本發(fā)明涉及遠(yuǎn)距離檢測(cè)技術(shù)，尤其涉及一種超大型回轉(zhuǎn)窯在線動(dòng)態(tài)遙測(cè)方法。

背景技術(shù)：

超大型回轉(zhuǎn)窯重量可達(dá)2500噸—16000噸，長(zhǎng)度可達(dá)20米—130米，大型回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量高、經(jīng)濟(jì)效益好，但因回轉(zhuǎn)窯的變形會(huì)造成損失驚人，如塑性變形導(dǎo)致振動(dòng)大，彈性變形掉落耐火磚以至于燒穿窯體，永久變形導(dǎo)致直接報(bào)廢。因此，在超大型回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行過(guò)程中，需要能實(shí)施檢測(cè)回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行狀態(tài)。

目前超大型回轉(zhuǎn)窯窯筒體尚無(wú)在線動(dòng)態(tài)遙測(cè)的方法，只有停產(chǎn)冷卻后靜態(tài)檢測(cè)的原始方法，影響生產(chǎn)，損失巨大，不利于社會(huì)發(fā)展中所需要的節(jié)能、增產(chǎn)、降耗、綠色環(huán)保的國(guó)策，同時(shí)燒成及烘烤類回轉(zhuǎn)窯，窯內(nèi)的溫度最高的部分達(dá)1500℃以上，熱脹冷縮的的現(xiàn)象極為明顯，冷態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)與熱態(tài)有極大的區(qū)別，在1995年以后設(shè)計(jì)的懸式回轉(zhuǎn)窯，在冷態(tài)時(shí)窯筒體中心線為曲線狀態(tài)，熱態(tài)才是直線狀態(tài)，熱態(tài)在線檢測(cè)方能真實(shí)反映回轉(zhuǎn)窯的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，為回轉(zhuǎn)調(diào)整提供最為精確的理論依據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提出了一種無(wú)需停產(chǎn)、檢測(cè)精度高的超大型回轉(zhuǎn)窯在線動(dòng)態(tài)遙測(cè)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明提供了一種超大型回轉(zhuǎn)窯在線動(dòng)態(tài)遙測(cè)方法，包括以下步驟，

S1，設(shè)定測(cè)量基準(zhǔn)，并建立三維空間坐標(biāo)；

S2，測(cè)量回轉(zhuǎn)窯墊板與輪帶間隙、托輪與輪帶的直徑、托輪開檔尺寸、基礎(chǔ)沉降、輪帶和回轉(zhuǎn)窯筒體中心線垂直直線度和輪帶中心線水平直線度；

S3，通過(guò)全站儀發(fā)射的紅外光斑反射在回轉(zhuǎn)窯筒體表面取點(diǎn)，通過(guò)霍爾開關(guān)控制，將輪帶運(yùn)轉(zhuǎn)一周表面不間斷所取的點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸至電腦終端，并結(jié)合步驟S1得到的三維空間坐標(biāo)與步驟S2得到的數(shù)據(jù)，建立回轉(zhuǎn)窯的三維空間動(dòng)態(tài)模型；

S4，將回轉(zhuǎn)窯的三維空間動(dòng)態(tài)模型數(shù)據(jù)與原始設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行比對(duì)，從而得出回轉(zhuǎn)窯在運(yùn)行過(guò)程中的變形情況。

在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述步驟S1中，從地面設(shè)定檢測(cè)基準(zhǔn)，以托輪軸兩側(cè)的中心孔為托輪位置檢測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)，將托輪軸和棱鏡固定，在地面回轉(zhuǎn)窯基礎(chǔ)兩側(cè)安裝全站儀，通過(guò)全站儀在棱鏡上取點(diǎn)得到其三維坐標(biāo)值，再輸入電腦終端，建立三維空間坐標(biāo)。

在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述步驟S2包括，測(cè)量窯體轉(zhuǎn)速n_t、輪帶轉(zhuǎn)速n_d和輪帶內(nèi)徑D_d，由以下公式計(jì)算得到輪帶間隙δ：

在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述步驟S2包括，將滾輪與輪帶或托輪外圓周接觸，輪帶帶動(dòng)滾輪，用光柵轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量滾輪的起點(diǎn)和終點(diǎn)，即可測(cè)量輪帶或托輪的周長(zhǎng)，并由輪帶或托輪的周長(zhǎng)計(jì)算得出輪帶或托輪的直徑。

在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述步驟S2包括，打開托輪軸承蓋，分別測(cè)量托輪軸窯頭端、窯尾端的開襠尺寸。

在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述步驟S2包括，利用水平儀可以測(cè)量窯左側(cè)和窯右側(cè)基礎(chǔ)下沉狀況，記錄測(cè)量值。

在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述步驟S2包括，采用測(cè)量得到的托輪直徑、托輪開襠尺寸、輪帶直徑以及基礎(chǔ)沉降數(shù)據(jù)，計(jì)算出輪帶的中心線，然后比較中檔輪帶中心線與一、三檔輪帶共同中心線的偏移量，即為回轉(zhuǎn)窯輪帶和回轉(zhuǎn)窯筒體中心線垂直直線度；以一、三檔輪帶為基準(zhǔn)，測(cè)量中檔輪帶與一、三檔輪帶之間的偏差，即得到回轉(zhuǎn)窯輪帶和回轉(zhuǎn)窯筒體中心線水平直線度。

在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述步驟S3包括，通過(guò)全站儀發(fā)射的紅外光斑反射，在回轉(zhuǎn)窯筒體表面取點(diǎn)每隔5°取一個(gè)點(diǎn)，在回轉(zhuǎn)窯筒體一個(gè)橫截面表面總共取72個(gè)點(diǎn)。

本發(fā)明的超大型回轉(zhuǎn)窯在線動(dòng)態(tài)遙測(cè)方法相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：

(1)通過(guò)設(shè)置全站儀和棱鏡，建立科學(xué)可靠的測(cè)量體系和測(cè)量基準(zhǔn)，測(cè)量精度更高，成本低；

(2)綜合考慮了回轉(zhuǎn)窯基礎(chǔ)振動(dòng)對(duì)測(cè)試精度的影響，更加貼近實(shí)際生產(chǎn)；

(3)遠(yuǎn)距離遙測(cè)的目的是為了避免近距離測(cè)量與運(yùn)行的回轉(zhuǎn)窯所產(chǎn)生的強(qiáng)烈振動(dòng)而造成檢測(cè)誤差疊加，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確；回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行過(guò)程中筒體表面達(dá)200-400℃高溫，遠(yuǎn)超過(guò)精密檢測(cè)設(shè)備的使用環(huán)境溫度，采用遙測(cè)的方式不僅可以提高檢測(cè)精度，不影響生產(chǎn)，同時(shí)可以保證精密檢測(cè)設(shè)備全站儀的正常使用。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明水超大型回轉(zhuǎn)窯在線動(dòng)態(tài)遙測(cè)方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明水超大型回轉(zhuǎn)窯在線動(dòng)態(tài)遙測(cè)方法的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式?；诒景l(fā)明中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明的超大型回轉(zhuǎn)窯在線動(dòng)態(tài)遙測(cè)方法，包括以下步驟：

S1，設(shè)定測(cè)量基準(zhǔn)，并建立三維空間坐標(biāo)。

如圖2所示，從地面設(shè)定檢測(cè)基準(zhǔn)，以托輪3軸兩側(cè)的中心孔為托輪3位置檢測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)，將托輪3軸和棱鏡4固定，在地面回轉(zhuǎn)窯基礎(chǔ)兩側(cè)安裝全站儀5，通過(guò)全站儀5在棱鏡4上取點(diǎn)得到其三維坐標(biāo)值，再輸入電腦終端，建立三維空間坐標(biāo)。

S2，測(cè)量回轉(zhuǎn)窯墊板與輪帶2間隙、托輪3與輪帶2的直徑、托輪3開檔尺寸、基礎(chǔ)沉降、輪帶和回轉(zhuǎn)窯筒體1中心線垂直直線度和輪帶和回轉(zhuǎn)窯筒體1中心線水平直線度。

測(cè)量輪帶2間隙。

輪帶2間隙是指輪帶2內(nèi)表面與回轉(zhuǎn)窯筒體1墊板外表面所形成的間隙。輪帶2間隙是為防止筒體1產(chǎn)生縮頸變形而預(yù)留的，同時(shí)便于更換輪帶2。在回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行過(guò)程中，輪帶2與墊板之間存在滑移，兩者都要產(chǎn)生磨損，輪帶2間隙越來(lái)越大。輪帶2間隙過(guò)大，接觸應(yīng)力增加，可能造成筒體1斷裂。因此應(yīng)定期檢測(cè)輪帶2間隙，保持間隙在合理范圍之內(nèi)。

輪帶2間隙檢測(cè)方法：

熱態(tài)檢測(cè)，運(yùn)行狀態(tài)下傳感器件的安裝、固定，以及檢測(cè)數(shù)據(jù)處理都比較困難。由于窯體溫度較高，人員操作艱苦。利用測(cè)量輪帶2與墊板滑移量，可以計(jì)算輪帶2間隙。

對(duì)于松套輪帶2，在窯運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，輪帶2與回轉(zhuǎn)窯筒體1在圓周上將產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，回轉(zhuǎn)窯筒體1轉(zhuǎn)速較，輪帶2轉(zhuǎn)速較慢；輪帶2間隙越大，轉(zhuǎn)速差越大。由接觸點(diǎn)線速度相等可得輪帶2間隙為：

式中：n_t—窯體轉(zhuǎn)速，r/min；

n_d—輪帶2轉(zhuǎn)速，r/min；

D_d—輪帶2內(nèi)徑，mm。

測(cè)量輪帶2直徑。

回轉(zhuǎn)窯筒體1、物料重量大，通過(guò)輪帶2由托輪3支撐，輪帶2受力復(fù)雜，變形是不可避免的，即輪帶2可能不是一個(gè)完整的圓。通過(guò)測(cè)量輪帶3周長(zhǎng)，換算成直徑，再與圖紙直徑比較，是一種比較有效的測(cè)量方法。具體測(cè)量過(guò)程如下：

將滾輪與輪帶2外圓周接觸，輪帶2帶動(dòng)滾輪，用光柵轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量滾輪的起點(diǎn)和終點(diǎn)，即可測(cè)量輪帶2的周長(zhǎng)，并由輪帶2的周長(zhǎng)計(jì)算得出輪帶直徑。

測(cè)量托輪3直徑。

將滾輪與托輪3外圓周接觸，托輪3帶動(dòng)滾輪，用光柵轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量滾輪的起點(diǎn)和終點(diǎn)，即可測(cè)量托輪3的周長(zhǎng)，并由托輪3的周長(zhǎng)計(jì)算得出托輪3直徑。

測(cè)量托輪3開檔尺寸。

打開托輪3軸承蓋，分別測(cè)量托輪3軸窯頭端、窯尾端的開襠尺寸。

測(cè)量基礎(chǔ)沉降。

回轉(zhuǎn)窯的跨距比較大，基礎(chǔ)地質(zhì)和結(jié)構(gòu)可能不同，各支承載荷也會(huì)變化，因此各檔基礎(chǔ)也會(huì)產(chǎn)生不同的下沉，對(duì)窯體中心線直線度都會(huì)產(chǎn)生影響。具體測(cè)量過(guò)程如下：

利用水平儀5可以測(cè)量窯左側(cè)和窯右側(cè)基礎(chǔ)下沉狀況，記錄測(cè)量值。

測(cè)量回轉(zhuǎn)窯輪帶2中心線垂直直線度。

測(cè)量一檔輪帶標(biāo)高、二檔輪帶2標(biāo)高、三檔輪帶2標(biāo)高、輪帶2直徑偏差及兩輪帶2測(cè)點(diǎn)間距，計(jì)算一、二檔斜率和二、三檔斜率，其目的是判斷中檔輪帶2中心與一、三檔輪帶2共同中心線的偏移量。若以一、三檔輪帶2為基準(zhǔn)，測(cè)量中檔輪帶2在垂直方向的偏差值，也可以達(dá)到同樣的測(cè)試效果。

回轉(zhuǎn)窯輪帶2中心線垂直直線度測(cè)量的難點(diǎn)在于：1)運(yùn)行中的回轉(zhuǎn)窯輪帶2可能不是一個(gè)規(guī)范的圓形；2)輪帶2標(biāo)高特征測(cè)試點(diǎn)難以確定。

測(cè)量方法：

輪帶2承受著窯體巨大的載荷，輪帶2徑向尺寸大、且由托輪3兩點(diǎn)支撐，輪帶2的微量徑向變形是不可避免的，這給輪帶2測(cè)試和修整帶來(lái)很大困難。筒體扭轉(zhuǎn)力矩與滾動(dòng)摩擦阻力相對(duì)窯體重力是很小的，因此輪帶2變形后應(yīng)該是一個(gè)基本規(guī)范的橢圓。

直接精確測(cè)量橢圓輪帶2的中心比較困難，本發(fā)明具體的測(cè)量過(guò)程如下：

采用以上步驟已經(jīng)測(cè)量得到的托輪3直徑、托輪3開襠尺寸、輪帶2直徑以及基礎(chǔ)沉降數(shù)據(jù)，計(jì)算出輪帶2的中心線，然后比較中檔輪帶2中心線與一、三檔輪帶2共同中心線的偏移量，即為回轉(zhuǎn)窯輪帶和回轉(zhuǎn)窯筒體1中心線垂直直線度。

測(cè)量回轉(zhuǎn)窯輪帶2中心線水平直線度。

以一、三檔輪帶2為基準(zhǔn)，測(cè)量中檔輪帶2與一、三檔輪帶2之間的偏差，即得到回轉(zhuǎn)窯輪帶和回轉(zhuǎn)窯筒體1中心線水平直線度。

S3，通過(guò)全站儀5發(fā)射的紅外光斑反射在回轉(zhuǎn)窯筒體1表面取點(diǎn)，通過(guò)霍爾開關(guān)控制，將輪帶2運(yùn)轉(zhuǎn)一周表面不間斷所取的點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸至電腦終端，并結(jié)合步驟S1得到的三維空間坐標(biāo)與步驟S2得到的數(shù)據(jù)，建立回轉(zhuǎn)窯的三維空間動(dòng)態(tài)模型。具體的，通過(guò)全站儀5發(fā)射的紅外光斑反射，在回轉(zhuǎn)窯筒體1表面取點(diǎn)每隔5°取一個(gè)點(diǎn)，在回轉(zhuǎn)窯筒體1一個(gè)橫截面表面總共取72個(gè)點(diǎn)。如此，可保證測(cè)量精度。

S4，將回轉(zhuǎn)窯的三維空間動(dòng)態(tài)模型數(shù)據(jù)與原始設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行比對(duì)，從而得出回轉(zhuǎn)窯在運(yùn)行過(guò)程中的變形情況。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。