處回轉(zhuǎn)窯筒體中心點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)Si (sxi, syi, szi): sxi=txi ; syi=syi ; szi=tzi_ Δ /(2π);其中，Λ為輪帶與筒體間存在的圓周滑動(dòng)量，單位為mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的測(cè)量方法，其特征在于:步驟4)中，將測(cè)量裝置移動(dòng)，重復(fù)步驟1)_3)，得到所有輪帶處回轉(zhuǎn)窯筒體中心點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)為Si(sxi，syi,szi), i為該輪帶由窯首至窯尾的排列檔數(shù)，i=l, 2,..., η。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測(cè)量方法，其特征在于:步驟5)中，將回轉(zhuǎn)窯首尾兩檔輪帶處筒體中心點(diǎn)SI和Sn相連接得到一直線SlSn作為基準(zhǔn)中心線，計(jì)算其余各檔輪帶處筒體中心點(diǎn) Si (sxi, syi, szi) (i=2,..., η_1)到直線 SlSn 的垂直距離 di (i=2,..., η_1),也就是各檔輪帶處筒體中心點(diǎn)的偏離量； 由此得到筒體中心線的直線度偏差為:δ =max{d2, d3，…，dn_l)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)量方法，其特征在于:步驟I)中，各檔輪帶兩側(cè)各間隔設(shè)置的兩臺(tái)經(jīng)緯儀中，每側(cè)至少有一臺(tái)為激光經(jīng)緯儀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)量方法，其特征在于:步驟I)中，各檔輪帶表面測(cè)量點(diǎn)的個(gè)數(shù)不小于20。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)量方法，其特征在于:步驟I)中，各檔輪帶兩側(cè)各間隔設(shè)置的兩臺(tái)經(jīng)緯儀不動(dòng)，在輪帶兩側(cè)表面分別選取多個(gè)測(cè)量點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)量方法，其特征在于:所述經(jīng)緯儀采集信息均傳輸至現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算終端或遠(yuǎn)程計(jì)算和控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種回轉(zhuǎn)窯筒體中心線熱態(tài)測(cè)量方法，用于在熱態(tài)環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)窯，所述回轉(zhuǎn)窯筒體外圍設(shè)置若干檔用于支承筒體的筒形輪帶，利用兩臺(tái)經(jīng)緯儀準(zhǔn)確定位空間某點(diǎn)的基本特性，測(cè)量并計(jì)算出回轉(zhuǎn)窯輪帶表面若干點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)，據(jù)此擬合計(jì)算出該輪帶表面空間位置及形狀的關(guān)鍵參數(shù)，進(jìn)而求得該輪帶處窯筒體的中心坐標(biāo)，再比較回轉(zhuǎn)窯各檔輪帶支承處窯筒體的中心位置，即得到該窯中心線的狀態(tài)。本發(fā)明方法便捷可靠、易于實(shí)施且成本低廉，能夠在熱態(tài)生產(chǎn)環(huán)境下對(duì)回轉(zhuǎn)窯筒體中心線進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。
文檔編號(hào)F27B7/22GK103245306SQ20131015421
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者馮東光, 朱亞平, 楊海軍 申請(qǐng)人:華新水泥股份有限公司