回转窑轴线测量系统

　　1回转窑轴线测量的原理和方法

　　江苏巨龙集团有限公司的5518x97m大型回转窑的外形结构如图1所示。整个窑体的支撑有4个档位,在每一档位处分别有两个托轮通过轮带将窑体支撑起来,筒体轴线与水平面的倾斜角为2b。回转窑轴线的测量通常包括各个档位轴心的水平直线度测量和垂直直线度测量。

　　1.1垂直直线度的测量

　　首先,应求得各档位轮带轴心(A~D)之间的高度差,然后根据各档位之间的跨度计算轴心的垂直直线度。由于轮带的直径并不相同,所以各档位的轴心之间的高度差需要通过同时测量各档轮带最低点的高度差及各档轮带的直径求得,测量原理如图1所示。

　　首先使用DS3型水准仪建立一个水平基准面,并由标尺读取各档位轮带正下方最低点相对于水平基准面的高度hN(N =1,,,4),进而通过测量各档轮带的直径,得到各档位轴心相对于基准面的高YN.设各档轮带的直径分别为51、52、53、54,此时回转窑轴心在垂直方向的直线度可用Ò、Ó两档的轴心B、C两点相对于A、D连线的偏差量$Y2、$Y3表示(计算时忽略2b倾角的影响):

　　式中YN= hN+ΦN/2,N =1,2,3,4。

　　1.2水平直线度的测量

　　通过测量各档位轮带的直径及其表面的水平径向位移来实现,其原理如图2(测量系统的俯视图)和图3(剖面图)所示;首先以第Ñ档位和第Ô档位的托轮底座中心连线为基准线,在窑的一侧用J2经纬仪建立一个与基准线相平行的垂直基准面,然后通过测量筒体在4个档位处轮带表面相对于基准面的水平径向位移WN+LN(k)以及轮带的直径5N,即可获得各档位轮带轴心的水平位置XN.同时,由于轮带转动一周的过程中,其径向水平位移不尽相同,因而在实际测量时,将回转窑沿周向等间隔分为36个相位进行测量(K =36)。以便准确了解筒体转到不同相位时,轴线的水平偏差情况。实测时,采用回转窑转动周期的等间隔分度确定相位。于是,水平直线度及偏差的测算方法类似于垂直直线度的测算,即:

　　式中XN(k) = WN+LN(k)+ΦN/2(N =1,,,4;k=1,,,36)

　　1.3轮带直径的测量

　　轮带的直径可以通过测量其周长来确定,测量原理如图3所示。用标准轴承制作一测速压轮(速度传感器),使其与托轮之间作无滑动的滚动,从而使轴承表面的线速度与轮带表面的线速度保持一致,通过测量轮带在转动一周过程中轴承转过的圈数便可测得轮带的直径。测速压轮上安装有测速用的霍尔元件及磁片,压轮每转过一圈,霍尔元件就会输出一个脉冲信号,从而获得轮带的速度。与此同时,采用另外一个霍尔传感器测量筒体的转动周期,每当筒体上的磁片通过霍尔传感器的正上方时,霍尔传感器将输出一个脉冲信号,脉冲的时间间隔T表示其转动周期,在轮带每转动一圈的过程中,测速压轮上的霍尔元件也会产生一系列的脉冲,如图4所示,假设筒体转动一周期间速度传感器输出的整脉冲个数为N,测速轮直径为d,同时考虑转速的不均匀性,t1和t2期间的速度分别用最为靠近的两个脉冲周期T1和TN换算,由此可得轮带的直径D的计算公式为