摘 要

回转窑是水泥、冶金等行业中的关键设备，它是用于对浆状或颗粒状的原料进行高温煅烧的大型热工设备。回转窑主要由筒体、轮带、托轮支撑等组成，托轮通过轮带对窑筒体起到支撑作用。在实际工作中，回转窑长期处于高温、重载、多尘的恶劣环境下，因此托轮和轮带的磨损速度比较快。如果托轮和轮带表面圆柱度变形较大时，会影响窑的正常生产运转，严重时会引发窑托轮的高温烧瓦等停窑事故的发生。由于停窑维修产量损失巨大，企业迫切需要在生产运转中对托轮和轮带圆柱度进行在线修复的设备，以保证窑的正常高效运行。

本文主要目的是研究回转窑托轮和轮带工作表面凹凸变形的在线修复方案，通过查阅国内外对托轮和轮带在线修复加工方法的研究进展，了解到现有托轮表面车削修复方法的不足，由于国内外砂带磨削技术已经成熟，提出将砂带磨削机用于托轮和轮带在线修复的方案。

本设计主要内容有：移动式砂带磨机修复装置的整体布局，磨机移动滑台和导轨装置的选型，以及纵向和横向移动滑台进给移动控制器的选择；砂带磨削机结构、砂带张紧力调整、砂带线速度的调整控制器选择，磨机空间位置调节装置的设计；设计滚轮法直径测量装置结构，确定监测回转体被磨削直径与砂带横向磨削进给量的闭环控制方式来测量和调整磨机的纵向导轨在空间位置与被磨削回转体轴线保持平行。最后建立砂带磨削修复装置的三维模型。并基于滚轮法分析其测径装置的误差影响，建立直径测量装置的三维模型。

本设计的砂带磨削在线修复方案明显优于国内已有的车削修复方法，它将能有效降低托轮和轮带表面加工粗糙度，显著提高磨削在线修复效率，在国内水泥回转窑在线修复工作中，将有很大的工程实际应用价值。

关键词：回转窑；砂带磨削；修复；测量；托轮；轮带；直径

Abstract

The rotary kiln is the crucial equipment in the cement and metallurgy industry.It is a large thermal equipment which makes high-temperature calcination to the slurry or raw materials.The cement rotary kiln is composed by the cylinder,tires,supporting rollers,etc.Rollers support the kiln shell through the tires.In actual working situation,the rotary kiln is under the high-temperature,heavy and dusty harsh environments for along time,so the wear speed of the roller and tire would be relatively rapidly.If the deformation of the cylindricity of the roller and tire become larger,the normal operation of the kiln would be affected.In severe cases,it can cause the kiln-stop accident of high-temperature bush-burning of the roller..Because of the kiln-stop maintenance making a huge losses of outputs,enterprises urgently need a mobile online grinding machine against the surface defects of the rollers and tires,which maintaining the normal operation of the kiln.

The main purpose of this paper is to study the online repair program of the convex and concave deformation on the working surface of the roller and tire.By means of reading the advances of the online repair processing method on the roller and tire,I have learned deficiencies of the prior turning roller surface repair method.Since the belt grinding technology has matured at home and abroad,this paper proposed the program of the belt grinding machine for online-repair of the roller and tire.

3The following are the main contents of this design:the overall layout of the mobile belt grinding repair device,the selection of mobile sliding table and rail device,and selection of the feed movement controller with longitudinal and lateral movement;the design of the belt grinding machine structure,the adjustment of belt tension and the selection of turning controller on the belt speed,the design of the device’s spatial position adjusting means;the design of the structure of diameter-measuring device based on the roller method,the determination of Closed-loop control mode of monitoring rotor’s being-ground-diameter and belt lateral grinding feed amount.Measuring and adjusting the spatial position of the longitudinal rail which should be paralleled to the rotation axis.The establishment of belt grinding three-dimensional model of repair device in the end.Being based on the effect of the diameter-measuring errors,this paper establishes the three-dimensional model of the diameter-measuring device.

The program of the belt grinding online repair is obviously superior to the existing domestic turning repair method.It can effectively reduce the surface roughness of roller and tire and significantly improve the efficiency of the grinding online repair.This design ill be of great practical engineering value in the domestic cement kiln online repair work

Key Words:rotary kiln;belt grinding;repair;measure;roller;diameter

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1回转窑简介 1

1.1.1回转窑的应用与发展 1

1.1.2回转窑的结构 1

1.2课题来源及研究的目的与意义 2

1.2.1课题来源 2

1.2.2课题研究的目的与意义 2

1.3国内外的研究现状 3

1.4研究目标、研究内容和拟采用的关键技术及措施 4

1.4.1研究目标 4

1.4.2研究内容 4

1.4.3拟解决的技术方案及措施 4

1.5预期的研究成果 6

1.6小结 6

第2章 砂带磨削概述 7

2.1砂带磨削的基本要素和特征 7

2.1.1砂带磨削的基本要素 7

2.1.2砂带磨削的基本特征 7

2.2砂带磨削原理 7

2.3砂带磨削特点 7

2.4砂带磨削的应用范围 8

2.5砂带磨削方式 8

第3章 砂带磨削装置设计 10

3.1设计目的 10

3.2砂带磨头整体方案的选择 10

3.3砂带磨削装置的总体结构 10

3.4砂带磨头主要功能部件的基本参数设计 10

3.4.1驱动轮直径的选择 10

3.4.2接触轮直径的选择 10

3.4.3张紧轮直径的选择 11

3.5砂带磨削工艺参数的选择 11

3.6砂带选择 11

3.6.1砂带材料的选择 12

3.6.2砂带尺寸和公差的确定 12

3.7电动机的选择 14

3.8砂带磨头主要功能部件的结构设计 14

3.8.1接触轮的结构设计 14

3.8.2驱动轮的结构设计 15

3.8.3张紧轮的结构设计 16

3.8.4张紧机构的设计 17

3.8.5调偏机构的设计 18

3.9砂带磨削装置的建模 18

第4章 托轮和轮带直径检测装置的设计 21

4.1仪器测量原理 21

4.2测量仪的测量方法和组成部分介绍 22

4.3直径测量装置的结构设计 23

4.3.1滚轮的结构设计 23

4.3.2摆动机构 25

4.3.3转向机构 26

4.4测量误差分析 26

第5章 总结 29

参考文献 30

致谢 31

第1章 绪论

1.1回转窑简介

1.1.1回转窑的应用与发展

回转窑的工业应用起源于水泥的生产。1824年英国的水泥工程师J·阿斯普发明了间歇式操作的土立窑；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。回转窑的发明和应用，不仅促进了水泥工业的迅速蓬勃发展，同时也促进了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核心设备。

1.1.2回转窑的结构

回转窑以薄壁圆筒为主体，在结构上主要由筒体、托轮支承组、齿轮齿圈传动装置和密封装置、窑尾送料装置和窑头燃烧装置等组成。筒体倾斜安装在托轮组上，电动机经变速箱减速后，传递力矩给小齿轮，小齿轮连接大齿圈带动窑体作回转运动。回转窑主要部分的结构如下：