回转窑中心线非接触式检测技术的
应用研究
郑用琦① 徐亚明② 陶守宝③ 邢 诚② 李智祥① 武昌430070
(1. 武汉理工大学建材装备研发中心回转窑管理技术研究所
(2. 武汉大学测绘学院高精度工业测量国家实验室 3.华新水泥股份有限公司)
摘 要： 回转窑中心线检测技术的应用研究近十多年来作为完善回转窑设备管理工作已成为国内外专业技术人员研究的热点，到目前为止回转窑中心线检测技术大都采用的是接触式检测方法。本文以非接触式高精度检测方法进行的应用研究为国内外首例，以高精度测量机器人和HZY工业测量专家系统两大部分构成该技术的软硬件核心，通过应用研究实现了对回转窑中心线和托轮轴线等方面高精度快速准确的检测。
关键词： 回转窑 中心线 检测 设备管理
（续三）
3.2.3 技术检查结果分析
3.2.3.1回转窑运行状况
回转窑运行状况基本正常，台时产量2850吨，超设计产量14％。主电机电流350—540A，虽然波动较大，但平均值不是很高。筒体表面温度状况表现为Ⅱ档至Ⅲ档处筒体温度偏高，为300－320℃，Ⅲ档至窑尾处筒体温度相对过高，为280－310℃，由于温度高致使筒体刚度下降，挠度增大，托轮局部受力面增大。Ⅲ档轮带间隙明显偏小，由于此处筒体温度高，筒体径向热膨胀量大，而轮带受托轮浸水冷却后的接触使表面温度降低而径向膨胀量小，故表现略有缩颈现象。
3.2.3.2托轮在运行中的情况表现
各轴承座和小齿轮轴承座振动状况尚好，振动幅度均控制在0.25mm范围之内。各托轮与轮带之间均存在长时间的不均匀接触现象。各轮带从肉眼观察均存在条状和块状的明暗面，出现这种状况系由于托轮轴线斜角度过大及筒体轴向温差变化偏大产生不均匀的接触所致，这种状况虽对近几年不会出现大的影响，但经过长时间的运行将会发生托轮与轮带表面局部接触应力增加，产生疲劳而出现麻坑和块状剥落等现象。
轴承润滑采用某厂生产的托轮润滑专用油，从油膜生成状态观察尚可，但缺乏经常性清理，存在固态物沉积已影响到润滑油流动范围的畅通，使得生成的油膜不够均匀。止推盘与瓦端面接触及间隙情况除Ⅲ档左边托轮两个轴承座的止推盘与瓦端面接触及间隙均处在良好的状态外，其它均有单边接触现象，尤其是Ⅰ档和Ⅱ档左边托轮的两个轴承座均存在严重的单边接触现象。将以上情况综合起来分析，Ⅰ档的两条近似平行的托轮轴线产生相抵消的施加力后，仍存在较大使窑体向上运动的推力，Ⅱ档的两条呈小八字的托轮轴线产生相抵消的施加力后，也存在有使窑体向上运动的推力，Ⅲ档的两托轮轴线虽也存在小八字现象，仍也存在使窑体向上运动较小的推力，综合这三方面外力将形成一股较大的向上的推力，这种现象与各托轮轴承座止推盘与瓦端面接触及间隙情况相吻合。
3.2.3.3液压挡轮运行情况
液压挡轮的运行时间比和和行程过小，上行时间1:20h，下行时间10:10h，行程15mm，油缸压力为5mpa左右，压差1Mpa。液压挡轮的运行时间比为1.1/10，显然小于4/10的最佳时间比，其原因是由于三组托轮轴线的较大斜角度使托轮产生施加于窑体的上行推力所致。虽然目前的状况对设备的正常运行没发现存在的不良影响，相反对保护液压挡轮，减少油缸压力和保护液压挡轮的轴承有好处，但从另外一个角度来看，即应该发挥作用的液压挡轮的功能没有得到充分展现，而不应该承担负荷的托轮和轴承却增添了较大额外的负担。液压挡轮的油缸行程15mm比设计行程50mm短了35mm，这对于各个托轮和小齿轮来说都是不利的，长时间下去会使托轮和小齿轮表面行程台肩，影响窑的正常运行。油缸压力和上下运行压差都在正常范围。
3.3.4综合分析评价
通过实地对回转窑进行的技术检查和非接触式技术测量，使检测结果从质的方面提升到量的高度，由此两方面互为得到证实。如托轮轴线斜角度的大小与轴承座内止推盘间隙及受力状况表现相一致；托轮轴线斜角度的大小与液压挡轮运行速度和时间段相一致；窑中心线在X－Z坐标系内的直线度较好，在X－Y坐标内的直线度较差的情况与窑主电机电流波动较大，但平均值不是很高的状况及与窑振动情况较小的状况相一致；轴承座底座的实际斜度和托轮斜角度偏大、甚至于过大的状况与轴承座的调动历史记载相一致。
检测后，针对目前各个托轮轴线斜角较大和窑中心线的直线度情况，按常规的工作程序作了托轮调整方法的计算，其调整步骤和调整量为：
1.对Ⅰ档Al1q轴承座调退4.7mm，Al1h轴承座调进0.45mm。对Ar1q轴承座调退1.8mm，Ar1h轴承座调进16.6mm。
2.对Ⅱ档Al2q轴承座调进13.4mm，Al2h轴承座调退7.6mm。对Ar2q轴承座调退4.5mm，Ar2h轴承座调退11.8mm。
3.对Ⅲ档Al3q轴承座调退1.5mmmm，Al3h轴承座调进2.6mm。对Ar3q轴承座不调动，Ar3h轴承座调退1.7mm。
4.调动原则应先对调动量大的先调，每次调动不可超过0.25mm，调动循序为ⅠⅡ档的轴承座先调，最后调Ⅲ档轴承座。
以上虽对各托轮轴承座调整量进行了计算并给予了调动方法和步骤，但其调动后的状态将不会是所期望的结果，按以上的调动量和方法进行调动，其结果只会是使托轮与轮带的接触回复到更加不均匀的状态，即处于边缘接触甚至出现有缝隙，因此当前对该回转窑托轮的调动工作不可进行，也没必要进行。
由于当前轴承座底座的实际斜度过大地超过了设计斜度，应该是回转窑安装过程中的疏忽所致，并且在安装后的生产调试阶段才有所觉察，故采取了较大角度的托轮轴线调斜方式来弥补因轴承座斜度过大带来的缺陷。在调动托轮是时没有考虑到托轮轴线斜角度过大会带来轮带与托轮接触不均、轴瓦易引起发热以及烧瓦事故、以及液压挡轮损坏或上下行速度比过大等一系列不良现象发生。对于这种轴承座底座实际斜度与设计斜度不符的状况，首先考虑的是应该设法轴承座底座实际斜度与设计斜度尽量吻合，而不是调斜托轮轴线的错误方法，这是保证轮带与托轮之间均匀接触的前提，也是关键。
对于目前的状况所应采取的比较切合实际的措施，应该是在相关的轴承座与底座之间下加相应的垫薄钢板，使轴承座上的托轮轴线满足设计要求的斜度，使其在X－Z坐标系内恢复到与窑中心线的平行状态，以利于消除托轮与轮带之间的不均匀接触状态，在对各个轴承座采取加垫薄钢板的同时与托轮轴线调校工作可同时进行，只有这样处理方可使各托轮轴线回复到正确的位置，从而达到回转窑中心线直线度和托轮轴线的斜角度都能满足正常运行的要求。
4．结束语
通过对回转窑中心线非接触式检测技术的应用研究，拓宽了回转窑中心线检测方面的研究和应用范围，与其它接触式检测方法相比较，在进一步提高检测水平上有着明显的进步，这些进步主要表现在：
1) 该检测技术的整个测量过程不需米尺量具肉眼读数，全部由测量机器人进行测量、读数、记忆、编码、存储和传输工作，减少了在窑墩上环境条件困难的情况下，对量具肉眼读数所产生的误差。在检测精度，数据准确度等方面超过接触式检测的水平，同时提高了检测工作效率和测量人员的人身安全度。
2) 该检测技术不仅可以进行对回转窑中心线和托轮轴线进行热态的在线检测，还可以进行冷态、即为静止状态的检测，以观察到冷态向热态的中心线变化情况，从而加强了对回转窑热态的操作控制和维护管理。
3) 该检测技术包括高精度技术测量和在线技术检查两部分，不仅可准确的得到所需的各种大量数据，还能全方位灵活运用并发现各类存在的问题，为准确的分析判断提供可靠的依据。譬如上述实例中轴承座底座的斜度与回转窑中心线的斜度不一致的状况，通常采用接触式的测量方法是无法发现和得到证实的。
（全文完）
