一种蒸汽回转窑的托轮磨损状态检测系统

技术领域

本发明涉及回转窑设备性能检测技术领域，尤其涉及一种蒸汽回转窑的托轮磨损状态检测系统。

背景技术

回转窑托轮是回转窑的重要组成部分，起到托撑回转窑筒体的作用，具有承载负荷大，工作环境差，连续性运转等特点，从而导致托轮极易受损。

蒸汽回转窑的托轮主要是通过与转动的窑筒接触来支撑和传递重量，因此其磨损主要是由以下因素引起的：

1、摩擦磨损：托轮与窑筒的轮带之间存在相对滚动和摩擦，长时间的运转会导致托轮表面的磨损。摩擦磨损的程度取决于托轮和轮带间的接触状态、材料的质量以及操作条件等因素；

2、腐蚀磨损：蒸汽回转窑中的高温和化学反应可能会导致腐蚀现象，托轮表面的金属材料可能受到侵蚀，从而引起磨损，腐蚀磨损通常会加速摩擦磨损的发生。

然而，目前用于托轮上的磨损状态检测通常采用可视检查、尺寸测量以及超声波检测等技术，其中超声波检测多用于检测托轮内部的裂纹或缺陷，对于托轮外表面缺陷的检测手段如可视检查和尺寸测量等都比较费时长且自动化程度低，而且对于现有的托轮检测设备而言，在整个检测过程中需要不断的通过手动来调整检测位置，较为麻烦。故，有必要提供一种蒸汽回转窑的托轮磨损状态检测系统，可以达到自动调节检测托轮外表面磨损状态的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蒸汽回转窑的托轮磨损状态检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种蒸汽回转窑的托轮磨损状态检测系统，包括托轮组件和检测机构，所述托轮组件包括托轮支座和托轮，托轮的中间贯穿有托轮轴，托轮轴转动安装于托轮支座的侧壁之间，托轮组件安装于安装台上；

所述检测机构包括“L”型的组装架、内部为空腔结构设置的检测筒以及两块侧板，所述组装架安装于托轮支座的一侧，且其一侧侧壁上安装有PLC控制器，两块所述侧板对称安装于组装架上，且在侧板中滑动设置有移动件，所述检测筒安装于两侧的移动件之间，所述检测筒上开设有侧孔一和侧孔二；

在其中一个移动件的一侧设置有传动机构，所述托轮轴与所述传动机构连接传动作为输入，所述传动机构上还连接有驱动轴作为输出，以托轮轴的圆周运动通过传动机构的转换，实现驱动轴的间歇转动过程；

所述检测机构还包括检测顶杆、位移驱动部件、连柄以及状态放大机构，所述检测筒的内壁之间安装有固定盒，位移驱动部件安装于固定盒上且与驱动轴连接进行输入，所述检测顶杆沿位移驱动部件的长度方向并随其同步移动调节，且检测顶杆位于侧孔一中，所述检测筒内沿直线方向滑动设置有滑架，所述滑架位于侧孔二中；

所述状态放大机构设置于所述滑架的一端处，且检测顶杆与所述状态放大机构通过连柄连接并同步水平位移运动，以检测顶杆的弹性运动变化来带动状态放大机构的转动输出，从而将不易察觉的检测效果通过放大来观察状态。

在一个实施例中，所述侧板的一端通过焊接固定在组装架上，侧板的另一端搭于托轮轴上且其之间转动接触，在侧板上开设有沿其长度方向设置的通孔，通孔中设置有输出轴一；

所述移动件包括焊接为一体的外限位盘和内导栓，内导栓为圆柱体结构，外限位盘与侧板的一侧侧壁滑动接触，内导栓的一端滑动在通孔的内壁之间且与输出轴一连接固定，且内导栓的另一端与所述检测筒之间通过螺纹连接设置。

在一个实施例中，所述传动机构包括旋转盘一、旋转盘二、驱动盘以及传动履带，所述旋转盘一和旋转盘二的中间设置有共用的驱动轴，驱动轴贯穿移动件并与之通过轴承转动设置，且旋转盘二位于旋转盘一的外侧，在旋转盘一和旋转盘二上靠近外边缘处分别通过螺纹安装有若干个固定栓一和固定栓二，所述固定栓一和固定栓二交错设置；

所述驱动盘的一侧连接有传动轴，传动轴的一端与外限位盘之间转动设置，且驱动盘上安装有可与所述固定栓二间歇接触的固定柄，固定柄与驱动盘之间通过固定螺杆连接为一体，并且在驱动盘上还开设有与固定栓一相适配的卡槽，所述卡槽与所述固定柄之间的角度不变；

所述托轮轴上开设有连接槽，传动履带安装于连接槽与传动轴之间，且传动履带上设置有连接部，连接部设置有两个且其呈长条状结构，两个连接部的其中一端分别与传动履带连接为一体，且两个连接部之间通过若干个双头螺栓连接固定。

在一个实施例中，所述驱动盘的下表面与旋转盘一转动接触，且其上表面低于旋转盘二的顶面所在平面，所述固定栓一的顶端与驱动盘的上表面处于同一平面内，所述固定柄的底面与旋转盘二的顶面位于同一水平面内；

当所述驱动盘随传动履带而同步转动时，固定柄随驱动盘转动并与固定栓二接触，接触后带动旋转盘二转动，使得旋转盘二和旋转盘一同步转动，并在固定柄与固定栓二分离时，固定栓一与卡槽接触并滑入卡槽内，从而使得旋转盘一转动并同步旋转盘二，当固定栓一从卡槽中移出后，旋转盘一和旋转盘二停止转动。

在一个实施例中，所述位移驱动部件包括移动块、螺杆二和凸起，固定盒的顶部敞口设置，移动块滑动在固定盒的内壁之间，螺杆二贯穿移动块并与之螺纹传动设置，且螺杆二的一端与驱动轴的一端连接为一体；

所述移动块朝向检测顶杆的侧壁上安装有固定筒，检测顶杆的一端位于固定筒内且其端部与固定筒的内壁之间焊接有弹簧，检测顶杆的另一端呈尖状结构设置；

所述移动块的顶部高于固定盒的顶面，且在移动块的两侧侧壁上均安装有板状结构的所述凸起，两个凸起内贯穿有连柄，连柄的一端与检测顶杆之间通过插接固定，且连柄还滑动于滑架顶端的内壁之间。

在一个实施例中，所述状态放大机构包括齿条、齿轮和调节件，齿条的一侧焊接有滑块，所述滑架上开设有沿其长度方向设置的导槽，滑块滑动在导槽内但始终未脱离导槽；

其中一个所述侧板上设置有输出轴二，输出轴二的端部安装有轴承套，轴承套的一侧通过齿轮轴转动设置有齿轮，齿轮与齿条相互啮合；

所述调节件呈弧形结构设置且其中间开设有弧形孔，弧形孔的一侧内壁上开设有与齿轮相互啮合的齿槽，齿轮位于齿条与调节件之间，所述调节件的一侧侧壁上还安装有两块弧形结构的导板，导板为铁板。

在一个实施例中，所述状态放大机构还包括调节板，所述组装架上焊接有两个对称设置的固定座，两个固定座之间在组装架上还开设有固定槽，且两个固定座之间转动设置有螺杆一，所述调节板的底端滑动设置于固定槽的内壁之间，且螺杆一贯穿调节板并与之螺纹传动连接；

所述调节板上开设有弧槽，导板滑动设置于弧槽的内壁之间，弧槽的一侧在调节板的侧壁上还安装有弧形结构的吸附座，吸附座为硅钢片，且导板始终与吸附座的一侧表面接触，在调节板的移动过程中，调节板和移动块的移动速度相等，且在此过程中，导板与吸附座之间通过吸力作用吸附在一起；

所述调节板始终与所述滑架的一侧侧壁相接触。

在一个实施例中，在所述检测顶杆的检测过程中，当其发生弹性运动时，通过连柄带动齿条做相同方向的直线运动，从而使得齿轮受到齿条的作用而进行转动调节，进而控制调节件随齿轮的转动而发生转动，从而将不易被观察的检测顶杆的运动情况通过容易被观察的调节件的运动状态表现出来。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

本发明通过设置一个可以组装式的检测机构，利用将检测顶杆的尖部顶于托轮的外表面上，并设置检测顶杆的弹性调节，使得当托轮表面出现凹凸位置时，可以通过检测顶杆的弹性运动来检测托轮表面的磨损状态，并且，在检测顶杆的一侧连接有可以用于放大其弹性运动的状态放大机构，从而使得不易被察觉的弹性运动可以通过显而易见的弧度摆动来表示出来，还有就是，在检测过程中，利用托轮的圆周旋转运动，控制着检测顶杆的位移运动，使其能够对托轮的外表面进行更好的检测。

综上所述，本发明可以有效地对托轮表面的磨损状态进行良好的检测，提高了自动化程度及其检测效率，并且能够在检测过程中不断调整检测区域，提高检测的全面性。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1的主视结构示意图；

图3是本发明的检测机构与托轮组件的安装示意图；

图4是本发明的检测机构结构示意图；

图5是图4中局部A的放大示意图；

图6是图5中局部B的放大示意图；

图7是本发明的旋转盘一、旋转盘二、驱动盘以及移动件的连接示意图；

图8是图7的侧视结构示意图；

图9是本发明的检测顶杆、位移调节部件以及状态放大机构之间的连接及其驱动示意图；

图10是本发明的检测筒与状态放大机构的位置及其结构示意图；

图11是图10的左视结构示意图；

图12是图10的右视结构示意图；

图13是本发明的调节板结构示意图。

图中：1、安装台；11、托轮支座；111、托轮；2、组装架；21、PLC控制器；22、调节板；221、吸附座；222、弧槽；223、内置电源；23、螺杆一；24、固定座；25、定位杆；3、检测筒；31、检测顶杆；32、固定筒；33、连柄；34、固定盒；341、移动块；342、螺杆二；35、凸起；36、固定轴；37、滑架；371、导槽；38、齿条；381、滑块；4、侧板；41、输出轴一；42、输出轴二；421、轴承套；5、移动件；51、旋转盘一；511、固定栓一；52、旋转盘二；521、固定栓二；53、驱动盘；531、固定柄；6、传动履带；61、连接部；7、调节件；71、导板；8、齿轮。

具体实施方式

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

如图1-2所示，本发明提供技术方案：一种蒸汽回转窑的托轮111磨损状态检测系统，包括托轮组件，以及对托轮111磨损状态进行检测的检测机构，托轮组件安装于安装台1上，且托轮组件对称设置有两组，检测机构固定于托轮组件的一侧。

其中，托轮组件包括托轮支座11和托轮111，托轮111的中间贯穿设置有托轮轴，托轮轴转动设置于托轮支座11的两侧侧壁之间，且在托轮支座11的其中一侧侧壁上通过螺丝固定安装有旋转电机一，托轮轴的一端与旋转电机一的输出端之间通过键连接设置，使得旋转电机一作为托轮轴的输出源。

在两个托轮111之上与之相接触的是蒸汽回转窑的窑体部分上的轮带。

如图3-8所示，检测机构包括组装架2、检测筒3和侧板4，组装架2呈“L”型结构设置，且其位于竖直的侧壁上的中间位置开设有凹槽，在其位于水平的端壁上固定焊接有两根定位杆25，定位杆25可插于托轮支座11内，即托轮支座11内开设有与定位杆25相适配的定位槽（图中未示出），在组装架2的竖直侧壁上通过螺丝安装有PLC控制器21，且在其水平表面上还焊接有两个对称设置的固定座24，两个固定座24之间在组装架2上开设有固定槽。

其中，在托轮支座11与组装架2的连接位置处还设置有“L”型的连接片，连接片通过螺栓连接的方式分别与托轮支座11、组装架2固定，配合定位杆25使得组装架2安装于托轮支座11的一侧。

在组装架2的侧壁上还焊接有对称设置的两块侧板4，两块侧板4分别位于凹槽的两侧，侧板4上开设有通孔，侧板4的一端搭于托轮轴上且其之间转动接触，通孔内安装有输出轴一41，输出轴一41为直线电机一的输出部件（因直线电机一的电机部分位于侧板4内，故在图中未示出），检测筒3的两端上均通过螺纹连接设置有移动件5，移动件5包括外限位盘和内导栓，外限位盘与内导栓焊接固定为一体，内导栓沿通孔的内壁滑动设置，且输出轴一41的一端与内导栓的一端连接固定（只需保证两者连接状态为固定即可，具体的连接方式不做限制），内导栓的另一端通过螺纹连接的方式与检测筒3固定。

具体的，通过PLC控制器21来启动控制直线电机一，使得输出轴一41带动移动件5沿着通孔来回移动，移动至适当位置后即停止。

在其中一侧的移动件5的一侧还设置有传动机构，传动机构包括旋转盘一51、旋转盘二52、驱动盘53以及传动履带6，旋转盘二52固定安装于旋转盘一51的外表面中间，两者同轴设置且连为一体，并且旋转盘一51和旋转盘二52均转动设置于外限位盘上，旋转盘一51和旋转盘二52共用的轴为驱动轴，驱动轴位于移动件5内部并通过轴承转动设置，在旋转盘一51上靠近外边缘处呈圆周等角度分布设置有若干个固定栓一511，固定栓一511的一端通过螺纹连接固定旋于旋转盘一51上，同样的，在旋转盘二52的上靠近外边缘处呈圆周等角度分布设置有若干个固定栓二521，固定栓二521的一端通过螺纹连接固定旋于旋转盘二52上，固定栓一511和固定栓二521交错设置。

驱动盘53的一侧通过键连接安装有传动轴，传动轴的一端与外限位盘之间转动设置，驱动盘53随传动轴转动而转动，且在驱动盘53的外表面上设置有可与固定栓二521间歇接触的固定柄531，固定柄531与驱动盘53之间通过固定螺杆连接为一体，两者运动同步，并且在驱动盘53上还开设有卡槽，卡槽与固定栓一511适配，且卡槽与固定柄531之间的角度不变。

在托轮轴上开设有连接槽，传动履带6可选用适配的型号规格使用，且传动履带6安装于连接槽与传动轴之间，并且，为了更好的方便更换不同规格的传动履带6，在传动履带6上设置了连接部61，连接部61设置有两个且其呈长条状结构设置，连接部61为传动履带6的一部分，即在传动履带6上选择将其中一段裁切成两段，被裁切成的两段（即连接部61）的其中一端与传动履带6连接，另一端则与传动履带6分离，两个连接部61之间通过多个双头螺栓固定，使得其能够拼接完整，并且两个连接部61的连接表面上均嵌有条状的软吸磁铁，以加强两者的连接状态。

其中，随着驱动盘53的转动，固定柄531随之转动并在与固定栓二521接触后，带动旋转盘二52和旋转盘一51同步转动，进而使得卡槽在转动过程中恰好与转动过来的固定栓一511接触并继续由卡槽的限制带动旋转盘一51和旋转盘二52继续同步转动，当固定栓一511从卡槽中移出后，旋转盘一51和旋转盘二52即处于停止转动状态，直至固定柄531下一次与固定栓二521接触后，重复上述过程，以实现驱动盘53在每转动360度后，旋转盘一51和旋转盘二52间歇转动一次。

具体的，根据检测筒3的最终位置来选择合适的传动履带6，并将传动履带6安装于连接槽与传动轴之间，通过托轮轴的旋转运动来带动传动履带6输出，从而实现传动轴的同步转动，继而使得驱动盘53随传动轴同步输出，随着驱动盘53的圆周运动，其上的固定柄531与卡槽先后分别与固定栓二521和固定栓一511接触并带动旋转盘一51和旋转盘二52做旋转运动。

如图9-13所示，检测机构还包括检测顶杆31、位移驱动部件、连柄33以及状态放大机构，检测筒3的内部为空腔结构，且其上还开设有相对设置的侧孔一和侧孔二，侧孔一和侧孔二均位于其水平方向上。

固定盒34的顶部敞口设置，且其两端分别通过螺丝固定在检测筒3的两侧内壁上，位移驱动部件包括移动块341、螺杆二342和凸起35，在固定盒34内还贯穿设置有螺杆二342，螺杆二342的一端与驱动轴的一端通过焊接固定为一体，即旋转盘一51、旋转盘二52和螺杆二342同步转动，螺杆二342的另一端与另一侧的移动件5之间通过轴承转动设置，移动块341滑动在固定盒34的内壁之间，且螺杆二342贯穿移动块341的内部并与之螺纹传动设置。

在移动块341朝向检测顶杆31的侧壁上通过螺丝固定有固定筒32，检测顶杆31的一端活动于固定筒32中（检测顶杆31的端部始终位于固定筒32内）且其端部与固定筒32的内壁之间焊接有弹簧，检测顶杆31的另一端呈圆尖状结构（即端部倒圆角设置）。

检测筒3的内部一侧还设置有滑架37，滑架37的一端内贯穿有与之滑动设置的固定轴36，固定轴36安插于检测筒3的内壁之间，且滑架37的顶壁和底壁分别与侧孔二的上下内壁接触并与之滑动设置，在滑架37上开设有底槽，底槽的一侧内壁上还额外开设有沿滑架37长度方向设置的导槽371，导槽371内滑动设置有滑块381，且滑块381始终未脱离导槽371。

移动块341的顶部高于固定盒34的顶面，在其高出部分的两侧侧壁上均通过螺丝固定有板状的凸起35，两个凸起35内贯穿设置有连柄33，连柄33的一端与检测顶杆31通过插接固定，且连柄33的中间竖直部分还滑动位于滑架37顶端的内壁之间。

具体的，随着驱动轴在旋转盘一51和旋转盘二52的带动下进行转动，使得螺杆二342随之同步转动，通过螺纹传动的配合，控制移动块341的滑动调节，检测顶杆31的尖端与托轮111的表面接触，当托轮111转动360度（即托轮轴转动360度）后，移动块341沿着固定盒34的长度方向向一侧移动一小段距离，然后托轮111继续转动一圈后，移动块341再次移动，如此循环，当旋转盘一51和旋转盘二52转动360度后，移动块341也恰好移动至其运动的终点位置，然后复位时可以通过控制托轮111的反向转动，使得移动块341复位；

在移动块341的运动过程中，带动了固定筒32、检测顶杆31以及凸起35的移动，使得在连柄33作用下，同步带动滑架37运动调整其位置。

状态放大机构包括齿条38、齿轮8和调节件7，齿条38与滑块381通过焊接固定，且齿条38的一端与连柄33的另一端也通过插接固定，从而通过连柄33的作用，使得检测顶杆31与齿条38的运动同步化，齿条38的上方一侧啮合设置有齿轮8，在其中一块侧板4内安装有直线电机二（图中未示出），直线电机二的输出端上键连接有输出轴二42，输出轴二42的端部上通过螺丝安装有轴承套421，齿轮8的中间固定式安插有齿轮轴，齿轮轴的一端转动设置于轴承套421内，调节件7呈弧形结构设置且其中间开设有弧形孔，在弧形孔的其中一侧内壁上开设有齿槽，齿轮8与齿槽之间相互啮合，并且调节件7的一侧侧壁上通过螺丝固定有两块弧形结构的导板71，导板71为铁板。

具体的，当检测顶杆31因托轮111表面磨损存在凹凸现象而产生的弹性运动时，在连柄33的作用下，齿条38随之向左或向右移动，从而带动齿轮8的转动，在齿轮8的影响下，调节件7随之向上或向下转动调节，从而将不易观察的检测顶杆31的情况通过容易被观察的调节件7的运动状态表现出来，进而判断出托轮111表面磨损的具体情况。

状态放大机构还包括调节板22，调节板22的底端滑动于固定槽的内壁之间，两侧的固定座24之间转动设置有螺杆一23，在其中一个固定座24的侧壁上通过螺丝安装有与螺杆一23连接驱动的旋转电机三，螺杆一23贯穿调节板22的内部并与之螺纹传动连接，调节板22上开设有弧槽222，且调节板22内部嵌有内置电源223，弧槽222的一侧在调节板22上通过螺丝安装有弧形的吸附座221，吸附座221为带有厚度的硅钢片，且吸附座221与内置电源223之间通过导线连接，并由内置电源223对其进行供电，使得其上产生电流并产生对导板71的吸力。

其中，导板71滑动在弧槽222内，且与吸附座221的一侧表面始终接触，两块导板71始终不会同时脱离弧槽222，并且，在调节板22的移动过程中，导板71与吸附座221之间存在吸力使得其吸附在一起带动调节件7的同步移动，移动之后，导板71与吸附座221之间的吸力消失，导板71又重新处于可活动状态；

需要注意的是，调节板22和移动块341的移动速度相等，从而使得调节板22始终与滑架37的侧壁接触。

具体的，在螺杆二342转动过程中，直线电机二和旋转电机三也同步在PLC控制器21的作用下启动，旋转电机三带动螺杆一23转动，直线电机二带动输出轴二42移动，使得调节板22、齿轮8同时移动，且其两者与滑架37的移动状态保持相对静止的位置关系。

工作原理：

首先，将检测机构通过定位杆25插入、以及连接片固定的方式安装于托轮支座11的一侧，PLC控制器21启动直线电机一，控制移动件5的位置，令检测筒3与托轮111靠近并使得检测顶杆31与托轮111表面接触，接触状态下的检测顶杆31一侧的弹簧处于被压缩的状态；

接着，根据检测筒3的位置，选用合适的传动履带6，并将其安装于托轮轴的连接槽与传动轴之间；

然后，启动旋转电机一，使其带动托轮轴转动，从而带动托轮111同步转动，随着托轮轴的旋转，传动履带6带动传动轴同步运动，使得驱动盘53开始做圆周运动，驱动盘53上的固定柄531及卡槽配合着在托轮111转动一圈后控制螺杆二342转动一定的角度，并使得检测顶杆31向一侧移动，然后重复过程直至一个来回检测完毕后停止，当托轮111表面存在因磨损而产生的凹凸部位时，检测顶杆31在与该部位接触后，出现弹性运动，从而通过连柄33带动齿条38同步向一侧移动，继而使得齿轮8带动调节件7的上下幅度转动调节，以此放大检测顶杆31的运动状态；

最后，检测完毕后，将整个装置从托轮支座11上拆卸下来即可。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的含义。

以上对本申请实施例所提供的一种蒸汽回转窑的托轮磨损状态检测系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。