Способ "горячей выверки" положения оси вращающейся печи Российский патент 2018 года по МПК F27B7/42 

Изобретение относится к областям производства различных материалов с использованием вращающихся обжиговых печей, например, в цементной, металлургической, химической промышленности, и предназначено для выверки вращающихся печей во время эксплуатации.

Известен метод проверки положения оси вращения обжиговой печи методом Оргпроектцемента (Дроздов Н.Е. Эксплуатация, ремонт и испытание оборудования предприятий строительных материалов, изделий и конструкций: Учебник для вузов. - М.: Высш. школа, 1979, 231 с.). Метод заключается в проверке положения геометрической оси корпуса вращающейся печи в проекции на вертикальную и на горизонтальную плоскости. Выверка положения геометрической оси вращения печи в проекции на вертикальную плоскость производится с помощью нивелира, устанавливаемого на корпус печи в середине пролета между бандажами, и рейки с миллиметровыми делениями, устанавливаемой на верхних точках смежных бандажей. При проверке положения геометрической оси вращающейся печи в проекции на горизонтальную плоскость определяются, с помощью мерительного инструмента, расстояния между центрами торцов осей каждой пары опорных роликов с горячего и холодного концов печи и расстояния от центров роликов с обеих сторон печи до визирной линии теодолита, вынесенной параллельно оси вращения печи. Недостатком метода является недостаточная точность вследствие того, что выверка производится на неработающей печи и не учитываются динамические и температурные деформации элементов печи, возникающие в процессе ее работы.

Также известен метод проверки положения геометрической оси вращающейся печи, разработанный Львовским политехническим институтом (Дроздов Н.Е.. Эксплуатация, ремонт и испытание оборудования предприятий строительных материалов, изделий и конструкций: Учебник для вузов. - М.: Высш. школа, 1979, с. 231-233). Этот метод принят за прототип. Метод заключается в равнозначном смещении геометрических центров бандажей за пределы корпуса печи с последующей проверкой расположения этих смещенных центров. При этом исходными данными являются измеренные с помощью приборов радиусы бандажей и диаметральные зазоры между внутренней поверхностью бандажа и наружной поверхностью подбандажной прокладки в верхнем положении. Во время выверки инструмент с визирной трубой укрепляют на одном базовом бандаже, а один из инструментов с мишенью - на другом базовом бандаже печи. По смещению сетки нитей визирной трубы от центра мишени определяют наличие искривление оси корпуса печи. Недостатком метода также является его недостаточная точность вследствие неучета динамических деформаций конструкции печи при ее вращении.

Задачей изобретения является повышение точности определения положения оси вращающейся обжиговой печи.

Указанная задача решается за счет того, что по предлагаемому способу фиксируют две вспомогательные линии А₁-А₂ и В₁-В₂ по обе стороны от печи на расстоянии от ее корпуса, измеряют расстояние L между упомянутыми линиями, осуществляют цикл измерений, согласно которому на первой опоре печи устанавливают измерительное устройство, содержащее нивелирную рейку, оборудованную отсчетным оптическим устройством, и направляющую, закрепленную двумя держателями на нивелирной рейке, при этом на направляющей установлены две подвижные каретки, соединенные между собой регулировочным винтом, к боковой стенке одной каретки прикреплена рама, в которой установлены уровневый прибор вертикального проектирования, а также два взаимно перпендикулярных индикатора уровня и подвижное зеркало, причем к боковой стенке второй каретки прикреплены указатель и рамка с индикатором часового типа для определения расстояния от образующей бандажа печи до шкалы нивелирной рейки, причем измерительный стержень индикатора часового типа опирается на опорную площадку рамы, а вне фундамента печи устанавливают точный прибор вертикального проектирования так, чтобы его целевая ось падала на миллиметровую шкалу отсчетного оптического устройства, а затем выровненную нивелирную рейку устанавливают перпендикулярно образующей первого бандажа печи, после чего целевую ось уровневого прибора вертикального проектирования направляют на образующую первого бандажа печи и во время движения печи проводят цикл измерений, для чего одновременно считывают значения f_i на индикаторе часового типа, значения t_i на миллиметровой шкале отсчетного оптического устройства и значения k_i на нивелирной рейке, после чего упомянутый цикл измерений повторяют с другой стороны печи относительно соответствующей образующей первого бандажа и второй вспомогательной линией В₁-В₂, рассчитывают расстояние c_i между образующей первого бандажа печи и первой вспомогательной прямой А₁-А₂, рассчитывают расстояние c_i1 между образующей первого бандажа печи и второй вспомогательной линией В₁-В₂, после чего рассчитывают диаметр бандажа D_i и координату y_i оси вращения печи для первого бандажа печи по формулам

D_i=L-c_i-c_i1, (мм),

y_i=(L+c_i-c_i1)/2, (мм),

а затем упомянутый цикл измерений поочередно выполняют для всех остальных бандажей печи.

При установке вне фундамента печи прибора вертикального проектирования его целевая ось может быть совмещена с вспомогательной прямой А₁-А₂ и расстояние c_i между образующей первого бандажа печи и первой вспомогательной прямой А₁-А₂ может быть рассчитано по формуле

c_i=f_i+k_i+t_i, (мм),

где f_i - показания индикатора часового типа;

k_i - показания на шкале нивелирной рейки;

t_i - показания на миллиметровой шкале отсчетного оптического устройства.

При осуществлении способа могут быть определены координаты положения оси вращения печи в вертикальной плоскости, для чего выбирают высотный репер, служащий опорной точкой при нивелировке, после чего измерительное устройство устанавливают поочередно около каждого бандажа печи в вертикальном положении и после выравнивания с помощью индикаторов уровня измерительное устройство направляют на нижний край бандажа по касательной к его самой нижней точке, после чего во время движения печи на нивелирной рейке считывают показания m_i указателя, закрепленного на боковой стенке второй каретки измерительного устройства, а также показания f_i индикатора часового типа, после чего могут быть рассчитаны координаты z_i положения оси вращения печи в вертикальной плоскости, проходящей через бандажи печи, по формуле

z_i=h_i+m_i+f_i+(D_i cosβ)/2, (мм),

где h_i - отметка высотного репера, показывающая высоту его расположения;

m_i - показания указателя, закрепленного на боковой стенке второй каретки измерительного устройства;

f_i - показания индикатора часового типа;

β - угол наклона оси печи в вертикальной плоскости.

Сущность изобретения поясняется с помощью чертежей: фиг. 1 - схема вращающейся печи (вид сверху); фиг. 2 - вертикальное сечение бандажа печи и опорных роликов и схема размещения измерительного устройства; фиг. 3 - схема расположения измерительного устройства при измерении координат нижней точки бандажа печи; фиг. 4 - измерительное устройство (вид спереди); фиг. 5 - измерительное устройство (вид сверху); фиг. 6 - измерительное устройство (сечение А-А); фиг. 7 - измерительное устройство (сечение Б-Б).

Способ согласно изобретению реализуется следующим образом. По обе стороны печи на некотором удалении от ее корпуса фиксируют две вспомогательные линии A₁-А₂ и В₁-В₂ и измеряют расстояние L между ними (фиг. 1). На первой опоре печи устанавливают на штативе измерительное устройство 2, содержащее нивелирную рейку 1, оборудованную отсчетным оптическим устройством 3 (фиг. 2). На втором штативе, вне фундамента печи, устанавливают точный прибор вертикального проектирования 4 таким образом, чтобы его целевая ось падала на миллиметровую шкалу отсчетного оптического устройства 3 (фиг. 2). При помощи уровневого прибора вертикального проектирования нивелирную рейку 1 устанавливают перпендикулярно к образующей первого бандажа печи, после чего подвижные каретки измерительного устройства перемещают относительно нивелирной рейки до такого положения, чтобы целевая ось уровневого прибора вертикального проектирования перекрылась с образующей первого бандажа. Проводят цикл измерений, для чего во время движения печи одновременно считывают значения f_i на индикаторе часового типа 11 измерительного устройства 2, значения t_i на миллиметровой шкале отсчетного оптического устройства 3 и значения k_i на нивелирной рейке 1 по указателю 12 измерительного устройства (фиг. 2, 4).

Затем рассчитывают расстояние c_i между образующей первого бандажа печи и первой вспомогательной прямой А₁-А₂ по формуле

c_i=f_i+k_i+t_i, (мм),

где f_i - показания индикатора часового типа;

k_i - показания на шкале нивелирной рейки;

t_i - показания на миллиметровой шкале отсчетного оптического устройства.

Описанные измерения и расчеты повторяют с другой стороны печи относительно образующей первого бандажа и второй вспомогательной прямой В₁-В₂ и определяют размер c_i1. Затем рассчитывают диаметр D_i первого бандажа и координату у; оси печи в исследуемом сечении по формулам

D_i=L-c_i-c_i1;

y_i=(L+c_i-c_i1)/2.

Затем упомянутый цикл измерений и расчетов поочередно выполняют для всех остальных бандажей печи и определяют координаты y_i оси печи в соответствующих сечениях.

Координаты положения оси вращения печи в вертикальной плоскости определяют следующим образом (фиг. 3). Выбирают высотный репер, служащий опорной точкой при нивелировке, после чего измерительное устройство устанавливают поочередно около каждого бандажа печи в вертикальном положении и после выравнивания измерительного устройства с помощью индикаторов уровня 13 и 14 уровневый прибор вертикального проектирования 9 направляют на нижний край бандажа по касательной к его самой нижней точке, и во время движения печи на нивелирной рейке считывают показания m_i указателя 12, закрепленного на боковой стенке второй каретки измерительного устройства, а также показания f_i индикатора часового типа 11, после чего рассчитывают координаты z_i положения оси вращения печи в вертикальных плоскостях, проходящих через бандажи печи, по формуле

z_i=h_i+m_i+f_i+(D_icosβ)/2,

где h_i - отметка высотного репера, показывающая высоту его расположения;

m_i - показания указателя, закрепленного на боковой стенке второй каретки измерительного устройства;

f_i - показания индикатора часового типа;

β - угол наклона оси печи в вертикальной плоскости.

Техническим результатом, обеспечиваемым способом по изобретению, является возможность получения значений поправок для регулировки положения оси вращающейся обжиговой печи длиной более 100 м с точностью до ± 1 мм.

Изобретение относится к областям производства материалов с использованием вращающихся обжиговых печей, например, в цементной, металлургической, химической промышленности, и предназначено для выверки вращающихся печей во время эксплуатации. Способ позволяет проводить точную выверку оси вращающейся печи без ее остановки с учетом фактической деформации элементов печи от воздействия тепловых и динамических нагрузок. Выверка производится при помощи специального передвижного измерительного устройства с использованием приборов точного вертикального проектирования. Техническим результатом является возможность получения значений поправок для регулировки положения оси вращающейся печи длиной более 100 м с точностью до ±1 мм. 1 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ определения положения оси вращающейся обжиговой печи, отличающийся тем, что фиксируют две вспомогательные линии А₁-А₂ и В₁-В₂ по обе стороны от печи на расстоянии от ее корпуса, измеряют расстояние L между упомянутыми линиями, осуществляют цикл измерений, согласно которому на первой опоре печи устанавливают измерительное устройство, содержащее нивелирную рейку, оборудованную отсчетным оптическим устройством, и направляющую, закрепленную двумя держателями на нивелирной рейке, при этом на направляющей установлены две подвижные каретки, соединенные между собой регулировочным винтом, к боковой стенке одной каретки прикреплена рама, в которой установлены уровневый прибор вертикального проектирования, а также два взаимно перпендикулярных индикатора уровня и подвижное зеркало, причем к боковой стенке второй каретки прикреплены указатель и рамка с индикатором часового типа для определения расстояния от образующей бандажа печи до шкалы нивелирной рейки, причем измерительный стержень индикатора часового типа опирается на опорную площадку рамы, а вне фундамента печи устанавливают точный прибор вертикального проектирования так, чтобы его целевая ось падала на миллиметровую шкалу отсчетного оптического устройства, а затем выровненную нивелирную рейку устанавливают перпендикулярно образующей первого бандажа печи, после чего целевую ось уровневого прибора вертикального проектирования направляют на образующую первого бандажа печи и во время движения печи проводят цикл измерений, для чего одновременно считывают значения f_i на индикаторе часового типа, значения t_i на миллиметровой шкале отсчетного оптического устройства и значения k_i на нивелирной рейке, после чего упомянутый цикл измерений повторяют с другой стороны печи относительно соответствующей образующей первого бандажа и второй вспомогательной линией В₁-В₂, рассчитывают расстояние c_i между образующей первого бандажа печи и первой вспомогательной прямой А₁-А₂, рассчитывают расстояние c_i1 между образующей первого бандажа печи и второй вспомогательной линией В₁-В₂, после чего рассчитывают диаметр бандажа D_i и координату y_i оси вращения печи для первого бандажа печи по формулам

D_i=L-c_i-c_i1, (мм),

y_i=(L+c_i-c_i1)/2, (мм),

а затем упомянутый цикл измерений поочередно выполняют для всех остальных бандажей печи.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при установке вне фундамента печи прибора вертикального проектирования его целевую ось совмещают с вспомогательной прямой А₁-А₂ и рассчитывают расстояние c_i между образующей первого бандажа печи и первой вспомогательной прямой А₁-А₂ по формуле

c_i=f_i+k_i+t_i, (мм),

где f_i - показания индикатора часового типа;

k_i - показания на шкале нивелирной рейки;

t_i - показания на миллиметровой шкале отсчетного оптического устройства.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определяют координаты оси вращения печи в вертикальной плоскости, для чего выбирают высотный репер, служащий опорной точкой при нивелировке, после чего измерительное устройство устанавливают поочередно около каждого бандажа печи в вертикальном положении и после выравнивания с помощью индикаторов уровня измерительное устройство направляют на нижний край бандажа по касательной к его самой нижней точке, и во время движения печи на нивелирной рейке считывают показания m_i указателя, закрепленного на боковой стенке второй каретки измерительного устройства, и показания f_i индикатора часового типа, после чего рассчитывают координаты z_i положения оси вращения печи в вертикальной плоскости, проходящей через бандажи печи, по формуле

z_i=h_i+m_i+f_i+(D_icosβ)/2, (мм),

где h_i - отметка высотного репера, показывающая высоту его расположения;

m_i - показания указателя, закрепленного на боковой стенке второй каретки измерительного устройства;

f_i - показания индикатора часового типа;

β - угол наклона оси печи в вертикальной плоскости.