一种测量托轮是否偏离回转窑中心线装置

技术领域

本发明涉及水泥回转窑检修技术领域，具体是一种测量托轮是否偏离回转窑中心线装置。

背景技术

回转窑是水泥厂一种连续运转的重要设备，保持筒体良好的直线度是回转窑长期正常运转的重要前提之一。若窑筒体出现不直，会造成局部支承装置出现不均匀磨损或失效、功率消耗增加、红窑掉砖、甚至出现筒体断裂等异常情况，不同程度影响回转窑的正常运转。水泥回转窑随着运行年数的增加，混凝土基础沉降、托轮轮带不均匀磨损、支撑托

轮调整不当等造成中心线不直。中心线不直会造成回转窑运转阻力增大，引起电耗升高；此外由于回转窑甩动造成受力不均，加剧回转窑外部机械配件磨损和回转窑内部耐火材料损坏，减少配件使用寿命；严重时会造成筒体开裂、耐火砖掉落、设备损坏等停窑故障。开停窑、更换配件、更换耐火材料和停窑造成的产量损失更大。

只有在检测和明确了回转窑中心线偏差和托轮轴水平和垂直歪斜后，才能通过调整托轮，校直中心线，改善回转窑各机械部位的协调性，减少设备故障发生，同时减少耐火材料异常消耗，提高回转窑的运转率。现有技术中，回转窑的轮轴水平和垂直歪斜的测量往往存在测量结果不准确的情形发生，进而为回转窑托轮轴的调整带来了挑战。

发明内容

本发明提供了一种测量托轮是否偏离回转窑中心线装置，用于解决托轮是否偏离回转窑中心线静态检测法效率低的问题。

本发明采用如下技术方案：

一种测量托轮是否偏离回转窑中心线装置，包括托轮、轮带、托轮抬高机构、托轮回转机构、托轮俯仰机构以及回转窑中心线检测机构，所述回转窑中心检测机构用于采集回转窑中心线信息，包括：回转角度传感器、俯仰角度传感器、托轮直径传感器、控制器以及显示模块，所述回转角度传感器用于采集所述托轮回转机构的水平回转角度信息，所述俯仰角度传感器用于采集所述托轮俯仰机构的俯仰角度信息，所述托轮直径传感器用于采集所述托轮直径信息，所述控制器用于将根据所述回转角度信息、俯仰角度信息以及托轮直径信息获取的托轮中心线信息输出到所述显示模块上，所述控制器还用于控制所述显示模块显示托轮中心线与偏离回转窑中心线的偏离角度信息；所述回转角度传感器、所述俯仰角度传感器、托轮直径传感器以及显示模块分别与所述控制器电连接。

进一步地，还包括回转零度开关以及俯仰零度开关，所述回转零度开关用于采集所述零回转角度信息，所述俯仰零度开关用于采集所述零俯仰角度信息，所述回转零度开关以及所述俯仰零度开关分别与所述控制器电连接。

进一步地，还包括轮带直径传感器，所述轮带直径传感器用于采集所述轮带的直径信息，所述轮带直径传感器与所述控制器电连接。

进一步地，还包括托轮高度传感器以及所述托轮零高度开关，所述托轮高度传感器用于采集所述托轮的高度信息，所述托轮零高度开关用于采集所述托轮的零高度信息，所述托轮高度传感器以及所述托轮零高度开关分别与所述控制器电连接。

进一步地，所述回转零度开关以及所述俯仰零度开关均为感应开关。

进一步地，还包括报警模块，所述控制器还用于所述托轮中心线信息偏离回转窑中心线超出阈值时控制所述报警模块发出警报，所述报警模块与所述控制器电连接。

本发明的积极效果如下：

一种测量托轮是否偏离回转窑中心线装置，其包括：包括托轮、轮带、托轮抬高机构、托轮回转机构、托轮俯仰机构以及回转窑中心线检测机构，所述回转窑中心检测机构用于采集回转窑中心线信息，包括：回转角度传感器、俯仰角度传感器、托轮直径传感器、控制器以及显示模块，该装置通过回转角度传感器获取水平回转角度信息，通过俯仰角度传感器获取俯仰角度信息，通过托轮直径传感器获取托轮直径信息，控制器通过托轮水平回转角度信息、托轮俯仰角度信息以及托轮直径信息获取托轮的中心线信息，该信息与从回转窑中心线检测机构获取的中心线信息进行比对，给出比对差值数据，方便工作人员及早发现问题，尽快进行检修，该装置为在线检测装置，其给出的数据相对静止态数据更准确，更及时，减少了停机时间，提高了生产效率。

本发明装置还设有回转零度开关以及俯仰零度开关，用于校准回转角度以及俯仰角度的零点位置，回转角度传感器以及俯仰角度传感器均为累加式计算得出当前角度，经过一段时间后因干扰会产生误差；回转零度开关以及俯仰角度零度开关校准后，累加值重置，免去人工校准的繁琐工序，校准结果更为准确，校准过程更快速高效。

本发明装置还设有轮带直径传感器，用于采集回转窑的轮带直径信息，控制器通过轮带直径、托轮直径、托轮中心线信息、回转窑中心线信息，可以得出托轮是否对回转窑进行了有效的支撑。在对托轮进行调整时，其高度数据可以通过零高度开关以及托轮高度传感器获取数据，给出托轮调整的数据，使得托轮调整工作在数据支撑下进行，调整结果更准确，调整更快速。

阈值时控制所述报警模块发出警报，所述报警模块与所述控制器电连接。

报警模块为声光报警器，控制器在发现托轮中心线信息偏离回转窑中心线信息的差值较大时发出声光警报，提醒值守的工作人员尽快进行检修作业，以免未及时检修造成更大的经济损失。

附图说明

图1为本发明实施方式回转窑总体结构图；

图2为本发明实施方式测量托轮是否偏离回转窑中心装置原理图；

图3为本发明实施方式托轮直径检测原理图；

图4为本发明实施方式托轮水平回转检测原理图；

图5为本发明实施方式测量托轮是否偏离回转窑中心线装置功能框图。

图中：

1托轮；

2轮带；

3托轮抬高机构；

4托轮回转机构；

5托轮俯仰机构；

6轮带零点开关；

7回转角度传感器；

8俯仰角度传感器；

9托轮直径传感器；

12回转零度开关；

13俯仰零度开关；

14轮带直径传感器；

15轮带零点开关；

16托轮零高度开关。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-2所示，一种测量托轮1是否偏离回转窑中心线装置，包括托轮1、轮带2、托轮抬高机构3、托轮回转机构4、托轮俯仰机构以及回转窑中心线检测机构，所述回转窑中心检测机构用于采集回转窑中心线信息，包括：回转角度传感器7、俯仰角度传感器8、托轮直径传感器9、控制器以及显示模块，所述回转角度传感器7用于采集所述托轮回转机构4的水平回转角度信息，所述俯仰角度传感器8用于采集所述托轮俯仰机构的俯仰角度信息，所述托轮直径传感器9用于采集所述托轮直径信息，所述控制器用于将根据所述回转角度信息、俯仰角度信息以及托轮1直径信息获取的托轮1中心线信息输出到所述显示模块上，所述控制器还用于控制所述显示模块显示托轮1中心线与偏离回转窑中心线的偏离角度信息；所述回转角度传感器7、所述俯仰角度传感器8、托轮直径传感器9以及显示模块分别与所述控制器电连接。

更为具体地，托轮1作为承载回转窑回转的基础装置，在长期使用后，因为地面沉降、托轮1面磨损等诸多因素导致托轮1的中心线与回转窑中心线产生偏离，托轮1与回转窑通过轮带2产生接触，由托轮1对回转窑进行定位，托轮1位置决定了回转窑中心线的位置。托轮1相对回转窑产生的位置偏移分为三大类，水平回转角度偏移、俯仰角度偏移以及托轮1外圆周面磨损。

托轮1位置调整通过托轮回转机构4调整其水平回转角度，通过托轮俯仰机构调整其俯仰角度，通过托轮抬高机构3补偿因托轮1外圆周面的磨损。

对于水平回转角度而言，一种实施方式为采用霍尔传感器获取水平回转角度信息，具体而言，托轮回转机构4分为两部分，上半部与下半部，上半部与下半部转动连接，在下半部设有霍尔传感器，上半部则以转动中心为中心均布设置的有磁铁，通过霍尔传感器采集磁场的信息，获取相对角度的信息。

另一种实施方式为采用旋转光栅编码器获取水平回转角度信息，旋转光栅编码器本体与托轮回转机构4下半部固定连接在一起，旋转光栅编码器输入轴与托轮回转机构4上半部分传动连接。

对于俯仰角度而言，一种实施方式为采用霍尔传感器获取俯仰角度信息，托轮俯仰机构分为底座与俯仰架，俯仰架与底座铰接，霍尔传感器设置在底座上，俯仰架设有以铰接轴为中心均布的磁铁，通过霍尔传感器采集磁场的变化获取角度信息。

另一种实施方式为采用旋转光栅编码器获取俯仰角度信息，旋转光栅编码器本体与设置在底座上，旋转光栅编码器输入轴与俯仰架传动连接。

由于托轮1在使用过程中，不断的产生磨损，外圆周直径在不断地缩小，托轮直径传感器9用于采集托轮1的外圆周直径，本实施方式中托轮直径传感器9为一个旋转光栅编码器和一个零点开关，旋转光栅编码器输入轴上固定设置有测量轮，测量轮直径为精密加工的轮，其直径尺寸精度较高，该测量轮与托轮1外圆周接触，通过托轮1带动该测量轮转动。在托轮1的托轮1轴上设有凸起，该凸起可以被零点开关采集到的，每当零点开关采集到的凸起的信号时，说明托轮1刚好旋转过一周，此时旋转光栅旋转的角度信息被锁定，通过旋转角度以及测量轮的直径可以计算出托轮1的直径信息。

回转窑中心线检测机构，能够不断的采集回转窑中心线的信息，其中包括回转窑中心线水平回转角度信息、俯仰角度信息以及回转窑轮带2直径信息，上述信息均被送入到控制器，控制器将来自回转角度传感器7的水平回转角度信息、俯仰角度信息以及托轮1直径信息计算得出托轮1中心线信息，该托轮1中心线信息与回转窑中心线信息进行比对，并将比对结果通过显示模块予以显示。

控制器一种实施方式为可编程逻辑控制器PLC，具体型号为S7-400，显示模块在实现上，可以采用多种方式，一种实施方式为触摸屏，触摸屏接收来自可编程逻辑控制器PLC的信号，对采集的数据信息进行显示。

一种测量托轮1是否偏离回转窑中心线装置，其包括：包括托轮1、轮带2、托轮抬高机构3、托轮回转机构4、托轮俯仰机构以及回转窑中心线检测机构，所述回转窑中心检测机构用于采集回转窑中心线信息，包括：回转角度传感器7、俯仰角度传感器8、托轮直径传感器9、控制器以及显示模块，该装置通过回转角度传感器7获取水平回转角度信息，通过俯仰角度传感器8获取俯仰角度信息，通过托轮直径传感器9获取托轮1直径信息，控制器通过托轮1水平回转角度信息、托轮1俯仰角度信息以及托轮1直径信息获取托轮1的中心线信息，该信息与从回转窑中心线检测机构获取的中心线信息进行比对，给出比对差值数据，方便工作人员及早发现问题，尽快进行检修，该装置为在线检测装置，其给出的数据相对静止态数据更准确，更及时，减少了停机时间，提高了生产效率。

进一步地，还包括回转零度开关12以及轮带直径传感器14，所述回转零度开关12用于采集所述零回转角度信息，所述轮带直径传感器14用于采集所述零俯仰角度信息，所述回转零度开关12以及所述轮带直径传感器14分别与所述控制器电连接。

进一步地，所述回转零度开关12以及所述轮带直径传感器14均为感应开关。

更为具体地，回转零度开关12以及轮带直径传感器14为托轮回转机构4以及托轮俯仰机构的基准线反馈开关，因回转角度传感器7以及俯仰角度传感器8均为相对角度传感器，通过累加的方式进行累加得出当前角度，控制器停电、死机，会造成当前角度计算错误，进而影响正常的计算结果，人工校准又费时费力，故在托轮回转机构4以及托轮俯仰机构设有零度开关，零度开关为感应开关。

回转零度开关12设置在托轮回转机构4上，一种实施方式为在托轮1回转上半部上设有铁块凸起，该凸起为事先校准好的零点位置，当该凸起被设置在托轮回转机构4下半部的感应开关采集到信号时，说明托轮回转机构4目前在零点位置。

轮带直径传感器14设置在托轮俯仰机构上，一种实施方式为在俯仰架上设有铁块凸起，该凸起位置为事先校准好的零点位置，当该凸起被设置在底座的感应开关采集到信号时，说明托轮俯仰机构目前在零点位置。

本发明装置还设有回转零度开关12以及轮带直径传感器14，用于校准回转角度以及俯仰角度的零点位置，回转角度传感器7以及俯仰角度传感器8均为累加式计算得出当前角度，经过一段时间后因干扰会产生误差；回转零度开关12以及俯仰角度零度开关校准后，累加值重置，免去人工校准的繁琐工序，校准结果更为准确，校准过程更快速高效。

进一步地，还包括轮带直径传感器14，所述轮带直径传感器14用于采集所述轮带2的直径信息，所述轮带直径传感器14与所述控制器电连接。

进一步地，还包括托轮高度传感器以及所述托轮零高度开关16，所述托轮高度传感器用于采集所述托轮1的高度信息，所述托轮零高度开关16用于采集所述托轮1的零高度信息，所述托轮高度传感器以及所述托轮零高度开关16分别与所述控制器电连接。

更为具体地，轮带2以及托轮1随着不断的使用，外圆周面一直在磨损，使用一段时间后，托轮1高度应当予以调整，从而使得托轮1的轴线与回转窑的中心线平行，且托轮1的外圆周面支撑与轮带2的外圆周面。

轮带直径传感器14包括轮带零点开关15以及轮带旋转光栅编码器，轮带2上设有铁块凸起，轮带零点开关15为感应开关，当轮带2的凸起被轮带零点开关15感应到时，说明轮带2刚好旋转一周。轮带旋转光栅编码器输入轴上设有测量轮，测量轮为外直径尺寸已知且尺寸精确的轮，测量轮固定设置在轮带旋转光栅编码器输入轴上，测量轮与轮带2接触，由轮带2带动测量轮转动，轮带旋转光栅编码器将测得的角度反馈至控制器，在轮带零点开关15感应到信号时，轮带旋转光栅编码器的信号被锁定，通过测量轮的直径、轮带旋转光栅编码器的角度信号可以测得轮带2的直径。控制器通过轮带2直径、托轮1直径、托轮1中心线信息、回转窑中心线信息，可以得出托轮1是否对回转窑进行了有效的支撑。

在托轮1不能有效支撑回转窑时，托轮高度传感器会给出托轮1的高度信息，托轮高度传感器为直线光栅，托轮零高度开关16用于校准托轮1的零高度信息，托轮高度传感器设置在托轮抬高机构3上，用于反馈托轮1的高度，由于直线光栅为相对信号，故通过托轮零高度开关16校准托轮1的零高度信息。

本发明装置还设有轮带直径传感器14，用于采集回转窑的轮带2直径信息，控制器通过轮带2直径、托轮1直径、托轮1中心线信息、回转窑中心线信息，可以得出托轮1是否对回转窑进行了有效的支撑。在对托轮1进行调整时，其高度数据可以通过零高度开关以及托轮高度传感器获取数据，给出托轮1调整的数据，使得托轮1调整工作在数据支撑下进行，调整结果更准确，调整更快速。

进一步地，还包括报警模块，所述控制器还用于所述托轮1中心线信息偏离回转窑中心线超出阈值时控制所述报警模块发出警报，所述报警模块与所述控制器电连接。

报警模块为声光报警器，控制器在发现托轮1中心线信息偏离回转窑中心线信息的差值较大时发出声光警报，提醒值守的工作人员尽快进行检修作业，以免未及时检修造成更大的经济损失。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所做出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。