專(zhuān)利名稱(chēng)：用于回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)的便攜式檢測(cè)與信息優(yōu)化決策系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)系統(tǒng)，特別涉及一種用于回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)的便攜式檢測(cè)與信息優(yōu)化決策系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
回轉(zhuǎn)窯是水泥、冶金、化工等行業(yè)生產(chǎn)流程中的核心設(shè)備，通常重達(dá)千噸、長(zhǎng)過(guò)百米，支承組數(shù)2～9檔，是一種重載、超長(zhǎng)、多支點(diǎn)、靜不定運(yùn)行系統(tǒng)?；剞D(zhuǎn)窯運(yùn)行中由于支承組件的非均勻磨損、環(huán)境溫度的改變、基礎(chǔ)的不平衡沉陷、制造安裝誤差等原因，其運(yùn)行軸線發(fā)生偏移。據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，當(dāng)回轉(zhuǎn)窯筒體運(yùn)行軸線偏差達(dá)到±10mm時(shí)，支承彎矩和筒體應(yīng)力約增加3倍，托輪上的支承壓力增加1倍。因此，回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行軸線偏移，對(duì)其各部位受力和各部分機(jī)械磨損有重要影響，從而使設(shè)備零部件壽命急劇縮短，引發(fā)一系列機(jī)械故障和安全事故。這不但加大能源損耗、降低生產(chǎn)效率、增加維護(hù)成本，更為嚴(yán)重的問(wèn)題是導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)流程的中斷造成重大生產(chǎn)損失。冶金、水泥工業(yè)生產(chǎn)中的大中型回轉(zhuǎn)窯，一臺(tái)窯停產(chǎn)一天通常引起數(shù)十萬(wàn)元的生產(chǎn)損失，發(fā)生一次托輪斷軸事故，不僅需更換托輪的維修費(fèi)二十余萬(wàn)元，而且造成數(shù)百萬(wàn)元(甚至上千萬(wàn)元)的生產(chǎn)損失，一臺(tái)大型回轉(zhuǎn)窯每年由此便可造成幾千萬(wàn)元的損失?！爸灰蟾G轉(zhuǎn)，就有千千萬(wàn)”這就是對(duì)回轉(zhuǎn)窯安全生產(chǎn)重要程度的生動(dòng)描述。因此，保證回轉(zhuǎn)窯安全、高效地健康運(yùn)行，是相應(yīng)企業(yè)提高效率、保證質(zhì)量、降低成本、創(chuàng)造效益的重要途徑。
目前生產(chǎn)中對(duì)回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行的管理與維護(hù)，采用的是一種依靠經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)的管理與維護(hù)方式；對(duì)回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)整，是通過(guò)對(duì)窯的冷靜態(tài)軸線測(cè)量，結(jié)合一些經(jīng)驗(yàn)計(jì)算來(lái)進(jìn)行。存在著回轉(zhuǎn)窯實(shí)際運(yùn)行軸線狀態(tài)不明確、各檔托輪受力不清楚、軸向運(yùn)動(dòng)不易調(diào)控、運(yùn)行狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)無(wú)記錄、變化趨勢(shì)不了解的問(wèn)題。再者回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行中軸線將發(fā)生改變，運(yùn)行條件不斷惡化，到一定的程度需及時(shí)做出調(diào)整，由于不能準(zhǔn)確掌握其運(yùn)行軸線，也就不知道回轉(zhuǎn)窯何時(shí)該調(diào)整、如何最佳調(diào)整。因此，目前生產(chǎn)中盡管對(duì)回轉(zhuǎn)窯的管理與維護(hù)工作非常重視，但由于缺乏相應(yīng)的理論指導(dǎo)，未能弄清系統(tǒng)力學(xué)狀態(tài)、健康狀態(tài)與軸線的內(nèi)在關(guān)聯(lián)；對(duì)設(shè)備的故障預(yù)防、健康維護(hù)缺乏有效的技術(shù)保障，生產(chǎn)中機(jī)械故障和安全事故仍屢有發(fā)生，經(jīng)濟(jì)損失非常嚴(yán)重。因此，研制回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)的檢測(cè)與分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行的科學(xué)管理，是以回轉(zhuǎn)窯為生產(chǎn)核心的企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
對(duì)回轉(zhuǎn)窯軸線的檢測(cè)一直是回轉(zhuǎn)窯設(shè)備維護(hù)中最重要的工作內(nèi)容，對(duì)其軸線檢測(cè)技術(shù)的開(kāi)發(fā)也是多年的研究熱點(diǎn)。由于回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)度長(zhǎng)、支承組數(shù)多、筒體直徑大；處于高溫、多灰塵的惡劣工作環(huán)境；筒體表面本身存在較大的不圓度誤差和變形，實(shí)現(xiàn)對(duì)其運(yùn)行軸線在線檢測(cè)不易。八十年代初，國(guó)外停留在用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀、激光測(cè)靜態(tài)窯軸線的水平；八十年代末，開(kāi)始研究運(yùn)行軸線的動(dòng)態(tài)測(cè)量法。國(guó)外波蘭首創(chuàng)了滾圈位置測(cè)量法；丹麥FLS公司研制了激光滾圈測(cè)量法；德國(guó)伯利鳩斯(Polysius)公司開(kāi)發(fā)了一種可在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)條件下測(cè)定軸線的Polscan托輪位置測(cè)量系統(tǒng)；我國(guó)武漢工業(yè)大學(xué)張?jiān)蒲兄屏嘶剞D(zhuǎn)窯軸線參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)—“KAS”測(cè)量系統(tǒng)，它由3個(gè)位移傳感器、多路位移變送器、非接觸電磁位置傳感器、磁性起始器、微型計(jì)算機(jī)、滾圈和托輪周長(zhǎng)測(cè)量?jī)x、滾圈與筒體間隙測(cè)定儀、電子經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等組成。三個(gè)位移傳感器安裝在筒體水平直徑線和垂直直徑線上，同時(shí)對(duì)徑測(cè)量筒體表面位置，位置傳感器測(cè)出筒體的角位置。其中兩個(gè)水平傳感器信號(hào)計(jì)算筒體中心水平位置和平均半徑，垂直傳感器信號(hào)和已測(cè)出的滾圈直徑、滾圈與筒體的間隙一起計(jì)算出筒體中心垂直位置。上述各種檢測(cè)方法在不同程度上都存在著以下不足①測(cè)量裝置復(fù)雜、昂貴，測(cè)量操作繁瑣、易錯(cuò)，需要專(zhuān)業(yè)的操作人員；②高處安裝測(cè)量裝置，定位、安裝、固定困難，觀測(cè)誤差大，不便于快速檢測(cè)；③需要通過(guò)滾圈與筒體間隙來(lái)推算回轉(zhuǎn)中心位置，測(cè)量方法、系統(tǒng)誤差大；④測(cè)點(diǎn)不多時(shí)，不能消除滾圈、筒體不圓度引起的誤差；⑤測(cè)量精度不高，水平方向?yàn)椤?.5mm，垂直方向?yàn)椤?.5mm?；谶@些原因，限制了回轉(zhuǎn)窯的軸線檢測(cè)技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)的推廣應(yīng)用，也很少有企業(yè)能夠自行完成其運(yùn)行軸線的在線檢測(cè)，生產(chǎn)中普遍采用的還是靜態(tài)軸線檢測(cè)。而回轉(zhuǎn)窯軸線按冷靜態(tài)調(diào)整成直線，運(yùn)行中由于各檔溫升不同，運(yùn)行軸線恰恰不是直線，而且運(yùn)行中還不斷變化。因而實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行軸線的快速在線檢測(cè)，是回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)技術(shù)中亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
由于回轉(zhuǎn)窯載荷分布十分復(fù)雜；窯體在長(zhǎng)度方向上由于截面和溫度的差異引起抗彎剛度變化；各支承實(shí)際運(yùn)行中心還有偏差，采用常用的初等力學(xué)方法無(wú)法準(zhǔn)確求解，不能建立支承載荷分配與軸線變化的關(guān)系模型。所以即使掌握了回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)行軸線，也難以掌握回轉(zhuǎn)窯關(guān)鍵部件的力學(xué)狀態(tài)和壽命狀態(tài)。因此，傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為運(yùn)行軸線“直”，它的運(yùn)行狀態(tài)就最佳。目前對(duì)其軸線的調(diào)整總是希望將軸線偏差盡可能調(diào)小。然而由于這些載荷分布極不均勻，即使將軸線偏差調(diào)整為0時(shí)，各檔的支承載荷分配也不均衡；其次設(shè)備部件由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的差異、承載不同等因素，已受到的疲勞損傷和剩余壽命不一致，軸線偏差調(diào)整為0，即使能使支承載荷分配均勻也不合理；再者回轉(zhuǎn)窯屬大型的重要設(shè)備，根據(jù)規(guī)程對(duì)它的調(diào)整一次不能太大，軸線不可能完全調(diào)整為直線。所以，使用傳統(tǒng)的以中心來(lái)確定軸線偏差的調(diào)整方法存在很大盲目性的，它不能將設(shè)備調(diào)整到各關(guān)鍵部件在最佳狀態(tài)運(yùn)行下達(dá)到最長(zhǎng)使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述情況，本發(fā)明提供一種用于回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)的便攜式檢測(cè)與信息優(yōu)化決策系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行軸線的快速檢測(cè)，能自動(dòng)建立關(guān)鍵部件力學(xué)狀態(tài)、健康狀態(tài)、軸向運(yùn)動(dòng)調(diào)控參數(shù)與其軸線狀態(tài)的關(guān)系；從而通過(guò)軸線檢測(cè)及對(duì)軸線狀態(tài)的綜合管理與分析，來(lái)掌握設(shè)備的健康狀態(tài)，給出軸向運(yùn)動(dòng)調(diào)控的參數(shù)；通過(guò)優(yōu)化分析出設(shè)備健康運(yùn)行的軸線調(diào)整參數(shù)，達(dá)到實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備健康維護(hù)的目的。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，一種用于回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)的便攜式檢測(cè)與信息優(yōu)化決策系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括相互電連接的傳感器支承裝置、集成式信號(hào)采集裝置和便攜式計(jì)算機(jī)裝置。
為了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、性能穩(wěn)定、便于攜帶、使用方便，達(dá)到運(yùn)行軸線快速檢測(cè)和對(duì)回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行信息化管理的目的，其進(jìn)一步的措施是所述傳感器支承裝置包括固定在回轉(zhuǎn)窯各檔的定位支承座和移動(dòng)式支架。
所述移動(dòng)式支架包括安裝傳感器的套筒、磁力吸座和用于連接套筒與磁力吸座的連桿，該移動(dòng)式支架通過(guò)磁力吸座直接固定在所述各檔的定位支承座。
安裝在所述套筒上的傳感器，是設(shè)置在筒體下部?jī)蛇吜銘?yīng)變的徑向方向上且與鉛垂方向成15°±1’夾角并在垂直和水平方向可以調(diào)整。
所述集成式信號(hào)采集裝置設(shè)有兩個(gè)安裝在所述套筒上的傳感器為電渦流位移傳感器A，B，與該位移傳感器A，B匹配的前置器，顯示電渦流位移傳感器A，B電壓信號(hào)的數(shù)顯表頭以及供給所述電渦流位移傳感器的電源和用于信號(hào)采集的USB數(shù)據(jù)采集卡。
所述電渦流位移傳感器A，B還對(duì)應(yīng)設(shè)置一電渦流位移信號(hào)感應(yīng)鍵。
所述電渦流位移傳感器的電源包括可充鋰離子電池充電電路、直流-直流穩(wěn)壓電路。
所述便攜式計(jì)算機(jī)裝置包括連接于系統(tǒng)的筆記本電腦及其設(shè)置于筆記本電腦的可進(jìn)行檢測(cè)、分析和管理的功能模塊。
所述檢測(cè)、分析和管理的功能模塊適應(yīng)于2～9檔不同規(guī)格的回轉(zhuǎn)窯，并能建立各自獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)以應(yīng)用于不同的回轉(zhuǎn)窯。
所述檢測(cè)、分析和管理的功能模塊，該模塊分別為參數(shù)設(shè)置模塊、載荷分配建模模塊、支承調(diào)整計(jì)算模塊、軸線測(cè)量模塊、軸向運(yùn)動(dòng)調(diào)控模塊、軸線查詢(xún)模塊、支承力查詢(xún)模塊、壽命預(yù)測(cè)模塊、等載荷優(yōu)化模塊、等強(qiáng)度優(yōu)化模塊、等壽命優(yōu)化模塊和多目標(biāo)優(yōu)化模塊，其中所述參數(shù)設(shè)置模塊、支承調(diào)整計(jì)算模塊、軸線測(cè)量模塊與所述移動(dòng)式支架、集成式信號(hào)采集裝置相匹配實(shí)現(xiàn)對(duì)回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行軸線的檢測(cè)，由所述軸線查詢(xún)模塊顯示每次檢測(cè)到的軸線狀態(tài)，并根據(jù)回轉(zhuǎn)窯軸線偏差經(jīng)載荷分配建模模塊自動(dòng)建立起各回轉(zhuǎn)窯的托輪支承力與軸線偏差的計(jì)算公式從而計(jì)算出各檔托輪支承力，由所述支承力查詢(xún)模塊實(shí)時(shí)顯示各檔托輪支承力，再由壽命預(yù)測(cè)模塊計(jì)算各托輪剩余使用壽命；所述軸向運(yùn)動(dòng)調(diào)控模塊給出窯體軸向運(yùn)行時(shí)，各托輪表面摩擦系數(shù)值；所述各優(yōu)化模塊在軸線偏差調(diào)整范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯軸線調(diào)整的優(yōu)化決策。
本發(fā)明采用在回轉(zhuǎn)窯筒體下邊零應(yīng)變的徑向方向上安裝傳感器測(cè)量運(yùn)行軸線，結(jié)合集成式信號(hào)采集和便攜式計(jì)算機(jī)裝置，集軸線檢測(cè)、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)管理于一體的技術(shù)方案，克服了現(xiàn)有檢測(cè)方法存在測(cè)量裝置高處安裝困難，測(cè)量操作過(guò)程復(fù)雜，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)量系統(tǒng)誤差大，檢測(cè)精度不高的缺陷，并解決了存在于回轉(zhuǎn)窯實(shí)際運(yùn)行軸線狀態(tài)不明確、各檔托輪受力不清楚、軸向運(yùn)動(dòng)不易調(diào)控、運(yùn)行狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)無(wú)記錄、變化趨勢(shì)不了解和使用傳統(tǒng)的以中心來(lái)確定軸線偏差的調(diào)整方法的盲目性問(wèn)題。使本發(fā)明具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，自帶電源，重量輕，操作簡(jiǎn)單、使用方便。系統(tǒng)運(yùn)行軸線檢測(cè)快速，完成1臺(tái)窯軸線檢測(cè)和分析、處理不超過(guò)2人時(shí)；系統(tǒng)檢測(cè)精度高，垂直和水平方向的軸線檢測(cè)精度均優(yōu)于±1.5mm。適合于野外獨(dú)立作業(yè)，且人機(jī)界面友好，分析功能齊全，提供了載荷分配建模、軸線測(cè)量、軸線查詢(xún)、支承力查詢(xún)、軸向運(yùn)動(dòng)調(diào)控、壽命預(yù)測(cè)和調(diào)窯優(yōu)化等多項(xiàng)功能模塊。信息優(yōu)化決策可靠，整個(gè)系統(tǒng)工作性能穩(wěn)定，可進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)存儲(chǔ)和事后回放或在線、離線分析，是實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)和信息優(yōu)化決策的一種可靠、實(shí)用的工具。本發(fā)明還具有適合于高溫、多灰塵惡劣工作環(huán)境下的2～9檔不同規(guī)格的回轉(zhuǎn)窯的特點(diǎn)。應(yīng)用本發(fā)明可以很好地對(duì)回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行健康維護(hù)，從而保證回轉(zhuǎn)窯安全、高效健康運(yùn)行且運(yùn)轉(zhuǎn)率顯著提高。本發(fā)明可廣泛適用于化工、水泥、冶金等以回轉(zhuǎn)窯為核心生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè)。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架圖。
圖2是本發(fā)明的傳感器支承裝置安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的電渦流位移傳感器外形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明的集成式信號(hào)采集裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖3中的電渦流位移傳感器電源電路圖。
圖6是本發(fā)明的便攜式計(jì)算機(jī)裝置功能模塊流程圖。
圖7是本發(fā)明的便攜式計(jì)算機(jī)裝置功能模塊開(kāi)始界面示意圖。
圖8是本發(fā)明的便攜式計(jì)算機(jī)裝置功能模塊主界面示意圖。
圖9是本發(fā)明的便攜式計(jì)算機(jī)裝置功能模塊文件結(jié)構(gòu)庫(kù)圖。
圖10是圖8中的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11是圖10的軸線測(cè)量模塊流程圖。
圖12是圖11中的函數(shù)軸線計(jì)算流程圖。
圖13是圖12中的采樣值計(jì)算函數(shù)流程圖。
圖14是圖13中的波位置判斷函數(shù)流程圖。
圖15是圖13中的波中點(diǎn)位置判斷函數(shù)流程圖。
圖16是圖13中的波值計(jì)算函數(shù)流程圖。
圖17是圖10軸線測(cè)量模塊的部分源程序。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)附圖，一種用于回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)的便攜式檢測(cè)與信息優(yōu)化決策系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括由不得相互電連接的傳感器支承裝置1、集成式信號(hào)采集裝置2和便攜式計(jì)算機(jī)裝置3集成于一體，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架圖如附圖1所示。
附圖2所示的是本發(fā)明的傳感器支承裝置1安裝結(jié)構(gòu)示意圖，包括移動(dòng)式支架18、電渦流位移傳感器11和對(duì)應(yīng)的電渦流位移傳感器A，B11設(shè)置有電渦流位移信號(hào)感應(yīng)鍵16、定位支承座15。移動(dòng)式支架18由套筒12，連桿13，磁力吸座14組成，電渦流位移信號(hào)感應(yīng)鍵16為一長(zhǎng)方形的方鍵，方鍵長(zhǎng)度為傳感器11探頭直徑d的1.5倍以上，為便于安裝、調(diào)整，長(zhǎng)度一般選取為3倍d；寬度為傳感器11探頭直徑的1.6倍；電渦流位移信號(hào)感應(yīng)鍵16的高度根據(jù)被測(cè)筒體17的不圓度及傳感器的量程確定，并保證電渦流位移信號(hào)感應(yīng)鍵16以外部分的位移測(cè)量值超出傳感器11的線性測(cè)量范圍，安裝時(shí)，該電渦流位移信號(hào)感應(yīng)鍵16固定在回轉(zhuǎn)窯筒體表面17上，如圖2所示。磁力吸座14固定于連桿13上，移動(dòng)式支架18上的兩個(gè)套筒12與鉛垂方向成15°±1’夾角，套筒12位置在垂直和水平方向可調(diào)。移動(dòng)式支架18安裝時(shí)，將定位支承座15和移動(dòng)支架一起標(biāo)定，保證移動(dòng)式支架18在回轉(zhuǎn)窯各檔的相應(yīng)空間位置。標(biāo)定好后，固定定位支承座15，由磁力吸座14實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式支架18的快速定位與安裝。通過(guò)調(diào)整套筒12在垂直和水平方向的位置，以適用不同尺寸規(guī)格的要求，并保證電渦流位移傳感器11安裝在筒體下兩邊零應(yīng)變的徑向方向上，調(diào)整完畢后；固定套筒12于連桿13之上。電渦流位移傳感器11安裝時(shí)，通過(guò)調(diào)整電渦流位移信號(hào)感應(yīng)鍵16的測(cè)量信號(hào)值在傳感器量程的線性中點(diǎn)，調(diào)整完畢后，固定電渦流位移傳感器11于套筒12上。
附圖3所示的是本發(fā)明的電渦流位移傳感器11外形結(jié)構(gòu)示意圖，包括探頭，前端，連接光桿，螺紋桿。電渦流位移傳感器11探頭將位移信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，為了得到有效的采樣數(shù)據(jù)波形，電渦流位移傳感器11探頭表面直徑尺寸對(duì)應(yīng)電渦流位移信號(hào)感應(yīng)鍵16表面的面積有一定的要求；前端是連接探頭和其他部分的；連接光桿是需精加工的，其精度是電渦流位移傳感器11位置精度的關(guān)鍵；螺紋桿是電渦流位移傳感器11安裝、固定、調(diào)節(jié)的重要部分；尾端銑成四方便于擰動(dòng)螺母方便電渦流位移傳感器11的裝卸和調(diào)整。需要保證的位置精度要求有探頭連接端的端面與連接光桿中心的垂直度有要求，探頭的外徑與連接光桿中心的同軸度有要求；探頭連接端的連接面和連接光桿的定位面有表面粗糙度要求；對(duì)于尺寸精度則需要保證連接光桿的直徑與套筒的配合精度。
附圖4是本發(fā)明的集成式信號(hào)采集裝置結(jié)構(gòu)示意圖。由兩個(gè)大量程電渦流位移傳感器A，B11及其前置器A，B，數(shù)顯表頭、電渦流位移傳感器11電源和USB數(shù)據(jù)采集卡組成。電渦流位移傳感器探頭的線性量程可選擇范圍至少為20mm；數(shù)顯表頭工作的條件是工作電壓是+5V，顯示范圍是0～10V，顯示值與輸入值是1比1如輸入5V其顯示就是5.00V，表頭小數(shù)點(diǎn)位數(shù)任意設(shè)定；USB采集卡選用要求工作電壓為+5V，分辯率為＞12bit，采樣頻率＞100KHz。測(cè)量時(shí)，電渦流位移傳感器11安裝在移動(dòng)式支架18上如附圖2所示，感應(yīng)到的電壓信號(hào)經(jīng)前置器放大處理后，通過(guò)USB數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)由USB接口傳至計(jì)算機(jī)裝置3；同時(shí)，數(shù)顯表頭實(shí)時(shí)顯示電渦流位移傳感器11感應(yīng)到的電壓信號(hào)。電渦流位移傳感器11是由三節(jié)容量為1800mAH的可充電鋰離子電池組供電，保證電渦流位移傳感器11能夠在電池單獨(dú)供電的情況下工作兩小時(shí)以上。電源的電壓輸出波紋為±50mV，保證在電池電壓不斷下降的過(guò)程中，輸出電壓不變。
附圖5是本發(fā)明的電渦流位移傳感器11電源電路圖。該電渦流位移傳感器11電源電路圖，包括鋰離子電池充電電路、DC/DC穩(wěn)壓電路。附圖5中鋰離子充電電路采用了MAXIM公司生產(chǎn)的，可最多充三節(jié)鋰離子電池的專(zhuān)用芯片MAX1757，電路中利用MAX1757的CSSN引腳之間的外接電阻R8來(lái)檢測(cè)輸入電流，ISETIN引腳設(shè)置檢測(cè)門(mén)限，電池最大充電電流由ISETOUT引腳的電壓值確定，該電壓由連接在REF和GND之間的分壓電阻調(diào)節(jié)。當(dāng)ISETOUT引腳接REF時(shí)，電流為最大值(1.5A)，在本實(shí)施例中我們將ISETOUT引腳接至REF引腳，最大充電電流為1.5A。通過(guò)VADJ引腳的外接分壓電阻R6和R7用來(lái)調(diào)整電池充電終止電壓，R6和R7電阻精度應(yīng)在1％以上，阻值應(yīng)不超過(guò)100KΩ。電池節(jié)數(shù)由CELL引腳設(shè)置，CELL引腳接GND、浮空或接REF分別表示電池節(jié)數(shù)為1節(jié)、2節(jié)、3節(jié)，在這里CELL引腳浮空。電路設(shè)有定時(shí)器和溫度檢測(cè)器為電池充電提供附加保護(hù)，由于充電效率達(dá)不到100％，充電時(shí)間限定值應(yīng)留有余量。溫度檢測(cè)器應(yīng)接在THM和GND之間，應(yīng)靠近電池安裝，溫度檢測(cè)器可選擇具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，+25℃時(shí)阻值為10KΩ，Philips、Cornerstone傳感器公司、Fenwall電子公司均可提供適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品，MAX1757以1.2Hz的頻率檢測(cè)電池溫度，本實(shí)施例用一個(gè)10KΩ電阻接地。D12、C14和L3組成芯片內(nèi)部MOSFET管開(kāi)關(guān)作用后的慮波電路。在TIIMER1外接電容C17可設(shè)置預(yù)充、滿(mǎn)充和頂端截止充電過(guò)程的時(shí)間控制，在TIMER2上外接電容C18可設(shè)置快充時(shí)間控制。電源要求可以在對(duì)電池充電的同時(shí)向傳感器供電。在斷開(kāi)充電時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)為充電電池向電渦流位移傳感器11供電，該功能由充電電路中的兩個(gè)1N5817肖特基二極管D13、D14來(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)充電輸入時(shí)D14斷開(kāi)，當(dāng)充電斷開(kāi)時(shí)D14導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)了不間斷的功能，D13用來(lái)防止電池供電時(shí)電流回流。此外MAX1757帶有三個(gè)電池充電狀態(tài)指示輸出端FASTCHG、FULLCHG和FAULT，這些端口均為漏級(jí)開(kāi)路輸出，可用于驅(qū)動(dòng)LED。FASTCHG用于指示充電器處于快充狀態(tài)，為恒流充電模式；FULLCHG表示充電器已完成快充狀態(tài)(電池容量接近85％)而處于恒壓充電模式；FAULT則表示充電器檢測(cè)到充電故障，充電已經(jīng)終止，分別用三個(gè)指示燈選用φ3mmLED發(fā)光管顯示，故障的用紅色，其它用綠色，R9、R10、R11是限流電阻分別串接發(fā)光管。
三節(jié)鋰離子電池組在對(duì)電渦流位移傳感器11供電時(shí)同時(shí)需向數(shù)顯表頭供電，具體供電情況是傳感器工作電壓是±12V，數(shù)顯表頭的工作電壓是+5V。電池提供的電壓(即穩(wěn)壓電路的輸入電壓)在12.6～8.75V之間變化。附圖5中的直流-直流(DC/DC)穩(wěn)壓電路是采用直流-直流(DC/DC)穩(wěn)壓模塊，故電路相對(duì)簡(jiǎn)單電路中LED8是電源指示燈，電容C20、EC6是慮波電容用于減緩電流脈動(dòng)。
附圖1所示的便攜式計(jì)算機(jī)裝置3，該裝置3設(shè)有嵌入的各功能模塊，此各功能模塊是面向不同企業(yè)的不同回轉(zhuǎn)窯。為了使各功能模塊的適應(yīng)性更加突出，其設(shè)計(jì)包括整體結(jié)構(gòu)和流程設(shè)計(jì)。下面結(jié)合實(shí)施例和附圖作進(jìn)一步敘述附圖6所示的是本發(fā)明的便攜式計(jì)算機(jī)裝置功能模塊的結(jié)構(gòu)流程圖，敘述的功能模塊適應(yīng)2～9檔不同規(guī)格回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)行流程。以5檔支承的回轉(zhuǎn)窯為例，由開(kāi)始界面如附圖7所示進(jìn)入系統(tǒng)，在開(kāi)始界面中有選擇老窯或建立新窯的選項(xiàng)對(duì)話(huà)框選擇老窯，輸入回轉(zhuǎn)窯的支承檔數(shù)、選擇窯名，根據(jù)檔數(shù)、窯名進(jìn)入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝，并進(jìn)行新的運(yùn)行記錄時(shí)間輸入以便錄入本次軸線檢測(cè)的結(jié)果，隨后進(jìn)入便攜式計(jì)算機(jī)裝置各功能模塊主界面如附圖8所示。如果對(duì)某回轉(zhuǎn)窯是第1次應(yīng)用，便選擇建立新窯，建立該窯的數(shù)據(jù)檔案，輸入運(yùn)行記錄時(shí)間后，進(jìn)入到相應(yīng)檔數(shù)的功能模塊主界面如附圖8所示。
附圖9是本發(fā)明的便攜式計(jì)算機(jī)裝置功能模塊文件結(jié)構(gòu)庫(kù)圖，敘述的是回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)信息優(yōu)化決策系統(tǒng)文件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，包含系統(tǒng)程序庫(kù)文件夾，計(jì)算程序庫(kù)文件夾和總數(shù)據(jù)庫(kù)文件夾。系統(tǒng)程序庫(kù)文件夾下分別建有系統(tǒng)主程序子文件夾和2～9檔程序子文件夾，主程序是按功能模塊的結(jié)構(gòu)流程附圖6所示所編寫(xiě)，其源程序存儲(chǔ)在系統(tǒng)主程序庫(kù)文件夾里，2～9檔程序文件夾分別存儲(chǔ)2～9檔主界面及其各功能模塊的源程序；運(yùn)行時(shí)，各檔主界面分別由主程序調(diào)用。計(jì)算程序庫(kù)文件夾用于存儲(chǔ)計(jì)算程序，包括支承力計(jì)算程序、壽命預(yù)測(cè)程序、等載荷優(yōu)化程序、等壽命優(yōu)化程序、等強(qiáng)度優(yōu)化程序、多目標(biāo)優(yōu)化程序，該程序庫(kù)中的各計(jì)算程序供功能模塊主界面如附圖8所示的壽命預(yù)測(cè)、等載荷優(yōu)化、等壽命優(yōu)化、等強(qiáng)度優(yōu)化、多目標(biāo)優(yōu)化五項(xiàng)菜單分別調(diào)用?？倲?shù)據(jù)庫(kù)文件夾分別建有2～9檔數(shù)據(jù)庫(kù)子文件夾和中間數(shù)據(jù)庫(kù)子文件夾；各檔數(shù)據(jù)庫(kù)文件夾分別以2～9檔數(shù)據(jù)庫(kù)為文件名，如2檔數(shù)據(jù)庫(kù)、3檔數(shù)據(jù)庫(kù)、4檔…9檔數(shù)據(jù)庫(kù)，各檔數(shù)據(jù)庫(kù)文件夾用于存儲(chǔ)不同檔數(shù)回轉(zhuǎn)窯的數(shù)據(jù)文件，其數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)相同；各檔數(shù)據(jù)庫(kù)文件夾下又建有子文件夾，子文件夾以1號(hào)窯，2號(hào)窯，3號(hào)窯，依次類(lèi)推來(lái)命名，不同數(shù)號(hào)代表不同的回轉(zhuǎn)窯；各號(hào)窯文件夾中數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)相同，用于存儲(chǔ)回轉(zhuǎn)窯的基本參數(shù)、窯檢測(cè)數(shù)據(jù)、窯計(jì)算結(jié)果，所有參數(shù)、數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果以文件的形式存儲(chǔ)。程序運(yùn)行時(shí)，先啟動(dòng)主程序，由用戶(hù)選擇老窯或者建立新窯，根據(jù)選擇或建立的窯的檔數(shù)和窯名將相應(yīng)數(shù)據(jù)文件拷貝到中間數(shù)據(jù)庫(kù)文件夾下，然后調(diào)用相應(yīng)檔數(shù)的程序，5檔程序的功能模塊主界面如附圖8所示，主界面各菜單功能模塊是以中間數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)為中介進(jìn)行分析、管理。
附圖10是附圖8中的結(jié)構(gòu)示意圖。它是集軸線檢測(cè)、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)管理于一體，適合于2～9檔不同規(guī)格回轉(zhuǎn)窯的功能模塊。按其功能要求設(shè)計(jì)成12個(gè)模塊，分別為參數(shù)設(shè)置、載荷分配建模、支承調(diào)整計(jì)算、軸線測(cè)量、軸向運(yùn)動(dòng)調(diào)控、軸線查詢(xún)、支承力查詢(xún)、壽命預(yù)測(cè)、等載荷優(yōu)化、等強(qiáng)度優(yōu)化、等壽命優(yōu)化和多目標(biāo)優(yōu)化。另外，為便于使用者操作，還設(shè)有操作指南模塊。各功能模塊采用Dephi與MATLAB語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，五檔程序主界面如附圖8所示，按功能設(shè)計(jì)成下拉菜單。在主界面便可進(jìn)行12個(gè)功能模塊的操作，具體操作如下(1)參數(shù)設(shè)置模塊。該模塊包括傳感器參數(shù)、采樣參數(shù)、回轉(zhuǎn)窯基本參數(shù)和托輪及其托輪軸參數(shù)設(shè)置。傳感器參數(shù)設(shè)置指量程、標(biāo)定系數(shù)、探頭直徑等；采樣參數(shù)指采樣頻率、采樣長(zhǎng)度和采樣門(mén)檻值等；回轉(zhuǎn)窯基本參數(shù)包括筒體直徑、筒體轉(zhuǎn)速、筒體短節(jié)厚度、電渦流位移信號(hào)感應(yīng)鍵厚度及寬度、中心高度、滾圈直徑、疲勞極限、滾動(dòng)摩擦系數(shù)九項(xiàng)參數(shù)設(shè)置；托輪及其軸參數(shù)設(shè)置包括托輪軸直徑，托輪軸重量，托輪直徑，托輪重量，托輪長(zhǎng)度，支承跨度，應(yīng)力系數(shù)，尺寸系數(shù)，表面系數(shù)九項(xiàng)參數(shù)設(shè)置；其中電渦流位移傳感器參數(shù)，采樣參數(shù)和回轉(zhuǎn)窯基本參數(shù)項(xiàng)中的筒體直徑、筒體轉(zhuǎn)速、筒體短節(jié)厚度、電渦流位移信號(hào)感應(yīng)鍵厚度、電渦流位移信號(hào)感應(yīng)鍵寬度、中心高度、滾圈直徑是供軸線測(cè)量模塊調(diào)用?；剞D(zhuǎn)窯基本參數(shù)項(xiàng)中的疲勞極限、滾動(dòng)摩擦系數(shù)和托輪及其軸參數(shù)用于壽命預(yù)測(cè)。各參數(shù)的設(shè)置均由使用者在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)待測(cè)回轉(zhuǎn)窯的實(shí)際結(jié)構(gòu)和運(yùn)行情況輸入并保存到中間數(shù)據(jù)庫(kù)的窯的基本參數(shù)、窯的檢測(cè)數(shù)據(jù)文件中。操作時(shí)，點(diǎn)擊主界面菜單參數(shù)設(shè)置，彈出參數(shù)設(shè)置界面，根據(jù)相應(yīng)對(duì)話(huà)框選項(xiàng)輸入各參數(shù)數(shù)值，點(diǎn)擊確定按鈕完成數(shù)據(jù)保存后返回到功能模塊主界面。
(2)支承調(diào)整計(jì)算。操作時(shí)，點(diǎn)擊主界面菜單支承調(diào)整計(jì)算，運(yùn)行該模塊彈出參數(shù)設(shè)置界面，由用戶(hù)輸入窯的結(jié)構(gòu)參數(shù)，點(diǎn)擊計(jì)算按鈕便自動(dòng)計(jì)算出移動(dòng)式支架18套筒12在高度和寬度上的調(diào)整值，計(jì)算結(jié)果用于調(diào)整移動(dòng)式支架18套筒12的位置，保證電渦流位移傳感器11安裝在兩個(gè)15°零位移方向。
(3)軸線測(cè)量模塊。本實(shí)施例的軸線測(cè)量模塊流程圖如附圖11所示，其中軸線測(cè)量模塊的數(shù)據(jù)采集、判斷與計(jì)算程序編成相應(yīng)的函數(shù)，其中主要的函數(shù)結(jié)構(gòu)和流程設(shè)計(jì)如下①采樣函數(shù)，表示為cyhs，函數(shù)為空函數(shù)，不返回函數(shù)值，采樣結(jié)果儲(chǔ)存在全局?jǐn)?shù)組采樣值(cyz)中。
②軸線計(jì)算函數(shù)，函數(shù)字母表示為Zxjshs，函數(shù)返回值為F1、F2，用于判斷電渦流位移傳感器11A，B采樣的有效性。該函數(shù)流程圖如附圖12所示。調(diào)用該函數(shù)時(shí)，先顯示各傳感器、測(cè)量參數(shù)、采樣參數(shù)的設(shè)置界面，參數(shù)設(shè)置完畢后便調(diào)用該函數(shù)，該函數(shù)中需調(diào)用采樣值計(jì)算函數(shù)(Cyzjshs)。
③采樣值計(jì)算函數(shù)，字母表示為Cyzjshs，該函數(shù)在采樣完成后調(diào)用。函數(shù)返回值為傳感器檢測(cè)到的被測(cè)對(duì)象離傳感器探頭距離的平均值Cgqwyz[2]。該函數(shù)流程圖如附圖13所示，該函數(shù)需調(diào)用位置判斷函數(shù)(Wzpdhs)來(lái)確定采樣信號(hào)波形的起始值位置、中點(diǎn)判斷函數(shù)(Zdwzpdhs)用于判斷采樣信號(hào)波形的中點(diǎn)位置以便進(jìn)行波值計(jì)算、波值計(jì)算函數(shù)(Bzjshs)用來(lái)計(jì)算波值的大小。
④波位置判斷函數(shù)，字母表示為Bwzpdhs，函數(shù)為空函數(shù)，不返回函數(shù)值，函數(shù)流程圖如附圖14所示。在計(jì)算傳感器測(cè)量位移值時(shí)，調(diào)用該函數(shù)判斷信號(hào)波的位置，調(diào)用時(shí)需傳入采樣信號(hào)(cyz)。判斷的結(jié)果儲(chǔ)存在傳感器位移值數(shù)組(cgqwyz
)中作為中點(diǎn)位置判斷的起始點(diǎn)。
⑤波中點(diǎn)位置判斷函數(shù)，表示為Bzdwzpdhs(cyz)。該函數(shù)為整型函數(shù)，流程圖如附圖15所示。在計(jì)算傳感器測(cè)量的信號(hào)波大小時(shí)，調(diào)用該函數(shù)判斷信號(hào)波的中點(diǎn)位置，該點(diǎn)位置是作為波值計(jì)算的中點(diǎn)，調(diào)用時(shí)需傳入采樣信號(hào)(cyz)。當(dāng)沒(méi)有判斷到中點(diǎn)位置時(shí)，返回值為0；當(dāng)判斷到中點(diǎn)位置時(shí)，中點(diǎn)位置為函數(shù)返回值。
⑥波值計(jì)算函數(shù)，字母表示為Bzjshs(cyz)，函數(shù)為空函數(shù)，不返回函數(shù)值，函數(shù)流程圖如附圖16所示。在判斷出傳感器測(cè)量的信號(hào)波位置后，調(diào)用該函數(shù)計(jì)算各信號(hào)波值的大小，調(diào)用時(shí)需傳入采樣信號(hào)(cyz)，該函數(shù)計(jì)算3個(gè)波段，每個(gè)波段以中點(diǎn)位置為中心所采集到的21個(gè)點(diǎn)，然后返回到采樣值計(jì)算函數(shù)(Cyzjshs)取平均值。兩個(gè)電渦流位移傳感器A，B11測(cè)量信號(hào)的計(jì)算結(jié)果儲(chǔ)存在傳感器位移值數(shù)組(cgqwyz[2])中。該函數(shù)中需要調(diào)用波中點(diǎn)位置判斷函數(shù)(Bzxwzpdhs)。
操作時(shí)，點(diǎn)擊主界面菜單軸線測(cè)量，彈出顯示各傳感器、測(cè)量參數(shù)、采樣參數(shù)的參數(shù)設(shè)置界面，并從中間數(shù)據(jù)庫(kù)文件夾中的檢測(cè)參數(shù)文件中讀取數(shù)據(jù)顯示于界面，根據(jù)顯示結(jié)果由用戶(hù)選擇和修改并保存，啟動(dòng)采樣程序進(jìn)行數(shù)據(jù)采集同時(shí)彈出等待界面，采集完畢后保存采樣數(shù)據(jù)，基于采樣數(shù)據(jù)cyz，調(diào)用軸線計(jì)算函數(shù)Zxjshs便可計(jì)算出傳感器位移值cgqwyz[2]，將cgqwyz[2]分別賦給lA，lB，再根據(jù)式t＝1.932×(LB-LA+lA-lB)(1)h=(yB2+yA2)+(zB2+zA2)2(yB-yA)-zB-zAyB-yAt---(2)]]>
zA＝-(LA-lA)×sin15°(3)yA＝-(LA-lA)×cos15°(4)zB＝(LB-lB)×sin15° (5)yB＝(lB-LB)×cos15° (6)式中t、h為要測(cè)量的回轉(zhuǎn)窯中心的水平方向和垂直方向偏移量；LA、LB分別是電渦流位移傳感器A，B11探頭端面到回轉(zhuǎn)窯軸線中心的距離，由程序調(diào)入；已知LA、LB，lA，lB通過(guò)式(1)、式(2)(源代碼如附圖17所示)便可得出所測(cè)回轉(zhuǎn)窯檔位軸線偏差t、h并保存到中間數(shù)據(jù)庫(kù)文件夾下的軸線記錄文件中，供其它模塊調(diào)用。
其中軸線測(cè)量模塊與參數(shù)設(shè)置模塊、支承調(diào)整計(jì)算模塊與電渦流位移傳感器A，B11支承裝置1、集成式信號(hào)采集裝置2相匹配實(shí)現(xiàn)對(duì)回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行軸線檢測(cè)；其檢測(cè)結(jié)果由主界面中的兩個(gè)圖形分別實(shí)時(shí)顯示，顯示內(nèi)容包括回轉(zhuǎn)窯各檔支承位置和對(duì)應(yīng)于各檔位置的軸線水平方向偏差和垂直方向偏差；主界面兩圖中橫坐標(biāo)表示回轉(zhuǎn)窯各檔支承位置，縱坐標(biāo)分別表示各檔位置的水平方向偏差和垂直方向偏差。
(4)軸線查詢(xún)模塊。操作時(shí)，點(diǎn)擊主界面菜單軸線查詢(xún)，系統(tǒng)彈出參數(shù)選擇界面，由用戶(hù)選擇運(yùn)行時(shí)間段序號(hào)，根據(jù)時(shí)間段序號(hào)，該模塊自動(dòng)讀取中間數(shù)據(jù)庫(kù)文件夾下的軸線記錄文件中保存的軸線數(shù)據(jù)顯示于界面上，這樣用戶(hù)可方便對(duì)回轉(zhuǎn)窯以往檢測(cè)到的軸線記錄進(jìn)行查詢(xún)，以便掌握回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行狀態(tài)。
(5)載荷分配建模模塊。由于不同的回轉(zhuǎn)窯，其載荷分配線性公式不同。根據(jù)本項(xiàng)目研究人員在對(duì)變剛度梁變形問(wèn)題研究的基礎(chǔ)上，建立起一種復(fù)雜載荷下變剛度靜不定梁求解的通用模型和通用矩陣求出回轉(zhuǎn)窯托輪支承力計(jì)算的線性公式。操作時(shí)，點(diǎn)擊主界面菜單載荷分配建模，彈出參數(shù)選擇界面，由用戶(hù)根據(jù)界面提示選擇參數(shù)，程序自動(dòng)讀取中間數(shù)據(jù)庫(kù)文件夾下所保存的窯基本參數(shù)并顯示于界面，參數(shù)選擇完畢后，點(diǎn)擊計(jì)算按鈕，彈出計(jì)算等待界面，計(jì)算完畢后，彈出結(jié)果顯示界面，顯示內(nèi)容為支承力計(jì)算線性公式，并將計(jì)算結(jié)果保存到中間數(shù)據(jù)庫(kù)文件夾下的窯計(jì)算結(jié)果文件中。
(6)支承力查詢(xún)模塊。該模塊可根據(jù)前面介紹的載荷分配建模模塊得出的支承力計(jì)算的線性公式由窯的軸線狀態(tài)計(jì)算出各個(gè)托輪的受力情況，作為判斷回轉(zhuǎn)窯機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)的依據(jù)。操作時(shí)，點(diǎn)擊主界面菜單支承力查詢(xún)，彈出參數(shù)選擇界面，由用戶(hù)選擇某一軸線狀態(tài)后，程序根據(jù)線性公式計(jì)算出該軸線狀態(tài)下各個(gè)托輪的受力情況，并將結(jié)果直觀的由圖形顯示出來(lái)。
(7)壽命預(yù)測(cè)模塊。根據(jù)研究得出托輪的疲勞應(yīng)力、疲勞損傷、剩余疲勞壽命與軸線偏差的函數(shù)關(guān)系，由每次檢測(cè)得到回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行時(shí)各檔托輪軸線水平偏差和垂直偏差，便可計(jì)算出本次軸線記錄時(shí)各檔托輪剩余壽命。從而根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果合理安排窯的維護(hù)與檢修，減少事故隱患和不可預(yù)見(jiàn)停窯危險(xiǎn)，有效提高回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率。操作時(shí)，點(diǎn)擊主界面菜單壽命預(yù)測(cè)，彈出參數(shù)設(shè)置界面，輸入各檔托輪軸線記錄序號(hào)，程序根據(jù)軸線記錄序號(hào)讀取中間數(shù)據(jù)庫(kù)文件夾下的窯的基本參數(shù)顯示于界面，運(yùn)行計(jì)算程序后得出結(jié)果，并將結(jié)果顯示于界面。
(8)軸向運(yùn)動(dòng)調(diào)控模塊。在摩擦系數(shù)的可調(diào)控范圍內(nèi)，為滿(mǎn)足回轉(zhuǎn)窯窯體軸向上下運(yùn)動(dòng)的速度要求，要合理調(diào)整托輪歪斜量。操作時(shí)，點(diǎn)擊主界面菜單軸向運(yùn)動(dòng)調(diào)控，彈出參數(shù)設(shè)置，參數(shù)設(shè)置完畢，點(diǎn)擊計(jì)算按鈕，計(jì)算結(jié)束后顯示結(jié)果，顯示結(jié)果為回轉(zhuǎn)窯各托輪表面摩擦系數(shù)值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)回轉(zhuǎn)窯上行下滑的運(yùn)動(dòng)調(diào)控。
(9)調(diào)窯優(yōu)化。是從軸線調(diào)整出發(fā)，以軸線偏差調(diào)整量為優(yōu)化變量，各托輪支承力的最大值最小，各主體部件(托輪軸、托輪和滾圈)疲勞強(qiáng)度的最小值最大，各主體部件剩余疲勞壽命的最小值最大為目標(biāo)函數(shù)，建立優(yōu)化模型。系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)了等載荷、等強(qiáng)度、等壽命為單目標(biāo)優(yōu)化模塊，以等載荷、托輪軸等強(qiáng)度和等壽命為綜合優(yōu)化目標(biāo)的多目標(biāo)調(diào)窯優(yōu)化模塊。通過(guò)各優(yōu)化模塊計(jì)算并給出最佳的調(diào)窯的參數(shù)，指導(dǎo)窯體調(diào)整，提高回轉(zhuǎn)窯的使用壽命及運(yùn)轉(zhuǎn)率。操作時(shí)，點(diǎn)擊主界面各優(yōu)化菜單，彈出參數(shù)設(shè)置界面，參數(shù)設(shè)置完畢后，點(diǎn)擊計(jì)算按鈕，調(diào)用計(jì)算程序庫(kù)文件夾下相對(duì)應(yīng)的優(yōu)化程序進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)彈出等待界面，運(yùn)算結(jié)束后，其結(jié)果顯示于界面。
此外，系統(tǒng)設(shè)有操作指南選項(xiàng)，其內(nèi)容包括操作、使用說(shuō)明和所需注意事項(xiàng)；系統(tǒng)退出時(shí)，程序自動(dòng)將中間數(shù)據(jù)庫(kù)的所有數(shù)據(jù)文件拷貝到相應(yīng)檔數(shù)和號(hào)數(shù)的文件夾中保存起來(lái)。
以上僅僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的上述構(gòu)思，本領(lǐng)域的熟練人員還可對(duì)此作出各種修改和變換。例如，上述安裝在套筒上的電渦流位移傳感器安裝角度和量程范圍的選擇，電渦流位移信號(hào)感應(yīng)鍵的參數(shù)設(shè)置以及開(kāi)發(fā)各功能模塊所用程序語(yǔ)言和各功能模塊所用的匹配方式等等。然而，類(lèi)似的這種變換和修改均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)的便攜式檢測(cè)與信息優(yōu)化決策系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括相互電連接的傳感器支承裝置(1)、集成式信號(hào)采集裝置(2)和便攜式計(jì)算機(jī)裝置(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)的便攜式檢測(cè)與信息優(yōu)化決策系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器支承裝置(1)包括固定在回轉(zhuǎn)窯各檔的定位支承座(15)和移動(dòng)式支架(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)的便攜式檢測(cè)與信息優(yōu)化決策系統(tǒng)，其特征在于所述移動(dòng)式支架(18)包括安裝傳感器(11)的套筒(12)、磁力吸座(14)和用于連接套筒與磁力吸座的連桿(13)，該移動(dòng)式支架(18)通過(guò)磁力吸座(14)直接固定在所述各檔的定位支承座(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)的便攜式檢測(cè)與信息優(yōu)化決策系統(tǒng)，其特征在于安裝在所述套筒(12)上的傳感器(11)，是設(shè)置在筒體(17)下部?jī)蛇吜銘?yīng)變的徑向方向上且與鉛垂方向成15°±1’夾角并在垂直和水平方向可以調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)的便攜式檢測(cè)與信息優(yōu)化決策系統(tǒng)，其特征在于所述集成式信號(hào)采集裝置設(shè)有兩個(gè)安裝在所述套筒(12)上的傳感器(11)為電渦流位移傳感器A，B(11)，與該位移傳感器A，B(11)匹配的前置器，顯示電渦流位移傳感器A，B(11)電壓信號(hào)的數(shù)顯表頭以及供給所述電渦流位移傳感器(11)的電源和用于信號(hào)采集的USB數(shù)據(jù)采集卡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)的便攜式檢測(cè)與信息優(yōu)化決策系統(tǒng)，其特征在于所述電渦流位移傳感器A，B(11)還對(duì)應(yīng)設(shè)置一電渦流位移信號(hào)感應(yīng)鍵(16)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)的便攜式檢測(cè)與信息優(yōu)化決策系統(tǒng)，其特征在于所述電渦流位移傳感器(11)的電源包括可充鋰離子電池充電電路、直流-直流穩(wěn)壓電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)的便攜式檢測(cè)與信息優(yōu)化決策系統(tǒng)，其特征在于所述便攜式計(jì)算機(jī)裝置(3)包括連接于系統(tǒng)的筆記本電腦及其設(shè)置于筆記本電腦的可進(jìn)行檢測(cè)、分析和管理的功能模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)的便攜式檢測(cè)與信息優(yōu)化決策系統(tǒng)，其特征在于所述檢測(cè)、分析和管理的功能模塊適應(yīng)于2～9檔不同規(guī)格的回轉(zhuǎn)窯，并能建立各自獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)以應(yīng)用于不同的回轉(zhuǎn)窯。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)的便攜式檢測(cè)與信息優(yōu)化決策系統(tǒng)，其特征在于所述檢測(cè)、分析和管理的功能模塊，該模塊分別為參數(shù)設(shè)置模塊、載荷分配建模模塊、支承調(diào)整計(jì)算模塊、軸線測(cè)量模塊、軸向運(yùn)動(dòng)調(diào)控模塊、軸線查詢(xún)模塊、支承力查詢(xún)模塊、壽命預(yù)測(cè)模塊、等載荷優(yōu)化模塊、等強(qiáng)度優(yōu)化模塊、等壽命優(yōu)化模塊和多目標(biāo)優(yōu)化模塊，其中所述參數(shù)設(shè)置模塊、支承調(diào)整計(jì)算模塊、軸線測(cè)量模塊與所述移動(dòng)式支架、集成式信號(hào)采集裝置相匹配實(shí)現(xiàn)對(duì)回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行軸線的檢測(cè)，由所述軸線查詢(xún)模塊顯示每次檢測(cè)到的軸線狀態(tài)，并根據(jù)回轉(zhuǎn)窯軸線偏差經(jīng)載荷分配建模模塊自動(dòng)建立起各回轉(zhuǎn)窯的托輪支承力與軸線偏差的計(jì)算公式從而計(jì)算出各檔托輪支承力，由所述支承力查詢(xún)模塊實(shí)時(shí)顯示各檔托輪支承力，再由壽命預(yù)測(cè)模塊計(jì)算各托輪剩余使用壽命；所述軸向運(yùn)動(dòng)調(diào)控模塊給出窯體軸向運(yùn)行時(shí)，各托輪表面摩擦系數(shù)值；所述各優(yōu)化模塊在軸線偏差調(diào)整范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯軸線調(diào)整的優(yōu)化決策。
全文摘要
一種用于回轉(zhuǎn)窯健康維護(hù)的便攜式檢測(cè)與信息優(yōu)化決策系統(tǒng)，系統(tǒng)集檢測(cè)、分析、管理和調(diào)窯優(yōu)化決策于一體，由傳感器支承裝置、集成式信號(hào)采集裝置和便攜式計(jì)算機(jī)裝置組成。系統(tǒng)適應(yīng)于2～9檔不同規(guī)格的回轉(zhuǎn)窯，硬件結(jié)構(gòu)緊湊、自帶電源，重量輕；人機(jī)界面友好、操作使用方便，具備多項(xiàng)功能模塊；工作性能穩(wěn)定，可靠性高，適于回轉(zhuǎn)窯高溫、多灰塵的惡劣工作環(huán)境。應(yīng)用本發(fā)明可以很好地對(duì)回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行健康維護(hù)，從而保證回轉(zhuǎn)窯安全、高效健康運(yùn)行且運(yùn)轉(zhuǎn)率顯著提高。使用該系統(tǒng)，完成1臺(tái)窯軸線檢測(cè)和分析、處理不超過(guò)2人時(shí)；垂直和水平方向的軸線檢測(cè)精度均優(yōu)于±1.5mm；本發(fā)明可廣泛適用于化工、水泥、冶金等以回轉(zhuǎn)窯為核心生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè)。
文檔編號(hào)F27B7/20GK1645025SQ20041004709
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2004年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月24日
發(fā)明者李學(xué)軍, 毛鵬飛, 陽(yáng)小燕 申請(qǐng)人:湖南科技大學(xué)