專利名稱：動態(tài)回轉(zhuǎn)窯托輪軸線和筒體軸線的測量方法及儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及回轉(zhuǎn)窯托輪軸線的測量方法及儀器，具體指一種動態(tài)回轉(zhuǎn)窯托輪軸線和筒體軸線的測量方法及儀器。
背景技術(shù)：
回轉(zhuǎn)窯是水泥、有色和黑色冶金、化工 、耐火材料等工業(yè)的重要燒成設(shè)備，其窯一般由三組以上托輪支撐著連續(xù)運行。在長期運行中，由于托輪與輪帶的不均勻磨損、窯基座墩的不均勻沉降，托輪位置的偏移、使回轉(zhuǎn)窯運行軸線不是一直線，引起窯機械故障，縮短窯襯的壽命，降低窯的生產(chǎn)運轉(zhuǎn)率，故需要經(jīng)常對回轉(zhuǎn)窯托輪軸線和筒體軸線位置進行測量，以便及時校準回轉(zhuǎn)窯軸線。本申請人在中國發(fā)明專利200410061149. 7中公開了一種回轉(zhuǎn)窯托輪軸激光投射校準窯的方法及托輪軸激光投射器，該方法必須使用較為復雜的托輪軸激光投射器和滑標尺等設(shè)備，需在各托輪外殼端面固定安裝透明薄片，使裝在各托輪軸心錐孔上激光投射器的激光把托輪軸心投射到各自透明薄片上，人工用鋼卷尺水平拉出兩個激光投射點的水平中心距。用滑標尺的光電靶截住在垂面Q上的激光基準點G，移動滑標尺上的滑尺截住托輪軸軸心投射器射出的激光點，人工從滑標尺上讀出垂面Q至該激光投射點的水平距離。用水準儀測出兩個激光投射器的激光投射點與坐標系G點各自高差H1和^。由于都是人工測出兩托輪軸軸心的空間位置參數(shù)，故操作過程復雜，繁瑣費時，存在人為讀數(shù)誤差，推廣應用有一定的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對上述現(xiàn)有測量方法不足，提供一種動態(tài)回轉(zhuǎn)窯托輪軸線和筒體軸線的測量方法及儀器，它能夠明顯簡化測量儀器和測量過程、提高測量效率和精度。本發(fā)明的一種動態(tài)回轉(zhuǎn)窯托輪軸線和筒體軸線的測量方法的技術(shù)方案是
在回轉(zhuǎn)窯外建立直角坐標系X、Y、Z，平行X方向在回轉(zhuǎn)窯一側(cè)，用激光準直器射出一束與窯體軸線平行的激光基準線，該基準線所在垂面為Q。在各組托輪軸向的兩側(cè)，打開各托輪外殼端蓋，測量各組托輪軸端軸心到坐標系的水平和垂直距離，測量參數(shù)包括各輪帶直徑和各托輪直徑及支承角、輪帶與筒體的動態(tài)間隙，以確定動態(tài)回轉(zhuǎn)窯筒體軸線坐標參數(shù)，本發(fā)明的特征是用固定的激光準直器射出一束與窯體軸線基本平行的激光基準線，
1)將2個軸孔定心器安裝在同側(cè)2個動態(tài)托輪軸端面的錐孔上，在與該2軸端面同截面或附近處用接收屏截住激光基準投射點G，在該側(cè)某I定點用測距經(jīng)緯儀直接觀測各定心器上錐柄端軸心L和R兩點與坐標系G點的各自高差H1和札，及該定點到L、R、G各點的平距S1各自的平面角a。、Ci1，按任意三角形計算公式算出L、R、G各點之間的水平距離F、K1 ；
2)同樣，將2個軸孔定心器安裝在另一同側(cè)2個動態(tài)托輪軸端面的錐孔上；在與該2軸端面同截面或附近處，用接收屏截住激光基準投射點G';在該側(cè)某另一定點用測距經(jīng)緯儀直接觀測各定心器上錐柄端軸心L'和R'兩點與G'點的各自高差H1'和H/，及該定點到L、R、G各點的平距S1'、SK'和各自的平面角aj > a/，按任意三角形計算公式算出L'、R'、G'各點之間的水平距離F'、K/ ；
3)各檔托輪中間截面處回轉(zhuǎn)窯筒體中心點的坐標按下列公式計算
窯筒體橫坐標Y= (KfK1' +AfA1' )/2 ；
式中，W是輪帶中心到左托輪2個軸心點L和L'的水平距離；
A1 [B12- (Br+AC/cos30° ) 2] / (F+A C tg30。)+ — (F+A C tg30° );
A1' 一[B12KBr+AC' /cos30° )]2/(F/ +AC' *tg30° )+—(F' +AC' *tg30° )； Sm7AC=H1-Hr5AC' =H1' -Hr' ^1= (0+1),)/2,^= (D+Dr)/2；
D是輪帶熱態(tài)直徑，D1和&是左托輪和右托輪的熱態(tài)直徑，它們都是已知量，用動態(tài)直 徑測量儀測出；
窯筒體縱坐標=Z=B1 cosOi - (W +￥) /2 ；
式中，已知量V是輪帶熱態(tài)平均間隙，用動態(tài)輪帶間隙儀測出；
左托輪支承角 Afarcsinl^Ai+ A/ V2BJ ；
右托輪支承角 A^arcsinl! (F-Ai+F, -A11 )/2Br]
4)依次在各擋托輪處重復上述步驟I)至步驟3)的操作，測出各i檔托輪兩側(cè)的對應參數(shù)Fi^Kp HpHrJPFii' ,K1/ ,H1/ ,Hr/，其中i = l、2……n ;計算各檔托輪中間截面Xi處的回轉(zhuǎn)窯筒體中心點坐標Yi和2〃以及回轉(zhuǎn)窯筒體實際軸線相對于準直軸線的水平和垂直偏差八￥1和AZ”據(jù)此調(diào)整托輪位置，校直回轉(zhuǎn)窯軸線。本發(fā)明的一種回轉(zhuǎn)窯動態(tài)托輪軸線和筒體軸線的測量方法所采用的儀器，該儀器包括激光準直器和接收屏，其特征是該儀器還包括測距經(jīng)緯儀、2個軸孔定心器；所述的軸孔定心器由錐頭柄、套筒座、磁鐵和彈簧組成，其錐頭柄的錐頭與錐頭柄端面的圓心同軸線，所述的錐頭柄與套筒座之間裝有彈簧，錐頭柄與套筒座垂直并且可自由滑動，2個磁鐵對稱裝在所述的套筒座上；把錐頭柄的錐頭推入回轉(zhuǎn)的托輪軸端面的錐孔內(nèi)實現(xiàn)機械對心，其套筒座通過2個磁鐵吸在托輪軸端面，所述的錐頭柄端面的軸心點即是托輪軸線的延長點；錐頭柄的端面平整，其上軸心點的直徑約1mm，該軸心點與所在端面的顏色對比度應該比較大，方便測距經(jīng)緯儀瞄準該回轉(zhuǎn)的軸心點。由于采用上述技術(shù)方案，使用軸孔定心器簡單實現(xiàn)托輪軸錐孔軸線的延長，在遠離窯熱輻射處，用測距經(jīng)緯儀直接遠距離觀測各定心器錐柄端面的軸心點空間位置參數(shù)，其動態(tài)托輪軸心位置的測量精度< ±0. 5毫米，回轉(zhuǎn)窯筒體中心點的測量精度< I. 5毫米。而不用像現(xiàn)有發(fā)明專利CN200410061149. 7那樣在各個托輪外殼端面固裝透明薄片，無需使用鋼卷尺、滑標尺、水準儀等儀器人工測出各托輪軸心的空間位置參數(shù)，避免熱窯高溫惡劣環(huán)境的影響和人為讀數(shù)誤差。本發(fā)明的優(yōu)點是實現(xiàn)遠距離數(shù)字化的精確觀測，避免人為操作和讀數(shù)等誤差，明顯簡化測量環(huán)節(jié)和過程，提高測量效率，保證測量精度。本發(fā)明的儀器簡單，操作方便，易于推廣應用。


圖I本發(fā)明在回轉(zhuǎn)窯橫截面測量托輪軸心位置的示意圖；圖2本發(fā)明在回轉(zhuǎn)窯水平面測量托輪軸心位置的俯視示意 圖3本發(fā)明的軸孔定心器在托輪軸端面錐孔內(nèi)的剖視結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明的軸孔定心器在托輪軸端面錐孔上的示意圖。圖中1、輪帶，2、筒體，3、托輪，4、測距經(jīng)緯儀，5、準直器，
6、激光基準線、Q垂面，7、接收屏，8、軸孔定心器，9、錐頭柄，10、鐵磁座，11、鐵磁，12、彈簧，13、錐柄端的軸心點，14、托輪軸的錐孔。
具體實施例方式下面參照附圖和實施例對本發(fā)明作詳細描述
見圖I和圖2，本發(fā)明的動態(tài)回轉(zhuǎn)窯托輪軸線和筒體軸線的測量方法是在回轉(zhuǎn)窯外建立直角坐標系X、Y、Z，平行X方向在回轉(zhuǎn)窯一側(cè)，用固定的激光準直器5射出一束與窯體軸線平行的激光基準線6，該基準線所在垂面為Q，打開各個托輪外殼端蓋，然后按下述步驟進行
1)見圖2，將2個軸孔定心器8安裝在同側(cè)的2個動態(tài)托輪軸端錐孔上，在與L、R、G三點決定的截面或其± 10毫米附近處，用接收屏7截住激光基準投射點G ;見圖I在該側(cè)某I定點，用測距經(jīng)緯儀4可以直接觀測各軸孔定心器8上柄端軸心L和R兩點與G點(即坐標系)各自高差H1和Hr，以及該定點到L、R、G各點的平距S1、SE, Sg和各自的平面角a G>Q1 (見圖2);按任意三角形計算公式算出L、R、G各點之間的水平距離F、K1 ；
2)同樣見圖2，將2個軸孔定心器8安裝在另一同側(cè)的2個動態(tài)托輪軸端錐孔上，在與L'、R'、G'三點決定的截面或其±10毫米附近處，用接收屏7截住激光基準投射點G'；在該側(cè)某另一定點用測距經(jīng)緯儀4可以直接觀測各軸孔定心器上柄端軸心L'和R'兩點與G'點各自的高差H/和H/，以及該定點到L、R、G各點的平距S1'、SK'、Se'和各自平面角、a/，按任意三角形計算公式算出L'、R'、G'各點之間的水平距離F'、V ;
3)在各檔托輪中間截面處，回轉(zhuǎn)窯筒體中心點的坐標按下列公式計算
窯筒體橫坐標Y= (KfK1' +AfA1' )/2 ；
式中，W是輪帶中心到左托輪2個軸心點L和L'的水平距離；
A1 ^ - [B12- (Br+AC/cos30° )2]/ (F+AC tg30° ) + — (F+A C tg30° );
A1' 一[B12KBr+AC' /cos30° )]2/(F/ +AC' *tg30° )+—(F' +AC' *tg30° )；式中，A C=H1-Hr , AC' =H/ -Hr' ^1= (D+D^/2, Br= (D+D,)/2 ;D 是輪帶熱態(tài)直徑，D1和W是左托輪和右托輪的熱態(tài)直徑，它們用動態(tài)直徑儀測出；
窯筒體縱坐標=Z=B1 cosOi - (W +￥) /2 ；
式中，輪帶熱動態(tài)平均間隙V用輪帶間隙儀測出，
左托輪支承角 Afarcsinl^Ai+ A/ V2BJ ；
4)依次在各擋托輪處重復上述步驟I)至步驟3)的操作，測出各i檔托輪兩側(cè)的對應參數(shù)Fi^Kp H1^HjP Fii'、V、V、V ;計算各檔托輪中間截面Xi處的回轉(zhuǎn)窯筒體中心點坐標Yi和Zp以及回轉(zhuǎn)窯筒體實際軸線相對于準直軸線的水平和垂直偏差AYi和AZp本發(fā)明的儀器包括激光準直器5、接收屏7、測距經(jīng)緯儀4和2個軸孔定心器8。軸孔定心器8由錐頭柄9、套筒座10、磁鐵11和彈簧12組成，錐頭柄9的錐頭與錐頭柄端面的圓心同軸線，錐頭柄9與套筒座10之間裝有彈簧12，錐頭柄9與套筒座10垂直并且可自由滑動，2個磁鐵11對稱裝在套筒座10上；軸孔定心器8的使用方法是把錐頭柄9的錐頭推入回轉(zhuǎn)的托輪軸端面錐孔14內(nèi)實現(xiàn)機械對心，套筒座10通過2個磁鐵11吸在托輪 3的軸端面，錐頭柄9的端面平整，該端面上的軸心點13即是托輪3的軸線延長點，該軸心點直徑約1mm，它與所在端面的顏色對比度大，以便測距經(jīng)緯儀4瞄準該回轉(zhuǎn)的軸心點13。
權(quán)利要求
1.一種動態(tài)回轉(zhuǎn)窯托輪軸線和筒體軸線的測量方法，在回轉(zhuǎn)窯外建立直角坐標系X、Y、Z，平行X方向在回轉(zhuǎn)窯一側(cè)，用固定的激光準直器射出一束與窯體軸線平行的激光基準線，該基準線所在垂面為Q，在各組托輪軸向的兩側(cè)，打開各托輪外殼端蓋，測量各組托輪軸端面軸心到坐標系的水平和垂直距離，測量參數(shù)包括各輪帶直徑和各托輪直徑及支承角、輪帶與筒體的動態(tài)間隙，以確定回轉(zhuǎn)窯筒體動態(tài)軸線坐標參數(shù)，其特征是用激光準直器射出一束與窯體軸線平行的激光基準線， 1)將2個軸孔定心器安裝在同側(cè)2個動態(tài)托輪軸端面的錐孔上；在與該2軸端面同截面或附近處用接收屏截住激光基準投射點G ;在該側(cè)某I定點用測距經(jīng)緯儀直接觀測各定心器上錐柄端軸心L和R兩點與坐標系G點的各自高差H1和札，及該定點到L、R、G各點的平距S1各自的平面角a,、Ci1，按任意三角形計算公式算出L、R、G各點之間的水平距離F、K1 ； 2)同樣，將2個軸孔定心器安裝在另一同側(cè)2個動態(tài)托輪軸端面的錐孔上；在與該2軸端面同截面或附近處，用接收屏截住激光基準投射點G';在該側(cè)某另一定點用測距經(jīng)緯儀直接觀測各定心器上錐柄端軸心L'和R'兩點與G'點的各自高差H1'和H/，及該定點到L、R、G各點的平距S1'、SK'、Se'和各自的平面角aj > a/，按任意三角形計算公式算出L'、R'、G'各點之間的水平距離F'、K/ ； 3)各檔托輪中間截面處回轉(zhuǎn)窯筒體中心點的坐標按下列公式計算 窯筒體橫坐標Y= (KfK1' +Αχ+Α/ )/2; 式中，W是輪帶中心到左托輪2個軸心點L和L'的水平距離；A1 ^ - [B12- (Br+AC/cos30° ) 2] / (F+Λ C · tg30。)+ — (F+Λ C · tg30° ); A1' 一[B12KBr+AC' /cos30° )]2/(F/ +AC' *tg30° )+—(F' +AC' *tg30° )； SmiAC=H1-HriAC' =H1' -Hr' ^1= ( + ^Λ,Β,= (D+Dr)/2； D是輪帶熱態(tài)直徑，D1和&是左托輪和右托輪的熱態(tài)直徑，它們都是已知量，用動態(tài)直徑測量儀測出； 窯筒體縱坐標=Z=B1 · cosOi - (W +Ψ) /2 ； 式中，已知量Ψ是輪帶熱態(tài)平均間隙，用動態(tài)輪帶間隙儀測出； 左托輪支承角 Afarcsinl^Ai+ A/ V2BJ ； 右托輪支承角 A^arcsinl^F-Ai+F' -A11 )/2Br]； 4)依次在各擋托輪處重復上述步驟I)至步驟3)的操作，測出各i檔托輪兩側(cè)的對應參數(shù)Fi^Kp HpHrJPFii' U ,H1/ ,Hr/，其中i = l、2……η ;計算各檔托輪中間截面Xi處的回轉(zhuǎn)窯筒體中心點坐標Yi和21;以及回轉(zhuǎn)窯筒體實際軸線相對于準直軸線的水平和垂直偏差八丫1和ΛΖ”
2.如權(quán)利要求I所述的動態(tài)回轉(zhuǎn)窯托輪軸線和筒體軸線的測量方法所采用的儀器，該儀器包括激光準直器(5)和接收屏(7)，其特征是該儀器還包括測距經(jīng)緯儀(4)、2個軸孔定心器(8);軸孔定心器(8)由錐頭柄(9)、套筒座(10)、磁鐵(11)和彈簧(12)組成，錐頭柄(9)的錐頭與錐頭柄端面的圓心同軸線，錐頭柄(9)與套筒座(10)之間裝有彈簧(12)，錐頭柄(9 )與套筒座(10 )垂直并且可自由滑動，2個磁鐵(11)對稱裝在套筒座(10 )上。
3.如權(quán)利要求2所述的動態(tài)回轉(zhuǎn)窯托輪軸線和筒體軸線的測量方法所采用的儀器，其特征是錐頭柄(9)的端面平整，其上軸心點(13)的直徑1mm，把軸心點與所在端面顏色的對比度增大到方便于測距經(jīng)緯儀(4)的瞄準該軸心點。
4.如權(quán)利要求2所述的動態(tài)回轉(zhuǎn)窯托輪軸線和筒體軸線的測量方法所采用的儀器的使用方法，其特征是將錐頭柄(9)的錐頭推入回轉(zhuǎn)的托輪軸端面錐孔(14)內(nèi)實現(xiàn)機械對心，套筒座(10)通過2個磁鐵(11)吸在托輪軸端面，錐頭柄(9)端面的軸心點(13)是托輪(3)的軸線延長點。
全文摘要
一種動態(tài)回轉(zhuǎn)窯托輪軸線和筒體軸線的測量方法及儀器，在回轉(zhuǎn)窯外建立直角坐標系，用軸孔定心器、測距經(jīng)緯儀、接收屏、激光準直器等儀器，將2個軸孔定心器各安裝在同側(cè)的兩動態(tài)托輪軸心錐孔上，在該側(cè)用測距經(jīng)緯儀直接觀測各個軸孔定心器的軸心與坐標系原點的空間位置參數(shù)高差和水平距離；移動2個軸孔定心器和測距經(jīng)緯儀到兩托輪軸另一側(cè)，同此再直接觀測該一側(cè)兩托輪軸心的空間位置參數(shù)。依次在其余各擋托輪處重復上述操作，測出所有托輪的空間位置參數(shù)，計算出窯筒體實際軸線相對于準直軸線的偏差，據(jù)此調(diào)整托輪位置，校直回轉(zhuǎn)窯軸線。本法避免人為操作和讀數(shù)誤差，回轉(zhuǎn)窯筒體中心點的測量精度≤1.5毫米。其儀器簡單，操作方便，便于推廣。
文檔編號G01B11/27GK102706292SQ20121015754
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者其他發(fā)明人請求不公開姓名, 張云 申請人:武漢理工大學