1、 武汉理工大学 毕业设计（论文） 回转窑托轮动态旋转轴心机械测量方法 学院（系）： 机电工程 学院 专业班级： 过程装备与控制工程 学生姓名： 指导教师： 武汉理工大学毕业设计（论文） 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人 承担。 作者签名： 2011 年 5 月 18 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件
2、和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1、保密囗，在 年解密后适用本授权书 2、不保密囗 。 （请在以上相应方框内打 “”） 作者签名： 年 月 日 导师签名： 年 月 日武汉理工大学毕业设计（论文） 目录 摘要 .错误 !未定义书签。 Astract.错误 !未定义书签。 1 绪论 .1 1.1 回转窑简介 . 1 1.2 回转窑的结构 . 1 1.2.1 筒体 . 2 1.2.2 轮带 . 2 1.2.3 支撑装置 . 2 1.2.4 传动装
3、置 . 2 1.2.5 窑头窑尾密封装置 . 3 1.2.6 其他辅助设施 . 3 1.3 托轮支承结构 . 3 1.4 回转窑的检测 . 4 1.4.1 回转窑轴线测量 . 4 1.4.2 回转窑托轮位置测量 . 4 1.4.3 回转窑筒体椭圆度测量 . 5 1.4.4 轮带径向偏摆测量 . 5 1.4.5 大齿轮径向跳动测量 . 5 1.4.6 托轮轴向力测量 . 5 1.5 课题研究目的与意义 . 6 1.6 国内外研究现状 . 7 1.7 研究目标、研究内容及拟解决的关键技术 . 7 1 7 1 研究目标 . 7 1 7 2 研究内容 . 7 1 7 3 拟解决的关键技术 . 8 1.
4、8 预期的研究成果与创新点 . 8 1 8 1 预期的研究成果 . 8 1 8 2 创新 点 . 8 1.9 小结 . 8 2 托轮轴端面结构 .9 3 托轮轴端面动态旋 转轴心测量方案 .10 3.1 托轮状态及调整 . 10 3.2 激光测量 . 10 3.3 机械装置测量 . 16 3.4 两种方案的比较 . 17 武汉理工大学毕业设计（论文） 4 测量装置的机械结构设计 .19 4.1 关键技术 . 19 4.2 装置组成 . 19 4.3 主要零件 . 20 4.3.1 轴 . 20 4.3.2 指针 . 21 4.3.3 套筒 . 21 4.3.4 坐标板 . 22 4.3.5 铝
5、合金板 . 23 5 回转窑托轮轴端面动态旋转轴心测量步骤 .24 6 误差分析 .24 7 总结与展望 .25 7.1 总结 . 25 7.2 展望 . 25 武汉理工大学毕业设计（论文） 摘要 水泥回转窑是水泥生产企业的大型关键生产设备，它的性能与运转状态在很大程度上决定着企业的经济效益。回转窑筒体由托轮支撑其全部重量，托轮的损坏会造成严重的生产事故，其工作状态对回转窑能否稳定运转具有很大的决定作用，而回转窑托轮轴作为托轮的支撑装置， 回转窑托轮运行的好快，直接影响整个回转窑系统的运行状况，因此要定 期对其进行测量。 本文借助于机械装置，通过 初步定位和精确定位 将托轮轴端面轴心引出，并辅
6、助以照相装置，完成托轮轴端面动态旋转轴心的测量， 再测量出与这个托轮配套的托轮轴端面轴心，以便调节一组托轮。 目前测量托轮轴端面动态旋转轴心的方法如下：激光测量法虽然测量精确，但仪器复杂且价格较高；本文所述方法，利用简单机械装置即可完成测量与第一种方法相比经济，精确且操作简单。因此本文所述方法对于测量 托轮 轴端面动态旋转轴心具有重要的指导意义 论文主要研究了如何应用机械方法测量回转窑托轮轴断面动态旋转轴心。研究结果表明了：本文 所述测量装置可以很好地完成回转窑托轮轴断面动态旋转轴心的测量 本文的特色在于：应用机械方法将回转窑托轮端面轴心引出 关键词： 回转窑 ; 托轮轴端面动态旋转轴心 ;
7、轴心引出 武汉理工大学毕业设计（论文） II Abstract Rotary kiln is the most important equipment in cement industry,the performance and running ststus of the rotary kiln have a major impact on the benefits of cement company.the kiln shell is supported by rollers by which the kilns stable running can be decided,the rolle
8、rs broken may cause serious industrial accidents.End face axle center of the roller axis As Roller axis supporting the rotary kiln ,measure the end face axle center of the roller axis is necessary and valuable.We use machinery to locate initially ,then locate accurately , then lead out end face axle
9、 center of the roller axis take pictures of the machinery record its location ,and finally draw up them in a coordinate system in the same space in a period of time ,by which we can finishing measuring the end face axle center of the roller axis.then we measure the end face axle center of the roller
10、 axis which is matching to this one so we can adjust this group of rollers. At present,the method of measuring the end face axle center of the roller axis as follows, laser which is accurate but it is complex and expensive;lead wire which is inconvenient.the method we use is cheap compared with the
11、laser method , accurate and easy accessibility compared with the lead wire method.the method we use is instructive for measuring the end face axle center of the roller axis. The thesis mainly studies the method for measuring the end face axle center of the roller axis. The result of the study shows
12、that the method we use can successfully measuring the end face axle center of the roller axis. The unique feature of this method is leading out the end face axle center of the roller axis by mechanical method 武汉理工大学毕业设计（论文） III Key Words:Rotary kiln； Roller axis 1 绪论 1.1 回转窑简介 回转窑的工业应用起源于水泥的生产， 1824
13、 年英国水泥工程师 J阿斯普发明了间歇操作的土立窑 ;1883 年德国人狄茨世发明了连续操作的多层立窑 ;回转窑最早由英国人兰萨姆于 1885 年发明，并在英国和美国取得发明专利。回转窑在投入实际生产后，很快就创造出了可观的经济效益并逐渐普及应用。回转窑的发明应用，不仅促进了水泥工业的迅速蓬勃发展，同时也促使更多的人开始对回转窑进行研究，很快回转窑就被广泛应用于冶金、化工等众多工业领域，并成为相应企业生产的主要设备。现在，经过了上百年的发展完善，回转窑的应用技术日趋成熟，在工业生产中占据着举足轻重的地位 1.2 回转 窑的结构 根据应用行业、产量、设计厂商等的不同，不同的回转窑在外形尺寸上有些
14、许差别，但是在基本结构上是一致的，图 1 一 1 是水泥回转窑的实物图。 武汉理工大学毕业设计（论文） 2 图 1 一 1 水泥回转窑实物图 回转窑属于大型回转类设备，在机械结构上由筒体、轮带、支撑装置、传动装置、窑头窑尾密封装置、附属设施等部分组成降，分别介绍如下 : 1.2.1 筒体 筒体是回转窑的主体，直径一般为 3 一 6 米，由大约 40mm 厚的钢板卷制而成，在与轮带结合处，因为承重较大，钢板要厚一些，筒体内壁砌有一层 200mm 左右厚的耐火砖。筒体以 3 一 4%的斜度倾斜放置，并缓 慢回转。生产中，物料由高端加入，燃料由低端加入并燃烧，在筒体回转带动下，物料一边翻滚一边向低端
15、运动，在运动的过程中得到加热，发生物理化学反应，最终成为熟料由低端排出。 1.2.2 轮带 又称滚圈，它空套在筒体上，与筒体之间并没有固定，而是用垫板隔开。轮带与筒体之间的间隙既不能太大也不能太小，如果间隙过小，筒体的热膨胀受到轮带的限制，耐火砖易受破坏；如果间隙过大，轮带与筒体之间有较大的相对滑动，会加剧筒体的变形。筒体的重量通过轮带传递到支撑托轮上。 1.2.3 支撑装置 支撑装置可分为托轮支撑装置和液压挡轮装置两 部分。托轮支撑装置承受窑体的全部重量 (包括筒体，轮带，以及筒体中的物料，窑衬等 )，一组托轮支撑装置武汉理工大学毕业设计（论文） 3 由一对托轮、托轮轴、轴承、轴承座组成。窑
16、体的重量通过轮带传递到托轮上，最终通过轴承座传递到基座上。回转窑根据长度不同一般包括 2 一 9 组托轮支撑装置，每组称为一档。液压挡轮安装在某档轮带的一侧，挡轮作用在轮带靠近低端的侧面上，用来控制和调整窑体沿筒体轴向的移动。当筒体下移到低位时，会触动行程开关，液压系统开启，通过挡轮将筒体推至高位。筒体在重力的作用下会再次下滑，并再次触动行程开关。理论上应该限制窑体在一天中上行和 下滑各一次 (有文献认为限定每天上移时间 8 小时，下移 16 小时最为合理 )，这样可以有效地防止轮带和托轮表面的不均匀磨损。 1.2.4 传动装置 回转窑的回转运动是通过齿轮传动实现的。传动装置包括固定在筒体上的
17、大齿轮、小齿轮、减速器、主电机、辅助电机等部分组成。传动装置的原理图 图 l 一 2 传动装置原理图 1.2.5 窑头窑尾密封装置 回转窑的窑头和窑尾处都是回转筒体与固定装置的结合，应该良好密封，一是防止物料及燃料的泄露，造成生产环境污染，二是防止漏风，影响筒体内的气压和生产工艺过程。 武汉理工大学毕业设计（论文） 4 1.2.6 其他辅助设施 回转 窑生产线上还包括一些辅助设施，如给筒体和托轮降温的冷却风机、温度检测仪等监测仪器等。 1.3 托轮支承结构 作为托轮轴向受力分析的前提，首先说明托轮支承托轮的结构简图，图 2 一 4为横截面示意图。回转窑托轮装置是回转窑重要的组成部分，具有承载负
18、荷大，工作环境差，连续运转，维修费工等特点，托轮装置运行的好坏，直接影响回转窑系统的正常运转，影响系统运转率，熟料产量，因此维修护养极为重要 每档支承有两个托轮，配置在窑轴线的两侧。托轮中心与筒体中心的连线与竖直面间存在一个夹角，即图中所示角 a，称为支承角。支承角设计 时一般取 30，并且两托轮的支承角设计为相等。回转窑在运行一段时间之后由于磨损、沉降等原因托轮位置会出现偏移，支承角 a 和托轮中心距 L 都会发生变化，进而影响到窑体轴线的位置。 1.4 回转窑的检测 在水泥建材行业中，回转窑是企业的核心生产设备，它的投资占工厂总投资的10%一 15%左右，回转窑的运行状况直接决定着企业的效益，行业内有“只要大窑转，就有千千万万”的说法，因此回转窑的检测与维护对企业显得至关重要。回转窑检测技术经过几十年的发展，不断完善，实现了由只能停窑检修到不停窑在线检测的跨越卜。回转窑检测的项目 主要包括以下几个方面 :
