摘 要

在建材、冶金、环保、化工等诸多行业之中，回转窑设备被广泛运用，其运转的健康与否决定着企业生产效益。回转窑的理想中心线呈一条直线，在生产过程中，窑体一直处于高温、重载、多尘的较恶劣环境下，筒体中心线会产生偏移量。因此需要定时对窑体进行测量。 通过测量轮带和托轮的直径来确定回转窑轴线是重要内容之一。

本文通过对国内外关于回转窑托轮和轮带直径的测量方法分析，设计一套基于滚轮法的托轮和轮带直径在线测量装置。其测量原理是：与测量滚轮同轴的编码器随着测量滚轮一起转动，编码器将滚轮轴的转动弧度量转化为脉冲量并对外发出，最后通过数据采集与处理显示得出所测旋转体的直径。本文详细的从硬件和软件两部分对此装置进行介绍。其硬件主要包括测量仪的机械装置和电子装置，机械装置主要包括滚轮和滚轮轴部分、防护罩、支撑机构与摆动机构、转动装置、夹持装置；电子装置包括编码器、霍尔开关、数据采集卡。硬件的设计选用上都是力求达到误差较小、操作便捷的效果。为了减小测量误差，该测量仪采取的是双滚轮测量形式，滚轮上开有凹槽用来安装防滑垫圈，由于使用环境温度较高，编码器外部还套有一个隔热防护罩。软件部分则主要是基于LabVIEW平台编写的应用程序。

关键词：运转中；回转窑 ;托轮; 轮带；直径

Abstract

In the building materials, metallurgy, environmental protection, chemical industry and many other industries, rotary kiln equipment is widely used, the health of its operation determines the production efficiency of the company or manufacturer. The center of the rotary kiln is a straight line .In the production process, the rotary kiln continued to run a long time, the average running time of not less than three hundred days, the kiln has been in the harsh environment of high temperature, high load, high dust, the heart line of the cylinder body will produce offset . Based on this, it is necessary to make a measurement of the kiln at a certain interval. through the measurement of tire and wheel diameter to determine the axis of rotary kiln is very important.

This paper introduces the measurement method of rotary kiln supporting roller and tyre diameter at home and abroad, comparative analysis is designed based on a set of roller method, roller and tyre diameter measuring device. This paper introduces the device in detail from two parts of hardware and software. Coaxial with the measuring roller encoder rotates with the measuring roller, the encoder will hollow shaft rotation into pulse quantity and amount of radian issued by the data acquisition and processing, finally show that the measured diameter. In order to reduce the measurement error, the measuring instrument is double roller measuring form roller is provided with a groove used to install the washer, due to the use of the ambient temperature is high, the external encoder is sheathed with a heat insulation protective cover.

Key words: running; rotary kiln; roller ; tyre ;diameter

目录

第1章 绪论 1

1.1 回转窑介绍 1

1.1.1回转窑的历史与发展 1

1.1.2回转窑的应用 2

1.1.3水泥回转窑的结构组成 2

1.2 课题来源及研究目的与意义 4

1.2.1 课题来源 4

1.2.2 课题研究的目的与意义 4

1.3 国内外研究现状 5

1.4 研究目标、研究内容 5

1.5 研究成果 5

第2章 工作原理与测量方法 6

2.1 工作原理 6

2.2 测量方法 6

第3章 测量仪机械装置介绍 8

3.1 直径仪的设计要求 8

3.2 总体结构 8

3.3 滚轮和滚轮轴部分的设计 9

3.3.1 滚轮尺寸设计 9

3.3.2 滚轮材料设计 10

3.3.3 防打滑以及面贴合设计 10

3.3.4 轴的材料及尺寸设计 10

3.4 防护罩的设计 12

3.5 支撑机构与摆动机构 12

3.6 转向装置 13

3.7 夹持装置 14

第4章 测量仪电子装置介绍 15

4.1 编码器的选用 15

4.2 霍尔开关的选用 17

4.3 数据采集卡的选用 18

第5章 测量仪软件部分介绍 20

5.1 虚拟仪器介绍 20

5.2 虚拟仪器开发软件LabVIEW介绍 20

第6章 误差分析 24

6.1 滚轮设计误差 24

6.2 编码器计数误差 24

6.3 温度误差 24

6.4 修正误差 25

第7章 总结 27

参考文献 28

致谢 29

第1章 绪论

1.1 回转窑介绍

回转窑广泛应用于矿金属、石灰和水泥熟料和其他耐火材料的热态加工，可对固体物料施加以化学、物理或机械上的处理。我们可以根据回转窑的处理对象不同，将其分为三类：水泥回转窑、石灰回转窑以及冶金化工回转窑。大多数情况下，回转窑都用于水泥生产，现阶段在环保领域的应用也较为宽广，诸如污泥处理，危险废弃物的焚烧等都可以通过回转窑来完成，它与我们日常生活的联系也渐渐紧密起^[1]。

1.1.1回转窑的历史与发展

从1885年出现到现在，回转窑已经有着接近一百三十年的历史，最早人们将它使用于水泥生产上。英国水泥工J.Aspdin作为水泥的发明人，于1824年提出了“两磨一烧”的水泥生产工艺，回转窑于1885年问世，并且很快覆盖在各种工业生产中^[2]。