Спосіб визначення параметрів поверхні обертових агрегатів

Спосіб визначення параметрів поверхні обертових агрегатів, який включає вимірювання координат точок електронним тахеометром на поверхні діючого агрегату, який відрізняється тим, що фіксують час моменту вимірювання координат точок електронним тахеометром на поверхні діючого агрегату, а відхилення параметрів поверхні агрегату від проектних визначають з системи рівнянь: Винахід відноситься до області інженерної геодезії і може бути використаний при геодезичному контролі поверхонь обертових промислових агрегатів та їх вузлів (обертові печі, млини, ролики тощо) в процесі їх функціонування, без їхньої зупинки. Відомий спосіб визначення осей обертових печей і опорних роликів [патент №106298 Poland кл. G01B5/25, публ. 30.04.1980] (Спосіб визначення осей обертових печей і опорних роликів, а також вимірювальний пристрій для визначення відхилень осей обертової печі і опорних роликів), технологія вимірювань і розрахунків описана у статті [В. Krystowczyk "Ausrichten von Drehofen una Korrektur der Tragrollen-Verdrehungen waehrend des Betriebes" ZEMENT-KALK-GIPS №5 1983 - P. 288292]. Спосіб засновано на вимірюваннях обертової печі за допомогою вимірювального пристрою і теодоліта. Вимірювальний пристрій весь час торкається упорним роликом поверхні печі. Теодоліт установлюють таким чином, щоб візирний промінь був розташований паралельно печі, і через визначений час вимірюються кути на мітку вимірювального приладу. Піч при цьому не зупиняється і не охолоджується, а лише переводиться у режим повільного обертання. Геодезист з вимірювальним приладом знаходиться поруч з нагрітою до високої температури поверхнею печі (до 300°C), тому що вимірювальний прилад повинен постійно контактувати з поверхнею печі. U(rt 0 , ) rt 0 0 A(u)A( w, t t 0 )A T (u)(rt де U(rt 0 , ) re ) re ., 0 - у загальному вигляді рівняння поверхні агрегату, що обертається, в деякий початковий момент часу t 0 ; - вектор параметрів поверхні; rt - вектор координат точки перетину променя візування і поверхні агрегату в деякий момент t поточного часу; _ - вектор координат точки, розташованої на осі r (13) 92655 (19) UA (11) обертання; A(u) - матриця ортогонального повороту просторових координат до осі обертання, визначеної одиничним вектором u; w - кутова швидкість обертання, об/сек; A( w, t t 0 ) - матриця ортогонального повороту просторових координат навколо осі обертання за період часу t t 0 . C2 e 3 92655 Аналог не дозволяє точно виміряти параметри агрегату, тому що вимірювання виконуються по шкалі пристрою, яке знаходиться на великій відстані. Вирахування перерізів виконується за непрямими даними. Візування на вимірювальний пристрій виконується перпендикулярно градієнту температур, що викликає великі похибки за рахунок рефракції, яка викликається нерівномірно нагрітим повітрям біля поверхні агрегату. Найбільш близьким аналогом є спосіб, описаний в статті Петров В.В., Тюрин С.В. «Технология контроля геометрических характеристик вращающихся печей» [журнал "Целлюлоза. Бумага. Картон", - 2005, № 7. - с. 66-70]. При цій технології вимірювання виконуються електронним тахеометром в відбивному режимі. Піч зупиняється і охолоджується. Електронний тахеометр орієнтується відносно опірних точок, після чого виконується комплекс вимірювань горизонтального і вертикального кута і відстані на точки, розташовані по характерним перерізам печі. По цим даним обчислюють координати точок, по яким надалі обчислюють геометричні параметри перерізів. По достатній кількості перерізів обчислюють геометричні параметри усієї печі. Найбільш близький аналог не дозволяє отримати кінематичні параметри печей, тому що вимірювання виконуються в статичному стані агрегату. До того ж вимірювання виконуються тільки по одній стороні печі, що викликає похибки обчислення параметрів перерізів, тому що форма печі відрізняється від циліндра. Вимірювання виконуються по охолодженій печі, а температурні деформації сягають до 50мм, тому правильні геометричні параметри агрегату можливо отримати тільки коли він знаходиться в робочому стані. При вимірюваннях використовується контактний спосіб, тому що заміряльник повинен встановити відбивник на поверхню печі і при цьому він працює в небезпечних умовах на висоті до 10 метрів. Якщо піч розташована на високих опорах, то при цьому способі можливо виміряти тільки два переріза секції обичайки у області опорних площадок. У основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу визначення параметрів поверхні агрегатів, що обертаються, в якому за рахунок надійного і ефективного визначення геометричних і кінематичних параметрів поверхні агрегату без безпосереднього контакту виконавця з агрегатом в процесі його функціонування забезпечується надійність роботи агрегату, економія електроенергії та скорочення терміну простою агрегату. Поставлене завдання вирішується тим, що спосіб визначення параметрів поверхні обертових агрегатів, який включає вимірювання координат точок електронним тахеометром на поверхні агрегату, при цьому, що фіксують час моменту вимірювання на поверхні діючого агрегату, а відхилення параметрів поверхні агрегату від проектних визначають з системи рівнянь: U(rt 0 , ) rt 0 0 A(u)A( w, t t 0 )A T (u)(rt re ) re . 4 де U(rt 0 , ) 0 - у загальному вигляді рівняння поверхні агрегату, що обертається, в деякий початковий момент часу t 0 ; - вектор параметрів поверхні; rt - вектор координат точки перетину променя візування і поверхні агрегату в деякий момент t поточного часу; re - вектор координат точки розташованою на осі обертання; A(u) - матриця ортогонального повороту просторових координат до осі обертання, визначеної одиничним вектором u; w - кутова швидкість обертання, об/сек; A( w, t t 0 ) - матриця ортогонального повороту просторових координат навколо осі обертання за період часу t t 0 . Вирішуючи спільно системи рівнянь, складені для достатнього числа виміряних на поверхні обертових агрегатів точок, обчислюються як її геометричні, так і кінематичні параметри. Вказані ознаки складають суть винаходу, тому як є необхідними і достатніми для досягнення технічного результату - надійного і ефективного визначення геометричних і кінематичних параметрів поверхні агрегату без безпосереднього контакту виконавця з агрегатом в процесі його функціонування. Причинно-наслідковий зв'язок ознак, складових суть винаходу і технічного результату, що досягається, пояснюються наступним. Приклад 1. Суть винаходу пояснюється результатами вимірювань обертової печі №1 випалення вапняку ВАТ «Докучаєвській флюсодоломітний комбінат». Вимірювання точок поверхні печі здійснювали на діючий печі без її зупинки. На фігурі показана схема секції такої установки і взаємне розташування вимірювального приладу і агрегату. Де: піч - 1, електронний тахеометр - 2, а0,а1,а2,... ,аi,... ,аn - точки, виміряні на поверхні агрегату. Безвідбивний електронний тахеометр забезпечував автоматичну реєстрацію вимірювань напряму і відстані до точок, по яких обчислювали їх координати, і момент вимірювання достатньо великого числа точок, що дозволяє застосувати пропоновану технологію обробки результатів. Оскільки поверхня печі представляє круговий циліндр, тому система рівнянь матиме вигляд: (rt 0 (rt 0 rs )T (rt 0 rs ) v T (rt 0 T rs ) A(u)A( w, t t 0 )A (u)(rt 2 R2 0 , re ) re де rs - вектор координат точки, розташованої на лінії осі симетрії циліндра OO; v - одиничний вектор, направлений по осі циліндра; re - вектор координат точки е, розташованій на лінії НН осі обертання печі; R - радіус циліндрової поверхні печі, м. Сумісне рішення цих рівнянь, складених для 5 92655 6 В результаті проведення виробничого експерименту було виміряні 2542 точок на поверхні обичайки трьох секцій печі по 16 перетинам, зразки вимірювань наведені в таблиці. всіх зміряних точок, дозволяє визначити rs , v, R геометричні параметри циліндричної поверхні, а також re ,v, w - кінематичні параметри обертання печі. Таблиця I 0 1 2 3 4 5 ... ТІ, час 0.43715241 0.43721046 0.43726852 0.43732656 0.43738462 0.43746581 ... XI, м 11.0310 11.0310 11.0304 11.0310 11.0310 11.0310 ... Для печі №1 випалення вапняку ВАТ «Докучаєвській флюсодоломітний комбінат» величини цих параметрів склали: - відхилення осі печі у вертикальній площині не перевищують 10мм; - відхилення осі печі в горизонтальній площині не перевищують 20мм; - середній радіус печі R = 1,752м. - відхилення перетинів від кола складають від 40 до 70мм; Комп’ютерна верстка А. Крулевський Yi, м -7.9318 -7,9318 -7.9310 -7.9318 -7.9318 -7.9318 ... ZІ, м 0.7106 0.7106 0.7104 0.7106 0.7106 0.7106 ... - кутова швидкість складає 1 оборот за 56,5сек. Технічна ефективність від визначення вказаних параметрів полягає в оцінці прямолінійності осі обертання печі, що дозволяє намітити і виконати оптимальну коректуру взаємного розташування опор печі. Це дозволяє добитися скорочення часу простоїв і витрат енергії, а так само підвищення ресурсу безаварійної роботи і безпеки експлуатації печі. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601