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回转窑托轮挠度变化监测与故障诊断研究

发布时间:2021-11-04 02:48
  回转窑广泛应用于建材、冶金等行业,其中在水泥工业中应用最多。回转窑是水泥厂的核心设备,它主要由筒体、支承部件和传动部件组成。窑长期在高温、重载的恶劣环境下运转,经常发生筒体热弯曲变形和窑中心线偏移等故障。若不能及时发现这些窑的早期故障,将导致故障程度加深而发生窑停产事故,给企业带来巨大经济损失。目前,国内水泥厂缺乏对回转窑早期故障诊断的技术,还停留在故障严重时的事后检测阶段,不仅影响窑的正常生产,也不利于窑设备的维护。为此,本文以托轮为研究对象,对如何实时监测回转窑故障状态进行了理论研究,并在此基础上设计了一套在线监测系统,主要研究内容有:(1)通过对托轮进行受力分析,探讨了筒体弯曲变形和中心线偏移对托轮轴挠度变化的影响。指出托轮轴的挠度变化信号中包含了KS(Kiln Shell)谐波和KR(Kiln Roller)谐波,这两个波形的幅值可以反映前述的两种故障情况,通过对现场采集的托轮轴挠度变化信号进行FFT分析,发现其中确实存在这两个波形,验证了该理论分析的正确性以及通过监测托轮来反映回转窑运行状态的可行性。(2)为了准确提出回转窑的故障信息,通过仿真信号对比分析了三种方法的分解效果... 

【文章来源】:武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:93 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

回转窑托轮挠度变化监测与故障诊断研究


回转窑结构图

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2升高,严重时甚至会烧坏轴瓦。当筒体发生弯曲变形时,会产生交变应力,引起窑内部耐火砖因相互挤压而脱落,而发生“红窑”停产故障,严重影响窑设备的正常运转。(2)支承部件如图1-2所示,回转窑的支承部件主要由托轮和轮带组成[6]。目前,以3档支撑的回转窑最为常见。3档6个托轮支撑着窑体的全部重量,每档的两个托轮对称安装,呈60°分布,且托轮在轴线方向上与筒体中心线保持平行,即与筒体倾斜度相同。轮带活套在支承处筒体外部,且筒体表面安装有垫片,避免轮带与筒体直接接触,二者之间有一定的间隙。如果轮带间隙过大,轮带附近的筒体椭圆度变形会增大,从而加大垫片与轮带之间的摩擦[7]。由于每个托轮承受着整个窑(如5000吨)重量的1/6,其承受的载荷非常巨大,如果窑设备出现中心线偏移等故障时,个别托轮所承受的载荷会增大,严重时会导致该托轮轴瓦温度迅速升高,甚至30分钟就烧坏轴瓦,引发窑停产事故。图1-2回转窑支承部件结构图(3)传动部件见图1-3,回转窑的传动部件主要由小齿轮、大齿圈、主电机和减速箱等组成,其中大齿圈的运转状态尤为重要。当大齿圈径向跳动偏摆较大时,会引发窑体较大振动和窑墩的晃动,严重时会导致严重磨损甚至齿根断裂的停产事故。

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3图1-3回转窑传动部件结构图1.2课题研究背景及意义1.2.1课题研究背景建材工业是我国国民经济发展的重要基础产业,也是航天航空、新能源、新材料等产业发展的重要奠基石[8]。水泥工业在建材行业中占有重要地位,而回转窑是水泥厂的核心设备,其运行情况直接影响到水泥的产量[9]。一旦回转窑因故障停机,会给企业带来巨大的经济损失。以日产5000吨回转窑为例:目前水泥价格约为400元/吨,如果停窑1天会造成的产量损失高达200万元。目前,国内水泥厂以托轮轴瓦温度和现场实际经验,来综合评估回转窑的运行情况,但这无法准确掌握回转窑的故障情况。因此,如何方便准确地获取窑故障信息,确保回转窑的正常运转,具有重大工程应用以及科学研究价值。回转窑长期在恶劣的工况下运转,可能会出现一系列故障,严重时可能引发重大事故。目前,国内水泥厂大多是等到回转窑故障程度较深时,才请回转窑检测团队进行专业测量和调整维护,然而,这种事后检测的方式不利于回转窑的及时维护和长期稳定运行[10]。回转窑故障演变一般较为缓慢,如果只是在故障程度较深时才采取相应的维护措施,某些部件已经出了比较严重的损坏,会大大减少使用寿命,留下隐患。因此,有必要开展对回转窑运行状态在线实时监测研究,便于及时发现窑早期故障和作好相应维护措施,避免窑设备发生重大故障而引发突然性停产,保障回转窑的正常高效运行。1.2.2课题研究意义回转窑是典型的高温、重载、低速旋转的大型机械设备,在长期运转过程中,不可避免地发生机械磨损、热效应等,从而引发窑故障。目前,水泥厂对


本文编号:3474843

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