燒結機車輪狀態檢測方法
2023-10-27 04:36:02 5
專利名稱：燒結機車輪狀態檢測方法
技術領域：
本發明涉及冶金煉鐵中的原料燒結領域，尤其涉及一種煉鐵原料燒結中的燒結機臺車運行狀態檢測方法。
背景技術：
燒結機有很多臺相同的臺車首尾相連組成鏈形，在燒結機臺車運行軌道上作橢圓形的閉循環運行。燒結機臺車逐臺從燒結機機頭裝載燒結用混合料點火後沿上部運行軌道向機尾運行，燒結用混合料在臺車向前運行過程中進行原料的燒結，燒結機臺車到機尾後沿運行軌道的圓周傾翻，依次將燒結成品傾倒到下一工序的設備上，傾倒完燒結成品的空臺車繼續沿下部運行軌道依次返回到燒結機機頭，沿機頭運行軌道的圓周翻轉到機頭上部運行軌道，返回上部運行軌道後的空臺車再逐臺進行燒結原料的裝載，依次不間斷循環進行煉鐵原料的燒結生產。燒結機臺車長期處於高溫、高負荷、傾翻倒料等連續運行的生產狀況下，經常會造成臺車損壞和故障。每臺燒結機臺車自重根據燒結機規格大小有數噸至十幾噸，生產運行中臺車載料也有數噸至十幾噸，每臺臺車運行時總重等於臺車自重加上臺車載料重量。每臺燒結機臺車各有4個輪子，燒結機臺車依靠這4個輪子的支撐，在燒結機循環軌道上運行進行燒結生產。一般每臺燒結機有臺車100多輛，合計有車輪數百個。燒結機臺車運行在高溫、多塵、高負荷、傾翻倒料震動衝擊的工況條件下，在生產運行中臺車輪子的軸承時常會發生故障，臺車輪子軸承出現問題，會使臺車輪子產生晃動，甚至掉落。如果燒結機臺車輪子軸承出現問題，臺車輪子會產生嚴重晃動，待臺車運行到燒結機機尾傾翻倒料的劇烈震動衝擊下掉落，導致臺車卡在傾翻彎軌內，造成設備事故停產，嚴重影響燒結生產的正常進行。如果在燒結機臺車輪子軸承出現問題時，特別是在軸承損壞不是非常嚴重時，在發生事故前能夠檢測出來，及時更換臺車進行修理，做到有計劃地檢修車輪，從而提高燒結機運行效率，減少生產損失，提高企業的經濟效益。現有的燒結機車輪狀態檢測技術，主要是依靠人工觀察臺車在運行中的車輪轉動情況，一臺燒結機有數百甚至上千個臺車輪子，依靠人工檢測需要耗費大量的人力。依靠人工觀察由於缺乏有效診斷手段，很難對臺車輪子的狀態做出定量、定性的判斷，即便耗費了大量的人力也難以及時檢查出有問題的車輪，避免燒結機臺車輪子掉落造成的燒結機停產事故發生。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種燒結機車輪狀態檢測方法，通過檢測臺車四個車輪受力是否一致達到提前預報車輪狀態劣化或車輪有可能脫落的情況，減少停產損失。本發明是這樣實現的:一種燒結機車輪狀態檢測方法，包括以下步驟:
步驟一、確定臺車的數量，若干臺臺車組成不間斷的環形鏈，臺車在燒結機循環軌道上做順序閉環運動，將燒結機循環軌道上的一處水平位置作為臺車檢測點，在臺車檢測點設置起始臺車檢測傳感器、臺車計數檢測傳感器和四個壓力傳感器，四個壓力傳感器分別與臺車的四個車輪一一對應，起始臺車檢測傳感器、臺車計數檢測傳感器和四個壓力傳感器將採集到的信號送到運算控制裝置，由運算控制裝置進行運算控制；
步驟二、將各個臺車順臺車運行方向進行序號排列，選取任意一個臺車作為起始臺車，起始臺車的序號為「I」；
步驟三、當起始臺車通過臺車檢測點時，起始臺車檢測傳感器發出信號使運算控制裝置內的計數器計數值置「1」，臺車檢測點每通過一輛臺車時，臺車計數檢測傳感器發出信號使運算控制裝置內的計數器計數值加「 I 」，該計數值即為臺車序號，運算控制裝置在儲存臺車序號的同時儲存四個壓力傳感器此時所受到的壓力值，四個壓力值即為該輛臺車四個車輪在同一時間分別所承受的重力；
步驟四、根據運算控制裝置內的臺車四個車輪在同一時間分別所承受的重力用超差法進行判定，確定故障車輪。所述步驟四中根據運算控制裝置內的臺車四個車輪在同一時間分別所承受的重力用超差法人工進行判定，確定故障車輪，具體為將運算控制裝置內自動收集的數據列印出來，然後通過人工用超差法進行判定，找出故障車輪和輕微損壞但是需要檢修的車輪。步驟四中根據運算控制裝置內的臺車四個車輪在同一時間分別所承受的重力用超差法自動進行判定，確定故障車輪，具體為所述運算控制裝置將臺車四個車輪在同一時間分別所承受的重力自動通過超差法進行運算判定，如果發現有超差故障即發出故障報警，同時在顯示裝置上顯示超差的故障信息。所述步驟四中顯示裝置上顯示的故障信息包括故障臺車的臺車序號、故障臺車的故障車輪位置、超差值、故障發生時間。
步驟三中運算控制裝置儲存臺車序號和四個壓力傳感器此所受到的壓力值數據時，根據預先設定最多收集若干組循環數據，超過以後，後一組數據覆蓋掉最先收集的一組數據，使運算控制裝置儲存的數據始終保持最新。所述步驟四中進行判定的超差法為，首先設置車輪故障判斷基準值P，然後運算控制裝置將所得到的四個壓力傳感器所受到的壓力值ha、hb、hc、hd進行比較，選取其中最小值為sx，取餘下的三個壓力值的平均值Qx，將三個數值的平均值Qx減去已選取的最小值sx，再用計算結果除以三個數值的平均值Qx，得到一個差值比H，即:H= (Qx-SxVQx ;最後將計算得到的差值比H與車輪故障判斷基準值P進行比較，當H〈P為正常，H>P為超差故障。所述的車輪故障判斷基準值P的選值範圍為0.Γ0.9。所述步驟四中進行判定的超差法為，首先設置車輪故障判斷範圍基準值Pl ;然後運算控制裝置將得到的四個壓力傳感器所受到的壓力值HA、HB、HC、HD取平均值H ;將四個壓力傳感器所受到的壓力值分別除以H得到IA、IB、Ic、ID，當(IA、IB、Ic、ID) e (I 土PI)時為正常，當IA、IB、Ic> Id中任意一個不屬於(I土PD時為超差故障。所述的車輪故障判斷範圍基準值Pl的選值範圍為0.Γ0.9。本發明燒結機車輪狀態檢測方法根據燒結機臺車的工作狀態，通過檢測臺車四個車輪在運行時受力是否一致來實現在線自動檢測運行中車輪的狀態，達到提前預報車輪狀態劣化或車輪有可能脫落的情況，做到有計劃地檢修車輪，從而提高燒結機運行效率，減少停產損失。
圖1為燒結機車輪受力原理 圖2為本發明燒結機車輪狀態檢測方法中運算控制裝置工作連接示意圖。圖中:1車輪、2臺車輪軸、3循環軌道、4支撐點、5臺車本體。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明表述的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。實施例1
如圖1所示，本發明燒結機車輪狀態檢測方法原理如下:燒結機臺車5上的車輪I的掉落故障，首先是從臺車輪軸承損壞開始，臺車輪軸承損壞後間隙變大發生鬆動，導致套在軸承外圈上的車輪I產生晃動，發生晃動後的車輪I在臺車高負荷、傾翻倒料震動衝擊等過程中，會加速已經損 壞的臺車輪軸承進一步的損壞，最後軸承外圈連同輪子一同掉落。每臺燒結機臺車自重約X噸，生產運行中臺車載料也約有Y噸，這時每臺臺車的總重=X+Y噸，每臺臺車的總重Χ+Υ就依靠臺車4個車輪I的支撐在燒結機循環軌道3上運行。燒結機臺車在燒結機循環軌道3上運行，燒結機臺車的4個車輪I與軌道平面接觸。燒結機正程工作面軌道敷設是水平的，燒結機臺車上的載料工藝要求是均等分布的。燒結機臺車是剛性結構，燒結機臺車輪軸2與臺車本體5也是剛性連接。燒結機臺車在上述設備及工藝條件下，燒結機臺車的重量應該平均分布於4個車輪I上，每個車輪I所承受的重量理論上應該是燒結機臺車總重(Χ+Υ)/4，燒結機臺車的重量通過4個車輪I中心線垂直向下，依次通過軸承內圈、軸承滾珠、軸承外圈、車輪垂直向下傳遞到循環軌道3與車輪I相切的4個支撐點4上。燒結機臺車是剛性結構4點支撐，如其中一個車輪I損壞則4個支撐點受力就會不均衡。如圖2所示，一種燒結機車輪狀態檢測方法，包括以下步驟:
步驟一、確定臺車的數量，若干臺臺車組成不間斷的環形鏈，臺車在燒結機循環軌道上做順序閉環運動，將燒結機循環軌道上的一處水平位置作為臺車檢測點，在臺車檢測點設置起始臺車檢測傳感器、臺車計數檢測傳感器和四個壓力傳感器，四個壓力傳感器分別與臺車的四個車輪——對應，使臺車移動運行到臺車檢測點位置時，4個車輪I的垂直中心線正好同時落於4個壓力傳感器的測力中心線上，起始臺車檢測傳感器、臺車計數檢測傳感器和四個壓力傳感器將採集到的信號送到運算控制裝置，由運算控制裝置進行運算控制；步驟二、由於燒結機臺車鏈是一個由若干臺臺車組成不間斷的環形鏈，因此是沒有頭和尾的概念，為了需要知道臺車環形鏈中的每臺臺車在環形鏈中的排序，所以需要人為的定義某一臺臺車為起始臺車將各個臺車順臺車運行方向進行序號排列，選取任意一個臺車作為起始臺車，起始臺車的序號為「I」，後面的臺車序號為依次2、3、4、5……，在起始臺車上安裝一個起始臺車標誌，使起始臺車標誌可以被起始臺車檢測傳感器檢測到，在其他臺車上設置一個臺車計數標誌，使臺車計數標誌可以被臺車計數檢測傳感器檢測到；
步驟三、當起始臺車通過臺車檢測點時，起始臺車檢測傳感器檢測到起始臺車標誌後發出信號使運算控制裝置內的計數器計數值置「1」，臺車檢測點每通過一輛臺車時，臺車計數檢測傳感器檢測到臺車計數標誌後發出信號使運算控制裝置內的計數器計數值加「1」，該計數值即為臺車序號，以此來確定當前經過四個壓力傳感器的臺車是第幾號臺車，運算控制裝置在儲存臺車序號的同時儲存四個壓力傳感器此時所受到的壓力值，四個壓力值即為該輛臺車四個車輪在同一時間分別所承受的重力，通過運算控制裝置將臺車序號與四個壓力傳感器所採集的數值相互對應；步驟三中運算控制裝置儲存臺車序號和四個壓力傳感器此所受到的壓力值數據時，預設收集若干組循環數據，超過設定以後，後一組數據覆蓋掉最先收集的一組數據，使運算控制裝置儲存的數據始終保持最新，以防止運算控制裝置內儲存的數據過多造成數據溢出，無法存入新的數據。在本發明中，通常預設定收集I飛組循環數據。步驟四、運算控制裝置將臺車四個車輪在同一時間分別所承受的重力用超差法進行判定，如果發現有超差故障即發出故障報警，同時在顯示裝置上顯示超差的故障信息；顯示裝置上顯示的故障信息包括故障臺·車的臺車序號、故障臺車的故障車輪位置、超差值、故障發生時間；本步驟中也可以將運算控制裝置內自動收集的數據列印出來，然後通過人工用超差法進行判定，這樣不但能夠找出故障車輪，而且還可以找出雖然還沒有出現故障，但是已經輕微損壞需要檢修的車輪，防止在生產中突然發生故障，造成安全事故，保證了安全生產。本發明可進一步描述為，所述步驟四中進行判定的超差法為，首先通過檢測參數設置裝置設置車輪故障判斷基準值P，通常情況下p的取值範圍為0.r0.9，然後運算控制裝置將所得到的四個壓力傳感器所受到的壓力值HA、HB、HC、HD進行比較，選取其中最小值為Sx,取餘下的三個壓力值的平均值Qx，將三個數值的平均值Qx減去已選取的最小值sx，再用計算結果除以三個數值的平均值Qx，得到一個差值比H，即:H= (Qx-SxVQx ;最後將計算得到的差值比H與車輪故障判斷基準值P進行比較，當H〈P為正常，H>P為超差故障。在本實施例中，燒結機臺車自重為10噸，最大載料為10噸，實際載料為0 10噸，故實際每臺車總重為10 20噸。燒結機共有128臺臺車在運行軌道上依次排列運行，臺車的序號從起始臺車開始依次1、2、3、4、5……128。燒結機臺車運行時依次前行，當起始臺車運行到達起始臺車檢測傳感器，起始臺車檢測傳感器檢測到起始臺車信號送到運算控制裝置，運算控制裝置內的計數器置「 I 」。其它臺車運行到達臺車計數檢測傳感器，臺車計數檢測傳感器將檢測到臺車經過信號送到運算控制裝置，運算控制裝置對臺車計數器的數值進行累加，直到起始臺車再次經過時，運算控制裝置再次對計數器置「1」，計數器中的數值從1-128依次循環，實現對當前到達檢測位置的每臺臺車確定排列序號。在本實施例中輸入車輪故障判斷基準值P=0.5 ;每當臺車經過時，運算控制裝置對四個壓力傳感器的實時受力數值進行採集，並連同計數器中的數值一起存入存儲器。四個壓力傳感器分別設為壓力傳感器A、壓力傳感器B、壓力傳感器C和壓力傳感器D，當計數器計數值到56時，運算控制裝置採集到四個壓力傳感器的實時受力數值分別為A=4.1噸；B=5.2噸；C5.0噸；D=4.7噸；將運算控制裝置存儲器中排列序號為56臺車的四個壓力傳感器受力數值Α=4.I ；B=5.2 ；C=5.0 ；D=4.7進行比較，選取一個最小值SA=4.1，計算餘下三個較大數值的取平均值Qbqi= (5.2+5.0+4.7) /3=4.97，將三個較大數值的平均值減去已選取的最小值，再用計算結果除以三個較大數值的平均值，得到一個差值比H，即:H= (Qx-Sx) /Qx= (Qbcd-Sa) /Qbcd= (4.97-4.1)/4.97=0.174 ;第四步，將計算得到的差值比 H與故障判斷基準值P進行比較，H〈P為正常，H>P為超差故障，(H=0.174) P為超差故障，(H=0.627) > (P=0.5)運算比較結果為有超差故障，運算控制裝置即通過信號輸出口發出故障報警，同時在顯示裝置上顯示115號臺車超差故障的信息，信息內容:故障臺車排列序號115 ;四個壓力傳感器受力數值A=6.1 ；B=5.7 ；C=5.9 ；D=2.2 ;故障車輪的位置D ;超差值0.627，故障發生時間*_年**月**日**時**分**秒。據此可以判斷115號車輪D的軸承存在鬆動或間隙過大等問題。實施例2
一種燒結機車輪狀態檢測方法，實施例2和實施例1的區別在於，所述步驟四中進行判定的超差法為，首先通過檢測參數設置裝置設置車輪故障判斷範圍基準值P1，通常情況下Pl的取值範圍為0.f 0.9 ;然後運算控制裝置將得到的四個壓力傳感器所受到的壓力值Ha、Hb、Hc、Hd取平均值H ;將四個壓力傳感器所受到的壓力值分別除以H得到IA、IB、Ic、ID,當(IA、IB、Ic、ID) e (I 土PI)時為正常，當IA、IB、Ic、Id中任意一個不屬於(I 土Pl)時為超差故障。
權利要求
1.一種燒結機車輪狀態檢測方法，其特徵是，包括以下步驟: 步驟一、確定臺車的數量，若干臺臺車組成不間斷的環形鏈，臺車在燒結機循環軌道上做順序閉環運動，將燒結機循環軌道上的一處水平位置作為臺車檢測點，在臺車檢測點設置起始臺車檢測傳感器、臺車計數檢測傳感器和四個壓力傳感器，四個壓力傳感器分別與臺車的四個車輪一一對應，起始臺車檢測傳感器、臺車計數檢測傳感器和四個壓力傳感器將採集到的信號送到運算控制裝置，由運算控制裝置進行運算控制； 步驟二、將各個臺車順臺車運行方向進行序號排列，選取任意一個臺車作為起始臺車，起始臺車的序號為「I」； 步驟三、當起始臺車通過臺車檢測點時，起始臺車檢測傳感器發出信號使運算控制裝置內的計數器計數值置「1」，臺車檢測點每通過一輛臺車時，臺車計數檢測傳感器發出信號使運算控制裝置內的計數器計數值加「 I 」，該計數值即為臺車序號，運算控制裝置在儲存臺車序號的同時儲存四個壓力傳感器此時所受到的壓力值，四個壓力值即為該輛臺車四個車輪在同一時間分別所承受的重力； 步驟四、根據運算控制裝置內的臺車四個車輪在同一時間分別所承受的重力用超差法進行判定，確定故障車輪。
2.如權利要求1所述的燒結機車輪狀態檢測方法，其特徵是:所述步驟四中根據運算控制裝置內的臺車四個車輪在同一時間分別所承受的重力用超差法進行判定，確定故障車輪，具體為將運算控制裝置內自 動收集的數據列印出來，然後通過人工用超差法進行判定，找出故障車輪和輕微損壞但是需要檢修的車輪。
3.如權利要求1所述的燒結機車輪狀態檢測方法，其特徵是:步驟四中根據運算控制裝置內的臺車四個車輪在同一時間分別所承受的重力用超差法進行判定，確定故障車輪，具體為所述運算控制裝置將臺車四個車輪在同一時間分別所承受的重力自動通過超差法進行運算判定，如果發現有超差故障即發出故障報警，同時在顯示裝置上顯示超差的故障信息。
4.如權利要求3所述的燒結機車輪狀態檢測方法，其特徵是:所述步驟四中顯示裝置上顯示的故障信息包括故障臺車的臺車序號、故障臺車的故障車輪位置、超差值、故障發生時間。
5.如權利要求1所述的燒結機車輪狀態檢測方法，其特徵是:步驟三中運算控制裝置儲存臺車序號和四個壓力傳感器此所受到的壓力值數據時，每臺臺車根據預先設定最多收集若干組循環數據，超過以後，後一組數據覆蓋掉最先收集的一組數據，使運算控制裝置儲存的數據始終保持最新。
6.如權利要求1飛中任意一權利要求所述的燒結機車輪狀態檢測方法，其特徵是:所述步驟四中進行判定的超差法為，首先設置車輪故障判斷基準值P，然後運算控制裝置將所得到的四個壓力傳感器所受到的壓力值Ha、Hb、Hc、Hd進行比較，選取其中最小值為Sx，取餘下的三個壓力值的平均值Qx，將三個數值的平均值Qx減去已選取的最小值Sx，再用計算結果除以三個數值的平均值Qx，得到一個差值比H，即:H= (Qx-SxVQx ;最後將計算得到的差值比H與車輪故障判斷基準值P進行比較，當H〈P為正常，H>P為超差故障。
7.如權利要求6所述的燒結機車輪狀態檢測方法，其特徵是:所述的車輪故障判斷基準值P的選值範圍為0.Γ0.9ο
8.如權利要求1飛中任意一權利要求所述的燒結機車輪狀態檢測方法，其特徵是:所述步驟四中進行判定的超差法為，首先設置車輪故障判斷範圍基準值Pl ;然後運算控制裝置將得到的四個壓力傳感器所受到的壓力值HA、HB、HC、HD取平均值H ;將四個壓力傳感器所受到的壓力值分別除以H得到IA、IB、Ic, ID，當(IA、IB、Ic, ID) e (I 土PI)時為正常，當IA、Ib、I。、Id中任意一個不屬於(I土Pl)時為超差故障。
9.如權利要求8所述的燒結機車輪狀態檢測方法，其特徵是:所述的車輪故障判斷範圍基準值P l的選值範圍為0.Γ0.9。
全文摘要
本發明涉及冶金煉鐵中的原料燒結領域，尤其涉及一種煉鐵原料燒結中的燒結機臺車運行狀態檢測方法。一種燒結機車輪狀態檢測方法，首先確定臺車的數量，將各個臺車順臺車運行方向進行序號排列，然後將臺車序號與四個壓力傳感器的檢測值對應，通過四個壓力傳感器的檢測值用超差法進行判定，確定故障車輪。本發明燒結機車輪狀態檢測方法根據燒結機臺車的工作狀況，通過檢測臺車四個車輪在運行時受力是否一致來實現在線自動檢測運行中車輪的狀態，達到提前預報車輪狀態劣化或車輪有可能脫落的情況，做到有計劃地檢修車輪，從而提高燒結機運行效率，減少停產損失。
文檔編號G01M17/013GK103196677SQ20121000548
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者韓明明, 翟立偉, 姜偉忠 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司