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基于三点法的回转窑轴线在线测量系统 李 月 黄 民 (北京机械工业学院，机械工程系，北京 100085) 摘 要 论述了一种基于三点法的大型回转窑轴线在线测量新方法，该方法不仅能够测得回转窑筒体回转中 心的动态变化情况，同时还可以测取轮带和托轮的直径以及它们的变形情况。应用该方法，设计研制了一种新型 大型回转窑运行轴线动态测量系统，由基于ATmega128单片机的下位机数据采集系统和基于PC机的上位机数 据分析处理系统共同构成，通过USB口实现上下位机的通信。该系统具有结构简单、安装使用方便、测量精度高 等特点。 关键词 三点法；回转窑；运行轴线；动态测量 业中生产过程的高效率以及安全节能均具有重大的 0 前言 实际意义，并产生巨大的经济效益和社会效益。 回转窑是冶金、水泥、耐火材料生产中的关键设 l 测量原理 备，是一种重载、大扭矩、多支点、静不定(三支点以 上情况)运行系统。据统计它的投资占项目总投资 1．1 三点法的数学依据 的10％～16％，它的施工、检修质量和稳定运行，对 三点法测量的数学依据是不在同一直线上的三 本企业的经济效益和生产成本影响很大。回转窑的 点唯一确定一个圆。如图1所示。 运行轴线是指窑在运行时各档支承回转中心的连线， 它是否为一条直线，对各部位受力和各运行部分机械 磨损有重要影响，决定着回转窑是否安全、高效地运 行。回转窑运行轴线不在一直线时：1)增加驱动力 矩，增加电机功耗；2)使回转窑简体承受附加交变应 C 力而产生疲劳裂纹，甚至引起筒体断裂；3)使各处运 动部件受力不均，从而磨损增加，寿命缩短，特别是大 齿轮齿面、轮带、托轮、托轮轴和轴瓦受力情况严重恶 图1 三点唯一确定一个圆 化；4)使内衬受力不均而脱落，发生红窑事故；5)使窑 测量出A、B、C三点的坐标分别为(X1，Y1)、 头、窑尾的简体偏摆而影响密封；6)影响窑内物料运 (X2，y2)、(X3，y3)，假定0点的坐标为(X0，y0)， 动，从而影响物料焙烧质量【ll。可以说，回转窑运行 圆形实物的半径为R，则可列出下面圆的方程组： 轴线是否为直线，是回转窑运行状态好坏的主要判 f(X1一X0) +(Yl—Yo) =R 据，决定着回转窑是否安全、高效地运行。 (X2一X1) +(Y2一Y1) =R 因此有必要对回转窑运行轴线进行监测，通过对 【(X3一 简体弯曲部位进行校直，同时调整各档托轮位置及垫 X0) +(Y3一y0) =R 板间隙，使回转窑水平和垂直方向的轴线符合要求， 解 的方程组，司得到圆心 O点的坐标(Xo， 才能使问题得到根本解决。对实现许多国民经济行 y0)的计算公式： f ：—(Y1-—Y3)—(X12-X22+Y—12-Y32)-(Y1—-Y2)(X12-X—32+Y12-Y32) j一 2(yl—y3)( l一 2)一2(y1一y2)(x1一x3) I y ：—(X1-X2)(X12-X32+Y12-y32)-～(X1-X3)(XI2-X22+Y12-y22) · 30·