回转体测量机范文

回转体测量机范文（精选7篇）

回转体测量机 第1篇

回转类零件作为制造业中的关键零件被广泛应用于工业、航空、航天、国防等各领域中,使用回转体测量机可以对回转类零件进行高精度高效率的测量[1,2]。回转体测量机即柱坐标系测量机,由回转工作台和若干测量架组成。工件安装在回转工作台上,由夹具夹紧定心,并由回转工作台带动连续转动。测量架上装有若干测头,用于测量工件内外表面的轴向和径向尺寸、形状等。在测量过程中,工件连续转动,内外测头上下移动,便可以完成对工件的全部测量,测量效率相比普通三坐标测量机大幅提高。

但是,回转体测量机作为三坐标测量机的演变,测量精度也受温度影响极大,由于温度等引起的漂移误差可达120μm。温度误差补偿是保证回转体测量机在线检测的关键,克服温度变化对测量精度的影响成了亟待解决的问题。

处理机床或三坐标测量机的热变形误差的传统方法是通过建立在线温度-误差数学模型[3,4,5,6],即设置温度采集节点,实时采集与测头偏移相关的温度信息,计算出测头的偏移量,然后算出零件的误差来进行误差补偿。建立温度误差数学模型的方法经过多年的发展和计算机性能的提高,取得了较大发展。

但是温度场误差数学模型的建立是一个繁琐的过程,虽然理论上可行,但在实践应用中较为麻烦。为此,根据测量机和被测工件的结构特点,研究一种新的简单易实现的在线温度误差补偿技术和方法,具有重要的理论意义和实用价值。

本文对回转体测量机进行研究,结果发现回转体测量机热变形主要表现为平移和倾斜,根据这一特点,提出双向法温度误差补偿方法,建立温度误差模型,实现回转体测量机的在线温度误差补偿,提高了测量精度,能较好地在复杂的车间环境中使用。

1 测量机结构变形情况

深入分析测量机热变形的表现形式,有利于正确建立起获取误差补偿数据的方法和技术,是分析温度误差补偿模型和提高补偿精度的前提。由于测量机有较高的刚度,热变形误差主要是简单变形[7],即只有伸缩变形。在简单热变形的情况下,测量机没有弯曲或扭转变形,所以回转体测量机热变形主要表现为测量架的平移与倾斜,如图1所示。如果能获得测量架相对测量基准的平移量α,以及测头沿工件母线的运动直线相对于回转轴线的倾斜角β,可得到如式(1)直径补偿公式:

式中:Δd为直径误差,z为被测截面相对基面的高度。

所以,在测量的过程中,只要能实时检测出平移量α和倾斜角β的值,便能知道任意高度的偏移量,从而对测量结果进行实时补偿。

2 双向法温度误差补偿技术原理

为了能实时检测出回转体测量架的平移量α和倾斜角β的值,如果能得到在两个不同高度处的直径误差Δd1和Δd2。由式(2),就可以得到α和β的值。

式中:Δd1、Δd2为不同位置的两个直径误差,z1、z2为被测截面相对基面的两个不同高度。

假设夹具与被测工件的热变形几乎一致,将夹具的内外径预先标定出来作为测量工件的参考值,则可一定程度上消除温度对被测工件的尺寸影响。所以夹具的内外径可以作为测量基准,以确定测量架下端的偏移量。但是上端难以找到尺寸不变的基准,双向测量法可以解决上端没有测量基准的问题。

2.1 双向测量法

双向法测量如图2所示,内测主轴在左右两边均有一个测头,可以从左右两边分别测得零件的内径值。

从左右两边进行孔径测量可以由许多方法实现[8]。例如,可以利用两个反向对接的小型测头;采用一种推让式机构,它可以与一般的商品单向测头相结合,实现双向测量;利用测头回转体将测头180º转位,实现双向测量。

2.2 内径测量的温度误差补偿方法

将固紧工件用的夹具内径作为基准,如图3(a)所示,然后再根据实时测量得到的值,可以确定内测量架下端的偏移δ1。

在回转体测量机中,只知道光栅尺和测头的读数是不能确定工件的尺寸,还需要知道测头的零位(光栅尺与测头读数均为零时的测端位置)与回转工作台轴线的相对位置,这可以在测量前进行标定得到。假设内左测头的零位与回转工作台轴线的相对位置为Tleft,内右测头的零位与回转工作台轴线的相对位置为Tright,测量内径时内左测头的读数为Qleft,内右测头的读数为Qright,那么通过内左测头得到内径值rleft(28)Tleft-Qleft,通过内右测头得到内径值rright(28)Tright(10)Qright。

由于上端没有测量基准,所以对于上端的偏移量,可以根据回转体测量机的结构特点采用双向测量法实时检测出来。我们假设测量时由于热变形使得测量机内测轴向左移δ2,则右测头读数Qright增加δ2,从而使测量的孔径增加δ2,左测头读数Qleft增加δ2,测量的孔径减少δ2,两者相减可以得到2δ2,这样便可以计算得到内测轴在高处的偏移量δ2。如图3(b)所示。

所以,内测轴相对于回转工作台轴线的倾斜可由式(3)得到:

式中:(35)βinner为内测轴相对于回转工作台轴线的倾斜,δ1、δ2分别是低处和高处内测轴相对于基准的偏移量,z1、z2为被测截面相对基面的两个不同高度。

那么,任意高度处,内测直径的误差如式(4)所示:

式中(35)dinner为内测直径的补偿误差。

2.3 外径测量的温度误差补偿方法

外测架的低处偏移量同样选用固紧工件用的夹具作为基准面,可以得到外测架的下端偏移量δ3,如图4(a)所示。

因为外测架不能像内测架那样用一个双向测头进行测量,所以,外径测量的温度误差补偿要比内径测量复杂。但是,从内径的双向测量中,已经确定了内测量架上端偏移量δ2,即确定了内测量架的位置变化情况,而内测量架的初始位置可以事先标定,如图4(b)所示,所以可以用内测量架的表面作为基准确定外测量架上端的偏移量δ4。如式(5)所示。

其中:L0为外测头到内测架标定的初始位置,L为外测头到内测架的实时测量值,δ2为内测架的上端偏移量,δ4为外测架的上端偏移量。

Outer measure axis

所以,外测量架上端的平移量δ4如式(6)所示:

外测架相对于回转工作台的倾斜可由式(7)求得:

式中:(35)βouter为外测轴相对于回转工作台轴线的倾斜,δ3、δ4分别是低处和高处外测轴相对于基准的偏移量,z3、z4分别为被测截面相对基面的两个不同高度。

那么,任意高度处,外测直径的误差如式(8)所示:

式中(35)douter为外测直径的误差。

3 实验结果分析

应用上述温度误差补偿方法对一台回转体测量机在不同时刻不同温度测得的数据进行补偿验证,所测量的工件是外径约为300 mm,高度约为2 m的回转体零件。表1和表2是测量内外径的结果,前4次数据是上午测量的,后4次数据是下午测量的。

由于车间环境的开放性,难以将温度控制在20℃,上午和下午的温度明显有温差,且温差将近5℃,测量机产生了较大的热变形,所以前5次数据和后3次数据有明显的差别。

将测量数据进行温度误差补偿,经实时检测,可得平移参数和偏转参数β随时间变化,也就是说随温度实时变化,如图5和图6所示。

通过实时检测出的平移和偏转参数,进而对测量结果进行补偿,使得稳定性变好(由于工件的尺寸存在误差,这里采用测量数据的最大最小值之差作为重复性误差,来衡量测量数据的稳定性)。由表1和表2可知,内径287.5 mm的测量结果,未经补偿的数据重复性误差为0.136 mm,经过补偿后,降低到0.017 mm,测量稳定性提高了0.119 mm。同样,外径300.3 mm的测量结果经过补偿后也改善了不少,数据重复性误差由0.101 mm降低到0.015 mm,测量稳定性提高了0.086 mm。其他尺寸数据不在此列出,经过实时温度误差补偿后,测量数据的稳定性均可保持在15μm左右。

4 结论

为了避免设置较多的温度采集节点以及复杂的温度-误差模型,降低计算量,本文根据回转体测量机及回转类零件的特点,提出了双向法温度误差补偿模型,实时计算出不同温度条件下平移量α和倾斜量β,进而计算出直径误差。该方法计算简单,使用方便。通过本方法,在不同条件不同温度下,对回转体测量机的测量结果进行实时温度误差补偿,提高了测量稳定性。经实验验证,测量的稳定性误差从136μm降到15μm左右,因此具有良好的应用前景。

摘要：回转体测量机以其效率高、精度高,在回转类零件测量中得到了广泛的应用。但是由于其自身的特点,测量精度受温度影响引起的漂移误差可达120μm。针对这一问题提出了一种在线温度误差补偿技术,通过双向法测量获得内外测量架的平移量和倾斜量,然后再对各高度的内外径值进行补偿。该方法计算简单,使用方便,并大幅度提高了测量精度。实验证明,这种补偿方法可以使尺寸测量结果的稳定性误差从136μm降低到15μm左右,大大提高了测量的稳定性。

关键词：回转体测量机,在线温度误差补偿,双向测量,平移和倾斜

参考文献

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基于图像法的回转体轮廓测量技术 第2篇

图像测量技术是一种采用电荷耦合器件 (CCD) 进行摄像测量的新型光电测量技术, 它是将CCD器件与光学仪器联用, 并应用于测量领域而形成的[1]。图像测量技术是以现代光学为基础, 融计算机图像学、信息处理、计算机视觉、光电子学等科学技术于一体的现代测量技术, 它把被测对象的图像当作检测和传递信息的手段, 并从中提取有用的信号来获得待测的参数 (如图1所示) [2,3]。近些年, 图像测量技术在国内外发展很快, 已广泛应用于几何量的尺寸测量、航空遥感测量、精密复杂零件微尺寸测量和外观监测、光波干涉图、应力应变场状态分布图等和图像有关的技术领域[4,5,6,7,8]。

本研究利用图像测量法对一个具有回转轮廓的铃铛进行检测, 并对检测结果进行误差分析。

1 图像处理

针对CCD拍摄的回转体工件图像中工件边界规则简单的特点, 本研究首先通过图像预处理滤除图像中的噪声, 然后使用经典的微分算子对图像进行边界检测, 得到图像的整像素边界值, 最后通过亚像素计算得到图像的亚像素边界值。

1.1 图像去噪滤波

在图像信息的采集和传输过程中, 由于受照明系统、CCD性能、镜头畸变、量化误差、温度、振动等因素的影响, 必然会产生大量的噪声。因此, 必须对噪声图像进行预处理。常用的去噪方法有邻域平均法、中值滤波、空间域低通滤波、频率域低通滤波等。本研究采用基本的邻域平均法对拍摄的铃铛图像进行了去噪处理[9], 如图2所示。

1.2 整像素边界检测

常用的边界检测算子中, Krisch算子用8个模板 (如图3所示) 分别对图像进行卷积运算来求出图像中点f (x, y) 在8个方向上的平均差分的最大值, 并将其作为变换后的点f (x, y) 的灰度, 然后找出灰度最大的值作为边界点的位置。该算子对噪声有较好的抑制作用。因此, 本研究使用Krisch算子对去噪滤波后的图像进行整像素边界检测[9]。

1.3 亚像素边界检测

随着工业检测等应用对精度要求的不断提高, 整像素检测精度已不能满足实际的需要。目前的亚像素计算算法主要有[10,11]:矩估计法、最小二乘法、插值法等。其中插值法重复性最好、计算量最小、计算时间相对较短、抗噪能力较强。而在插值法中, 三次样条插值法应用最多, 因为它既克服了低次样条在端点上有间断的一阶或二阶导数成为角点的情况, 又克服了高次样条计算量大和出现不一致收敛的现象。因此, 本研究采用三次样条插值法进行亚像素计算。

2 实验结果及分析

本研究以一个带手柄的铃铛为研究对象进行图像拍摄, 为了标定拍摄的图片像素的真实尺寸, 在铃铛的四周分别放置了4个标准量块[12,13]。拍摄所用相机为JAI高分辨率CCD相机, 图像分辨率为600640 pixel, 各种算法都分别使用VC++编程实现, 进行实验检测的计算机的配置为AMD3200 CPU及512 MB内存。

2.1 像素标定结果分析

从图1中可以看出, 铃铛的上下左右分别放置了4个不同尺寸的标准量块, 其中, 下边量块长度为100 mm, 上边的量块长度为60 mm, 左边的量块长度为80 mm, 右边的量块长度为90 mm。分别对各个量块进行边界检测处理, 测得各个量块的像素尺寸长度如表1所示;根据量块的实际长度, 计算得到单个像素的长度值如表1所示。

由表1可以看出, 4个量块的标定值不相同, 其中, 100 mm、90 mm以及80 mm量块的像素标定长度相差不大, 而60 mm量块像素标定长度与其他3个量块的标定结果相比差异太大, 明显失真。

2.2 铃铛的大径测量结果

铃铛的大径是铃铛底部大口端的直径, 用游标卡尺测得该尺寸为74.57 mm。检测到图片中水平方向铃铛的左边界最小像素位值为192.971, 右边界最大像素位值为439.984, 两者相减得到图片中铃铛大径的像素值247.013 (如图4所示) 。根据各个标准量块检测得到的单个像素长度, 可算得铃铛大径的实际长度, 其结果如表2所示。

由表2可以看出, 由于4个量块的像素标定结果不相同, 导致铃铛大径值也不相同。由80 mm量块的像素标定值算出的铃铛大径值与游标卡尺测量的结果误差最小。考虑到用游标卡尺测量存在的误差因素, 根据量块100, 量块90, 以及量块80的标定值测得的铃铛大径尺寸都属于正常, 而60 mm量块受拍摄角度以及放置倾斜角度的影响, 像素标定长度与其他3个量块的标定结果相比差异太大, 导致大径尺寸与其他3个量块相比, 差值太大。因此可以推断该尺寸失真, 不予考虑。

3 结束语

本研究采用图像法对一个铃铛的轮廓尺寸进行了检测, 并利用4个标准量块从4个不同位置对图像的像素尺寸进行了标定, 根据标定结果, 对铃铛底部的大径进行了测量。通过与手动测量尺寸比较分析, 其结果证明了图像法的有效性。

摘要：为充分利用图像测量法的突出优势, 基于图像测量技术, 提出了一种图像像素大小的标定方法。该方法采用标准量块从不同位置对图像的像素进行了标定;接着, 比较分析标定结果, 去除误差最大标定值, 选取合适的值作为图像像素标定值, 并采用此标定值进行测量;最后, 利用该方法对一个铃铛的底部直径进行了测量并绘制了铃铛的外观尺寸图形, 实验结果证明了该方法的可行性。

回转体测量机 第3篇

1 故障情况与处理

2007年5月, 筒体δ25～δ20mm结合处焊缝出现了约100mm长的裂缝。由于生产紧张, 仅对裂缝进行了钻止回孔、开坡口焊补、加焊δ20mm的550mm150mm立式加强筋板的处理。

8月, 此处再次出现了约250mm长的裂缝, 且伴随有耐火砖脱落、红窑。停窑后, 采用间接法对回转窑静态垂直面中心线与水平面中心线进行了测量, 各种数据均符合设备手册要求。分析故障原因认为:一是双层挡砖圈恰好焊接在此处, 200mm宽度的筒体上有5圈焊线, 而且每年维修时频繁的对挡砖圈进行焊补, 使此处筒体材质碳化严重;二是挡砖圈上的耐火砖易脱落, 耐火砖脱落后筒体仅靠挡砖圈内填充的50mm厚的高温胶泥防护, 长期处于350℃左右的高温下, 被逐渐氧化;三是过渡点的应力较集中, 造成焊缝开裂。因此, 将双层挡砖圈改为单层挡砖圈, 焊缝开裂处采取了双面焊。

10月, 该环焊缝第2次产生了约200mm长的裂缝, 窑出现振动现象。为查找问题的根本原因, 对窑进行动态中心线检测, 测定中档轮带处筒体低3mm且向右偏3mm (从窑头往窑尾方向看, 下同) 。对回转窑进行了调整, 调整后窑振动减弱, 但没有完全消除。

2008年6月, 该环焊缝出现第3处开裂, 且愈演愈烈, 至9月, 只要临时停窑筒体温度变化较大焊缝就开裂, 且裂缝急剧扩大, 总长度达到1 500mm, 故决定停窑对此处筒体进行挖补。

挖补总长度为5 000mm, 分三段进行, 宽度统一为600mm, 采用δ25mm Q235钢板, 与δ20mm筒体交接时倒角圆滑过渡。在δ25mm筒体段挖补350mm宽, δ20mm段挖补250mm宽, 为整体更换此处筒体预留空间。挖补第一段600mm980mm, 挖补第二段600mm750mm, 挖补第三段600mm3 250mm。

2 挖补后回转窑的调整

2.1 窑静态中心线的测量

原来对筒体中心线的测量是间接法, 通过托轮与轮带来测量的, 我公司托轮与轮带因为前期环境和维护方面的原因规整性较差, 通过间接法测量的中心线数据容易失真。为消除这方面的影响, 此次静态测量以直接法进行。回转窑在一条直线上运行的决定条件是支撑点处的筒体中心线在一条直线上, 所以此次测量点只选取了轮带前后相同距离的加厚δ40mm筒体处的6个截面。测量前用电动刷将6处铁锈刷除, 在6个截面分出0°、90°、180°、270°的4条轴线作为测量轴线。用水准仪进行垂直面中心线测量, 测定数据为以低端轮带处筒体中心线为基准, 高端轮带处筒体中心线在3.5%的斜度线上, 中档轮带处筒体中心线高了7mm, 这与裂缝在上时裂口较宽相吻合。用拉钢丝法进行水平面中心线测量, 测得中档轮带处筒体偏左4mm。此次测量数据与2007年11月的数据差距较大。分析认为:一是当时的测量是以间接法测量为主进行的, 有些采信的数据与托轮、轮带的实际情况不太相符;二是在这期间托轮与轮带已经发生了一些变化;三是动态与静态存在不同, 导致数据出现差距。

调整时以这次静态测量的数据为基准, 将中档托轮下δ6mm的垫板拆除。10月1日开窑后, 将中档右组托轮后退5mm, 左组托轮前进1mm。10月1～7日, 对各组托轮以止推环与轴瓦口的间距为基础结合瓦温与油膜进行微调。要说明的是在托轮不规整的情况下, 托轮的微调不能以外形的中心距为基准进行, 要以受力情况为基准进行调整。

2.2 窑动态水平面中心线的测量

由于挖补时的停窑为故障停窑, 筒体变形量较大, 我们对静态测量的数据准确性存在疑问, 特别是水平面的数据。在窑连续运转一周后, 对动态水平面中心线进行测量。由于仪器方面的限制, 设计采用钢丝法对窑动态水平面中心线进行测量, 测量点为上述静态测量时的6个截面, 每个测量点测量5组数据, 测定数据为低端轮带处筒体中心线偏左4mm, 中档与高端处在窑安装中心线上。此次调整将低端托轮整体向右移动3.5mm。调整后再次用钢丝法测量, 三档轮带处筒体水平面中心线处于同一条直线上。

通过10月1～10日的系列调整, 所有托轮的轴瓦温度都保持在37～40℃范围内, 回转窑运行平稳, 振动彻底消除。已经安全运行近两年, 再也没有出现焊缝开裂现象。

3 结束语

1) 窑筒体焊缝反复开裂主要是因回转窑的中心线不平直问题引起, 特别是动态中心线不平直。

2) 筒体小范围开裂可以进行挖补处理。

3) 回转窑托轮与轮带不规整时中心线的测量应以直接法进行。

回转窑筒体余热利用 第4篇

唐山冀东机电设备有限公司根据电力系统换热器的设计经验, 结合水泥窑本身的特点, 优化设计的水泥窑筒体换热器, 是通过在回转窑上方安装弧形换热器, 利用回收筒体的辐射热能, 实现供暖、热水联供, 还能用于余热发电, 是一项环保、节能、增效减排的工程, 其经济效益、社会效益十分显著。

一、不同窑径的换热功率

1. 换热罩介绍。

本系统主机设备为回转窑换热罩, 如图1所示, 每条线设4组相同尺寸的换热面, 其中2#轮带与3#轮带之间设置4组换热面, 1#轮带至2#轮带之间设置4组换热面。换热罩之间的距离不留间隙 (人孔门处留600间隙) , 现场用螺栓固定。

换热罩与轮带之间的距离为1500mm左右, 以保证换热面之间汽水管道连接、安装运行检修的方便性, 且不影响回转窑的正常运行和检修。

换热罩中的换热管采用Ф32×4mm的无缝钢管, 钢管材质选用中低压锅炉专用钢材20-GB3087, 换热管之间采用膜式水冷壁结构连接, 采用5mm钢板焊接。为增大换热面的总换热面积, 还在膜式壁与筒体之间布置一排光管受热面, 主要吸收对流热。

同时为提高换热管与回转窑表面的辐射换热能力, 在换热管喷涂有高吸收率喷涂层。

换热罩外壳采用钢板卷制焊接而成, 外设加强筋, 以保证换热面的整体结构强度, 在外壳上方设置吊耳, 下部与支撑结构采用螺栓方式, 方便换热面检修和拆卸。

换热罩外壳与换热管间距设计为80mm左右, 内部填充岩棉保温层, 最大限度地减小换热面散热损失。

(1) 换热罩型式

由于换热罩存在与窑系统故障不同步的可能, 所以将换热器设计成图2结构, 集热罩故障时, 不停窑即可将换热器翻转, 不影响水泥窑运行时散热。

(2) 结构及制造特点

(1) 换热器模块采用中压锅炉钢管制造, 根据不同情况合理选取管径, 材质为20-GB3087。

(2) 受热面采用膜式壁结构, 合理选取膜式壁管间距及膜的厚度, 增强换热效果, 减少自身重量及成本投入, 在增强对流换热的同时增强换热器模块刚度。

(3) 膜式壁外侧采用80mm的岩棉保温, 最外侧用薄钢板做外护板。

(4) 进出水管采用金属波纹管与给水、回水管道法兰联接, 避免因制造偏差或热膨胀产生应力, 造成变形。

(5) 受压件全部焊口在制造厂内完成, 焊后100%无损探伤检验, 最大程度的保证制造质量。

(6) 全部模块制造完成后, 在制造厂内预装配, 保证安装质量。

(7) 严格按照压力容器相关标准设计、制造, 全部受压部分焊接完成后进行水压试验, 水压试验压力采用2倍设计压力。

(8) 给水、回水管道采用岩棉管保温, 外敷白铁皮。

(9) 全部模块串联, 低进高出。

2. 基础负荷简图。

如图3所示, 换热器基础为条形, 核算各窑蹲基础受力情况后, 根据实际情况考虑换热罩支撑的制作技术方案, 做到安全、针对性设计。

二、设备设计及技术优势

本设计结合厂区的水泥生产线、冷/暖供应系配置特点, 充分利用原有设备设施, 采用先进的新技术替代传统的、落后的生产工艺, 以实现系统节能解决方案最优化的目的, 其主要技术措施及优势如下。

1. 针对不同用户进行不同设计。

针对不同用户需求及窑筒体表面温度分布情况进行个性化设计, 根据使用参数确定集热罩串联或者并联使用, 集热罩内的循环水可使用软化水或者直接使用发电系统的除盐水, 收集后的热量可用于洗浴、供暖、发电等。

2. 集成化模块设计。

每个模块包含膜式壁、光管受热面、保温材料和外护板, 在制造厂内组装完成, 现场只用法兰连接进出水管, 没有现场受压件焊接, 最大程度的保障焊接制造质量。

3. 系列化设计。

根据回转窑直径系列化设计换热器, 每系列的模块尺寸完全相同, 便于检修互换, 减少备件库存。

4. 优化设计。

(1) 优化设计一。将原来的半圆形结构改成两片四分之一圆弧拼装结构, 在顶部留有开口, 换热器罩内的空气在自生通风力的作用下自下向上流动, 增强了对流换热, 并且保证了筒体表面温度。

(2) 优化设计二。将管子布置方式由原来的沿筒体纵向布置改为沿筒体圆周弧形布置, 不但减少了弯制集箱而产生的制造费用, 而且在运行过程中, 局部产生的气泡随着水流自然向上移动, 最终汇集到集气箱顶部的排气阀排出, 增加了运行安全。

(3) 优化设计三。集热罩布置离轮带及大齿圈距离经过合理设计, 消除窑筒体表面温度上升给轮带及大齿圈带来的潜在危害。

5. 适应室外布置设计。

(1) 采用全排空设计, 能在短时间内将换热器的水全部排空, 有效避免冬季停窑时换热器防冻问题。

(2) 两片四分之一圆弧拼装结构的换热器可以向后翻转, 将回转窑筒体全部裸露出来, 避免夏季换热器停用时因换热器罩遮挡影响窑体自然散热对窑体造成的损害。

6.受热面采用高吸收率和低反射率的高科技材料, 吸收率为0.94~0.96, 发射率为0.37~0.39, 能更好的吸收窑筒体散发的热量, 提高效率。

7.安装简便。全部装置通过钢架支撑在地上, 不与窑体产生任何联接, 不会对窑体产生不利影响, 可实现不停窑安装。

8. 对系统进行三维设计, 系统阻力小、无结垢、高效率、低投入, 且对窑筒体影响小。

三、工程实例及效益

1. 某公司3200t/d生产线热力系统设计 (图4) 。

根据该公司要求, 窑筒体辐射热夏季用于发电及洗浴, 冬季用于洗浴、采暖及发电, 通过优化管路设计实现各个系统随时切换, 保证了各个系统的安全稳定运行。

该公司发电系统采用的是闪蒸补汽方式, 因此将窑筒体辐射热收集的低品位热量用于闪蒸补汽系统中, 对于有除氧器的机组可以应用到给水加热, 减少汽轮机抽汽, 间接提高发电量, 或者应用到机组补汽中, 提高发电量。

现场实测参数见表1。

2. 效益 (全年按运行7200h计算) 。

(1) 实测现场吸热量为 (722.37-170.38) ×7000/3600=1.07MW。

(2) 全年用于洗浴时 (每天洗浴3次, 水温15℃加热至65℃) 与电加热器进行比较, 可节电104.65万k W·h, 约52.33万元。

(3) 冬季用于供暖时, 可减少抽发电新蒸汽约1.3t/h, 每小时提高发电量约260k W·h, 按5个月计算, 增加效益46.8万元。

(4) 夏季除去洗浴外多余热量用于闪蒸发电, 按5个月计算, 年增加发电量约32.4万k W·h, 增加效益16.2万元。设备运行所需电量约为20k W·h, 费用为7.2万元, 因此全年收益约为108.13万元。

回转窑运行轴线的回转中心测量法 第5篇

关键词：回转窑,轴线,回转中心,粗大误差,最小二乘法

回转窑是对散状或浆状物料进行加热处理的一种回转圆筒形煅烧设备, 是建材、化工、冶金等行业的核心设备。回转窑运行状态的正常与否直接影响到整条生产线的运行效率及产品质量, 因而对其运行状态进行检测显得尤为重要[1]。

当回转窑运行轴线不直时, 会使筒体产生周期性弯曲和径向变形。筒体运转中受交变应力的作用, 带动窑内衬砖不断承受挤压和拉伸, 当达到一定限度时, 窑内衬砖就会松动、脱落, 而引发“红窑”事故。当回转窑在运行过程中轴线偏移超过±10 mm, 甚至超过±40 mm的时候, 会使得各部位受力不均, 各运动部件磨损加剧、寿命缩短, 从而引发掉砖红窑、托轮轴折断、轮带和托轮工作表面过早磨损等一系列机械故障, 甚至引起筒体断裂等重大事故[2]。因此, 需要通过检测回转窑运行轴线来掌握回转窑的运行状况, 当轴线偏移达到一定的程度时能及时做出调整, 避免带来巨大的经济损失。

1 回转窑运行轴线检测技术发展状况

回转窑运行轴线是指在冷态时筒体的中心线或热态时各档支承处筒体回转中心的连线[3]。根据测量点相对筒体的位置, 回转窑运行轴线检测方法分为内部测量法和外部测量法[4]。内部测量法是在窑体未运转的情况下, 通过测量回转窑各档处筒体内壁的中心从而得到回转窑的筒体中心线, 将该中心线认为是回转窑运行轴线。外部测量法与内部测定法原理相似, 但其是在筒体外部测定各档处回转中心。外部测量法能够对回转窑进行动态轴线测量, 且较内部测量法容易实现。内部测量法直接测量内壁的中心, 理论测量精度很高, 但必须停窑后才能进行测量, 而且测量数据的人为因素影响较大, 同时, 冷态下测得的结果与回转窑正常运转时的实际情况有很大差别, 因此, 该方法一般用于新窑的现场安装调试等情况。外部测量法是通过测量轮带、托轮直径、轮带与筒体间隙等相关尺寸间接计算回转窑运行轴线, 属于间接测量, 因此测量精度相对较低。

此外, Walter Gebhart提出了采用激光测量回转窑运行轴线的方法[5,6]。该方法是通过经纬仪和水准仪建立坐标系, 确定传感器支架在坐标系中的坐标, 然后使用半导体激光器测量传感器与筒体表面测点之间的位移, 通过支架坐标和传感器测得的结果求出3个测点的坐标, 最终得到该档处筒体中心。该测量方法直接对轮带两侧的筒体进行测量, 通过插值获得轮带处的筒体回转中心。但3个测点的其中一个测点选择筒体最下面区域作为一个测点位置, 该位置筒体的变形最大, 由此点测得的数据必然导致筒体中心在竖直方向存在偏差;同时, 半导体激光传感器受温度影响比较大, 而筒体表面温度比较高, 在散热不好并长时间运行的情况下, 测量传感器会损坏。考虑上述方法不足, 本文提出采用回转中心测量法来测量回转窑运行轴线。

2 回转中心测量法

如图1所示, 首先在回转窑外建立坐标系XYZ, 然后在窑同一截面S上3个合适的位置安装3个位移传感器, 位移传感器探头与筒体表面垂直。3个位移传感器探头的坐标分别为 (Xs1, Ys1、) (Xs2, Ys2) 和 (Xs3, Ys3) , 与水平方向的夹角分别为α、β和γ。传感器1、2和3测量的其到筒体表面的垂直距离分别为L1、L2和L3。

在截面S上, 回转窑在一个测量周期中, 各传感器对筒体进行N次测量, 3个传感器分别测得3组数据{L1j}、{L2j}和{L3j}, 其中, j表示第j次测量, j一般为大于3的自然数。则第i个测点第j次测量时传感器所对应 (筒体) 测点的坐标为

undefined

式中, i为传感器及其对应测点的编号;θ为传感器探头与水平正方向的夹角;xij, yij为第i个测点第j次测量时传感器对应测点的横坐标和纵坐标;xsi, ysi为第i个测点处传感器探头的横坐标和纵坐标。

根据3个传感器对应测点坐标 (x1j, y1j) , (x2j, y2j) 和 (x3j, y3j) , 则截面S上第j次测量时的瞬时回转中心坐标 (x0j, y0j) 表示为

undefined

设一个测量周期内截面S上的回转中心坐标集为{ (x0j, y0j) |j≥3, j∈N}, 可以使用最小二乘法拟合出这个周期内的回转中心坐标 (x0, y0) [7]。为了消除测量的过程中受振动和冲击等因素产生的粗大误差, 采用3σ准则[8]进行误差处理。在一个测量周期内, 回转中心坐标的标准差为

undefined

式中, undefined为第j个时刻回转中心坐标的残余误差, 而undefined为回转中心坐标的算数平均值。

当undefined或undefined时, 认为第j个时刻测量数据存在粗大误差, 应予以剔除。剔除后, 再根据3σ准则判断数据集中其它数据是否存在粗大误差, 直到undefined或undefined时停止判断, 然后对剩余的数据进行最小二乘法处理。

设拟合圆曲线方程为

undefined

式中, α=-2x0, β=-2y0, γ=xundefined+yundefined-R2, R为拟合圆半径。样本集{ (x0j, y0j) |j≥3, j∈N}中点 (x0j, y0j) 到圆心 (x0, y0) 的距离平方与半径平方之差为

undefined

令undefined为δj的平方和, 则

undefined

对undefined关于α, β, γ求偏导, 并令偏导等于0, 得到极值点, 比较所有极值点的函数值即可得到最小值, 最后计算得到圆心坐标为

undefined

其中

undefined

根据式 (7) 得到的圆心就是一个测量周期内截面S上的平均回转中心 (x0, y0) 。若该截面为轮带支承各档处, 把各回转中心相连就是回转窑的运行轴线。

3 测点位置选择

回转中心测量法测量窑运行轴线, 需要动态测量各支承处筒体回转中心。在回转窑轴向和径向上合理选择测点将有利于减少测量误差。

在各支承处, 筒体通过垫片和轮带连接, 依靠垫片和轮带的摩擦力带动轮带在托轮上旋转, 且一般轮带和筒体之间有间隙。轮带的回转中心和筒体的回转中心不同心, 因此, 要获得支承处 (轮带中性面) 筒体的回转中心, 只能在轮带两侧筒体表面各测量一次计算各自的回转中心, 然后对两回转中心进行线性插值, 即可获得各支承处的回转中心。考虑到窑的上下窜动量一般最大为20～40 mm, 因此测点轴向位置可以选择轮带两侧各50 mm筒体截面S1、S2上。

在径向上, 轮带两侧筒体的截面是不规则的, 既不是标准的圆也不是标准的椭圆。如图1所示, 筒体变形前理论截面为圆截面1, 其圆心为O, 变形后筒体截面为近似椭圆截面3, 在托轮支承处E、D处筒体内凹, 筒体最下端F处筒体外凸。根据文献[9]所述的筒体变形结果, 利用最小二乘法拟合的圆为2, 其圆心为O1。比较截面2和截面3可知, 在筒体下侧E-F-D的区域, 变形后的筒体截面和拟合的圆有较大的误差, 而在沿OF左右40°～50°的筒体外壁区域, 其和拟合圆的误差非常小。因此, 在OF (筒体理论垂直轴线) 一侧安装传感器1和2, 使传感器探头所对应的测点A、B的位置在40°～50°区域内且垂直于筒体表面, 在OF的另一侧安装传感器3, 使其和传感器1或2关于OF对称。由于筒体变形前的圆心和拟合圆的圆心不同心, 而在实际测试时并不知道拟合圆的圆心, 因此, 安装传感器时, 使其探头在变形前筒体的圆心与O测点A、B或C的连线上。由于O和O1的距离相对筒体半径可以忽略不计, 因此, 可以认为探头垂直筒体表面。这样, 在OF两侧40°～50°区域布置3个传感器就形成了3个测点。

4 结 语

针对现有回转窑运行轴线测量方法的不足, 提出了回转窑运行轴线的回转中心测量法。理论上, 该方法首先根据一个测量周期内某截面处的N次测量的3N个测量数据计算N个瞬时回转中心, 之后进行数据的误差处理, 进而根据最小二乘法拟合得到这N个瞬时回转中心的拟合回转中心。该回转中心是统计意义上的一个测量周期的截面的平均回转中心。测量时, 直接对各档处轮带两侧的筒体截面的回转中心进行测量, 通过插值获得各挡支承处的筒体回转中心;考虑到该处筒体变形, 在筒体理论垂直轴线两侧的40°～50°区域内布置传感器, 并使其中一对传感器关于OF对称, 这样可以有效地减少测量在垂直方向上的误差。把各挡处筒体的回转中心连线就是运行中的回转窑运行轴线。该测量方法考虑了回转窑偏心运动和筒体变形的影响, 具有测量简单、操作方便、测量精度高、不影响正常生产等特点。

参考文献

[1]姜煜林.水泥热工机械设备[M].武汉:武汉工业大学出版社, 1996.

[2]林宗寿.水泥“十万”个为什么⑥[M].武汉:武汉理工大学出版社, 2006.

[3]崔世谦.回转窑轴线动态测量技术的发展和应用[J].机械管理开发, 2003 (4) :65-66.

[4]牛永贺.动态测定回转窑窑体中心线方法研究[J].设备管理与维修, 2007 (8) :16-17.

[5]Walter Gebhart.Kiln Alignment Analysis an Overview ofthe Direct Method[C].IEEE Cement Industry TechnicalConference (Paper) , SaltLake City, 2000:379-393.

[6]Gebhart.Triple Laser Rotary Kiln Alignment System[P]U.S Patent:5491553, February 13, 1996.

[7]DotLive.最小二乘法拟合圆公式推导及VC实现[EB/OL].http://www.cnblogs.com/dotLive/archive/2009/02/14/524633.html, 2006-10-09/2009-02-27.

[8]费业泰.误差理论与数据处理[M].北京:机械工业出版社, 2005.

回转体内部自动焊接装置总体设计 第6篇

航行体内部特征 (如环形筋、纵向筋、横向筋等) 是整个航行体的关键部分, 其作用不可小觑, 如图1所示。该种零部件一般采用铸造成型、机加工、焊接方式成型, 但是对于尚处于样机开发阶段、壳体长径比 (L/D) 较大的零部件, 机加工及普通的焊接技术一般很难成型, 若采用铸造成型, 其制造成本太高, 效率低。结合上述情况, 本文提出采用自动焊接技术可实现该类型的回转体内部结构特征的成型, 将会提高成型效率和降低生产成本和劳动强度。该种技术具体的优点如下:1) 稳定和提高焊接质量.保证其均一性;2) 提高劳动生产率, 可以24 h连续生产:

3) 改善工人劳动条件;4) 降低对工人操作技术的要求;5) 可在极限条件下完成人工难以进行的焊接作业;6) 为焊接柔性生产线提供技术基础;7) 可降低样机的研制成本;8) 焊接过程中采用监控设备, 提高产品一次加工合格率。

1 国内外发展现状

适用于管道焊接的自动化方式可分为管内焊接和管外焊接两种, 到目前为止, 管内焊接主要用于石油管道焊接施工过程中组对管口, 完成根焊, 美国CRC公司、英国Noreast在20世纪60年代就率先研制出较成熟的自动化产品, 国内中石油天然气管道局特机所也研制出了PAW2000管道全位置自动焊机[1], 已经能够将该种技术应用于管道焊接, 焊接管线长度达到上千米。但是上述技术仅适用于大口径管道 (900 mm以上) , 对于航行体内部的特殊结构, 国内外尚未出现较成熟的技术, 针对这种情况, 主要本文提出一种面向回转体类零部件的智能自动焊接技术。

2 技术构成及工作原理

智能自动焊接技术, 涉及到的核心技术有自主任务规划技术、焊枪运动轨迹控制技术、焊接过程中的信息传感技术、焊接过程的知识建模、焊接过程质量控制以及自动化设备的集成和控制技术, 图2表示自动焊机智能化技术构成。

自主任务规划技术涉及到离线的焊接任务规划, 其中包含知识库和焊接专家系统;施焊前的机器视觉技术对焊接宏观环境的识别以避障, 焊接初始位置的识别以用于导引机器人焊枪接近初始焊位;焊接过程中对焊缝的精确识别以控制机器人焊枪实时对中焊缝, 即焊缝跟踪;对焊接动态过程的智能传感, 如焊接熔池变化特征的实时计算与信息反馈;根据焊接质量的要求、熔池的动态变化采用实时的智能控制策略, 即调节焊接工艺参数和机器人焊枪运动姿态, 控制适当的熔深、熔宽、表面高度以实现焊接成形的高质量。

如图3所示, 结合航行体壳体 (工件) 的结构特点, 该智能化自动焊接的结构由控制系统、送丝装置 (送丝盘、送丝器等) 、焊枪移动结构 (竖直、水平) 、监控系统、焊枪、弧长跟踪系统、焊枪角度调整机构、旋转机构等组成。焊接时需要设置散热机构, 更好地辅助自动焊接过程, 将焊接过程中过多的热量及时散出, 另外设置中心托架便于工件支撑和定位。

3 关键技术

1) 初始位置识别及导引。焊枪能否准确地进行焊位识别并导引, 是自动焊接技术的关键问题, 本文案采用视频监控系统对焊接过程中焊接位置信息进行采集处理, 并向相应的信息传递给中央控制器, 中央控制器对该信息进行处理并做出决策, 从而控制焊枪进行施焊。焊接机器人根据传感信息自动完成寻找初始焊接位置, 并自动导引焊枪端点移动到初始焊接位置, 开始焊接工作, 从而使焊接机器人具有更大的自主能力和智能化水平, 如图4所示。

2) 焊缝跟踪实时控制系统。由于加工、装配过程中存在的误差以及焊接过程中热变形等因素会影响焊接精度及质量, 因此要求自动焊机能够实时检测并实时调整焊接路径以及焊枪的姿态和与焊缝的位置, 从而保证焊接质量的可靠性和准确性如图5所示。

4 实现过程

实焊之前, 将焊接工件放置于预先放好的中心托架上, 固定好位置。将焊接的筋特征按照设计图纸摆放于工件内部指定位置并固定, 之后启动焊机进行相应工艺参数的设定, 规划焊枪的实施路径, 利用仿真模拟软件并进行事先模拟, 检查模拟过程是否可以达到预期效果。若决策可进行焊接, 操控焊机进行焊接, 焊接过程中需要根据工件特制相应的焊接工装, 将需要的焊接特征依次放置于壳体内部。

5 结语

本文针对回转体 (航行体壳体) 内部的特征成型困难问题, 进行实施方案的设计, 并对关键技术进行了分析和系统设计, 为同类型零部件加工提供参考。

摘要：介绍了国内外有关回转体零部件内部特征 (环形、纵向、横向) 的成型现状, 结合生产实际提出一种新型的成型方式, 为后续回转体类零件批产提供基础保障。

关键词：回转体,成型技术,环形特征,纵向特征

参考文献

[1]刘杨申.管道全位置自动内焊机的总体方案及机械系统研究[D].天津:天津大学, 2004.

[2]起重机设计手册编写组.起重机设计手册[M].北京:机械工业出版社, 1980.

[3]徐灏.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社, 2004.

[4]赵兴仁.机械设备安装工艺学[M].重庆:科学技术文献出版社重庆分社, 1985.

浅析回转窑筒体安装工艺 第7篇

回转窑是用于生产氧化球团的核心设备。通过窑头喷煤提高窑温。物料经过链箅机预热干燥后由窑尾进入倾斜放置的回转窑, 经过一定时间的氧化焙烧, 从窑头排入环冷机进行冷却。本文主要介绍回转窑筒体 (内径:6960mm, 长度:52000mm) 的组装, 主要有筒体的组对、吊装、焊接几部分。

2 筒体组对

筒体从生产厂家发货, 是分14段进行运输到安装现场的, 如下图, 所以首先要做的就是对筒体进行组对。主要从以下几方面进行的:

2.1 窑体地面组对

窑体地面组装共分5段, 在地面将1、2段筒体组对成Ⅰ段, 将3、4、5段筒体组对成Ⅱ段, 将6、7、8段筒体组对成Ⅲ段, 将9、10段筒体组对成Ⅳ段, 将11、12、13、14段筒体组对成Ⅴ段, 筒体在地面组对用200吨履带吊配合进行, 组装后用400吨履带吊进行移位和吊装。窑体组对需要在地面铺设组对平台, 组装时将小段窑体依次就位在组装托轮座, 调整对中后焊接成整体, 作为一个吊装段。窑体每段接口连接使用不少于16套拉紧螺栓进行连接, 拉紧螺栓选用M72*800, 螺纹为梯形螺纹。

2.2 窑体在线组对

窑体在线组对是将地面不再做组对的筒体吊装放在由临时钢支撑架上, 将每一段都连接上, 形成一个刚性整体, 再进行找正调整和焊接。窑体吊装就位时相邻两段要对准筒体的零位标记, 窑体每段接口连接使用不少于16套拉紧螺栓进行连接, 拉紧螺栓选用M72*800, 螺纹为梯形螺纹。

2.3 筒体组对调整

筒体组对调整采用“对口组件”, 如图所示, 对口组件包括拉紧螺栓、耳柄和斜楔块。在筒体吊装到位组对前, 要事先焊接好拉紧螺栓的螺母和调整耳柄, 将拉紧螺栓穿上拧紧好, 将调整耳柄调整螺栓紧固好。调整窑体时, 在误差比较大的位置, 利用松开部分拉紧螺栓, 用耳柄调整, 如调整量大, 可适当加一些斜楔块调整。筒体根据每一次测量的数据, 选择误差大的部位调整, 反复调整, 直至误差在允许范围内。对口时要求焊口中间留出1.5mm的间隙, 调整后, 各焊口处的连接螺栓要紧固均匀, 使整个窑体形成一个良好的刚性体。

2.4 窑体组对检验方法

窑体检测可采用两种方法, 地面组装时采用挂钢线法, 在线检测时由于距离太远所以采用激光经纬仪法。

2.4.1 可以在筒体内部挂设钢线, 测量弯曲度, 挂钢线测量方法如下:

(1) 沿筒体两端面顶端向下挂垂线, 确定上、下表面中心点并保证等分; (2) 沿圆周平分上下中心点, 且两端面平分点在同一母线上; (3) 在上、下及两侧表面确定的点处焊线架进行挂钢线。 (4) 测量钢线与窑体内壁的距离。测量时测量点设置在0~180°水平线上, 记录旋转一周的数值, 最大误差控制在设计要求的范围内。

2.4.2 利用激光经纬仪检测筒体组对及安装精度, 具体方法是:

在筒体内设置被测点, 即筒体的两端和各段焊口处。在各被测点处, 均设置一个圆孔 (该处的筒体中心) , 圆孔的尺寸分别为Φ45、Φ40、Φ35、Φ30、Φ25, 靠近经纬仪处设置最大圆孔, 以便能观察到后面的圆孔。激光经纬仪架在窑头中心处, 用经纬仪测试镜中的十字线对准筒体两端的圆孔。之后再测量各道焊口处的圆孔, 将仪器中的十字线分别投放到各个圆孔上, 然后测量该处十字线与中心的误差, 该误差即为筒体弯曲度的误差。

3 筒体吊装

3.1 吊车选择

窑体分5段上架, 吊装顺序为Ⅴ段2#轮带Ⅳ段Ⅲ段Ⅱ段1#轮带Ⅰ段, 最大吊装段的重量为155吨, 根据此重量和现场实际情况采用400吨履带吊进行吊装。

3.2 钢丝绳选用

根据钢丝绳选用计算公式:钢丝绳许用拉力S=G/ncosaP/K

S-钢丝绳许用拉力 (N) ;a-绳索各分支对铅垂面的夹角 (一般取300) ;G-设备重量 (N) ;n-绳索分支数;P-钢丝绳破断力 (N) ;K-安全系数, (取6) 。

选用6*37+1φ76抗拉强度1770Mpa的钢丝绳扣, 单根长度28米, 共两根。

各段吊装后将其落座在相应的两钢架的托轮座上和正式的托轮上。窑体每道焊口处及窑头、窑尾均要设立强度足够的临时支承钢架, 每道焊口处分别设置两组临时托轮, 以便调整时能够灵活转动。

3.3 吊装顺序

3.3.1 第Ⅴ段吊装:

第Ⅴ段组装重量 (含窑尾护口) 共计154.3t, 吊装使用400t履带吊, 12米工作半径, 起吊能力为159吨, 满足要求。吊装前将支架垫高100mm左右, 以满足二档轮带的套装工作, 待轮带吊装就位后用2台200吨千斤顶配合降至设计位置。

3.3.2 第Ⅲ、Ⅳ段吊装:

先吊装第Ⅳ段, 此段长度为7550mm, 重量为78.7t, 吊装就位后与第Ⅴ段使用对口组件等连接。第Ⅲ段长度为13150mm, 重量为104.6t, 吊装就位后与第Ⅳ段使用对口组件等连接。吊装使用400t履带吊, 12米工作半径, 起吊能力为159吨, 满足要求。

3.3.3 第Ⅱ段吊装:

第Ⅱ段长度为11300mm, 重量为150.8t, 吊装就位后一端放置在大支架上, 另一端放置在一档支撑边的支架上, 此时第Ⅱ段不与第Ⅲ段连接, 将头尾同时升高100mm左右, 以便一档轮带的套装, 待一档轮带套装就位后降至设计位置, 再与第Ⅲ段使用对口组件等连接。吊装使用400t履带吊, 12米工作半径, 起吊能力为159吨, 满足要求。

3.3.4 第Ⅰ段吊装:

第Ⅰ段长8250mm, 重量为86.6t, 吊装使用400t履带吊, 18米工作半径, 起吊能力为90吨, 满足要求。

4 焊接

4.1 焊前准备

保证焊接工作的连续性, 在每道焊口处, 都要搭设防雨棚, 用脚手杆和防水蓬布搭制而成。 (1) 在焊接前, 需对回转窑的各项要求进行最后检查, 各部误差尺寸应在要求之内, 并要有设备代表或现场监理人员的认可, 检查各道焊口间的连接螺栓, 紧固力要均匀, 以便能消除焊后变形。 (2) 在焊接前, 制造厂应提供窑体外壳等材料的质量证明书及检试验报告。 (3) 焊接前, 应根据实际施焊状况, 对筒体材质按《建筑钢结构焊接技术规程》 (JGJ81-2002、J218-2002) 之有关规定进行焊接工艺评定。以确定本工程中所采用的焊材、焊接方法、工艺参数等焊接工艺。 (4) 选用的焊条需有质量合格证, 且必须储存在干燥、通风良好的仓库内, 并由专人保管, 使用前必须按规定进行烘干, 烘干后存放在保温筒内随用随取。焊材的进货、领用、回收必须登记造册, 认真核对材质、规格、炉批号, 严格按规定要求发放。 (5) 焊工必须经考试合格并取得合格证书。持证焊工必须在考试合格项目及其认可范围内施焊。 (6) 为保证焊接质量, 焊前须对焊道及其两侧50mm范围进行彻底的打磨, 清除干净油污、锈蚀、泥土等杂物。 (7) 焊接材料的选用:根据现场实际情况选用手工焊接方法进行焊接。对应筒体焊接其焊条牌号选用E4315焊条, 规格ф4~ф5mm, 使用前必须按规定烘干350~400℃, 烘干时间2小时。自动焊可采用的焊接材料为, 焊丝H08E或H08Mn2SiA、焊剂HJ431。 (8) 定位焊时所采用的焊材应与焊接构件所用的正式焊条一致, 焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3, 焊缝长度不宜小于25mm, 定位焊位置应布置在焊道以内, 并由持合格证的焊工施焊。

4.2 焊接时

4.2.1 施焊前, 应熟悉施工图及工艺的要求, 并对装配质量和焊缝区域的处理情况进行检查, 并在焊前对焊道及其两侧50mm范围进行加温预热100~150℃, 如不符合要求, 应待修整合格后方可进行施焊。焊完后及时清除金属飞溅。并采取保温措施缓冷。

4.2.2 焊接时, 焊接规范要按标准执行。

4.2.3多层焊接应连续施焊, 并在每层焊完后及时清理焊渣, 如有缺陷用碳弧气刨清除彻底, 并用磨光机将渗碳层打磨干净后重焊。

4.2.4 严禁在焊缝以外的母材上打火引弧。

4.2.5 焊接时, 每道焊口应有两名焊工同时对焊, 所有现场焊接都应在垂直位置进行, 第一次应在外壳外侧焊上两个500mm的垂直焊缝, 移动90°, 第二次在外壳焊上两个500mm的垂直焊缝, 移动90°, 第三次焊上两个500mm的垂直焊缝, 最后移动90°, 第四次焊上两个500mm的垂直焊缝, 然后检查外壳的精度, 无误后, 再分八段进行立焊, 直到焊缝环接上为止。每个焊接的接头须用磨光机进行打磨, 以保证接头之间良好的熔合性, 焊接下一道焊缝时, 必须对上一道进行清根处理, 以便提高焊接质量。在焊接过程中, 每道焊接都应均布分段对称立焊, 并随时检测外壳的直线度。

当外侧全部焊接完后, 拆掉拉紧螺栓, 用磨光机对内坡口进行清根处理, 保证能够焊透。为减少变形, 须按照前面的要求分段进行立焊, 且在焊接过程中不得在筒体外壳上引弧, 焊接完毕, 焊工应及时清理焊缝表面的熔渣及飞溅物, 检查焊缝外观质量, 焊缝出现裂纹时, 焊工不得擅自处理, 应查清原因, 制定出合理的工艺后方可处理。同一部位的返修次数不宜超过两次。

4.3 焊接检查

焊接完后, 焊缝表面不得有裂纹、气孔、未熔合、未焊透等缺陷。

4.4 焊后窑体检查

待焊接完毕完全冷却后, 旋转筒体, 检查各项要求, 做好记录, 确认无误后, 松开各道焊口的拉紧螺栓, 再旋转筒体检查各项要求, 无误后, 拆掉筒体各点的临时支撑, 使其处于自由状态, 旋转筒体, 检查各项要求, 并做好最终记录。

焊缝表面应呈现平滑细鳞状, 宽度均匀整齐, 焊缝表面及热影响区不得有裂缝、弧度、火渣、气孔等缺陷, 焊缝咬边深度不得大于0.5mm, 咬边连续长度不得大于100mm, 焊缝咬边总长不得大于焊缝长度的10%, 筒体外部焊缝高度不得大于3mm, 筒体内部烧成带不得大于0.5mm, 其它段不得大于1.5mm, 焊缝最低点不得低于筒体表面, 并应饱满, 采用起声波探伤时, 每条焊缝均应检查, 探伤长度为该焊缝25%, 要求达JBH52的Ⅱ级, 超声波探伤发现的疑点必须用射线探伤检查确定, 采用射线探伤时达GB3323中的Ⅲ级, 焊缝交叉处必须重点检查。

5 结束语

上文所述就是筒体安装的整个过程。筒体安装是回转窑安装中较重要的一步, 必须重视, 认真按技术要求做好每一个细节, 才有可能保证安装过程的成功。

摘要：随着现代高炉炼铁技术的进步, 球团矿因其含铁品位高, 机械强度高, 渣量低, 还原性好等优点, 是一种广为接受的理想炼铁炉料。于是链篦机-回转窑法就应运而生了。它生产能力大, 可以使用多种铁矿和燃料, 控制较为灵活, 又能回收循环使用环冷机的热能。因此, 链篦机一回转窑法生产球团矿近年来在国内发展很快, 已经出现了年产量500万吨的生产线。文章主要是以大型球团生产线回转窑筒体安装为例, 阐述大型回转类筒体安装的一般方法, 供相关技术人员学习交流。

关键词：回转窑,筒体,吊装,焊接

参考文献

[1]杨祖孝.机械维护修理与安装[M].北京:冶金工业出版社, 2000.3.