基于多重檢測的卷煙設備預防性維修技術研究應用

沈苗杰　張挺　方海林

摘 要：本文主要對目前使用的卷煙設備預防性維修開展技術研究，根據企業的實際現狀，實施了紅外熱像儀技術、油液清潔度在線監測技術、振動信號的故障診斷技術和多點氣壓監控報警系統等多重檢測手段，在降低設備故障率，提高設備有效作業率上得到很大提升，給企業的制造生產降低了成本，提高收益。

關鍵詞：預防性維修；紅外熱像儀；油液清潔度；氣壓監控；振動信號

隨著煙草行業的飛速發展，卷煙制造廠更廣泛的采用高速卷煙設備生產卷煙，大大地提高了生產效率，提高了企業的經濟效益，高速卷煙設備在生產中越來越顯示出明顯的主導地位。卷煙設備通過PLC系統進行控制，其由機械傳動系統，液壓系統，氣動系統等組成，在設備的高速運行過程中，能夠滿足目前的生產需求，但隨時設備使用年限的增加，普通的維護保養無法滿足對設備預防維修，因此，我們對卷煙設備的預防維修技術進行了研究，探索更多檢測手段保障設備的高質量生產。

存在問題及分析

針對卷煙設備的維修維保過程中，卷煙企業在設備的突發故障預防上缺乏有效的、高質量的維修技術和手段，尤其是針對大型馬達故障、油液質量下降、振動引起故障擴大等影響整體設備的問題，需要較長時間進行維修，已經從根本上增加了企業在人力財力上的投入。另外不能有效的在生產過程中對這些問題進行預防維修，對我們卷煙產品的生產質量也會造成影響。究其原因，我們在設備預防性維修上缺乏有效的方法和手段。所以，我們也是針對卷煙設備這類機型，開展了設備預防檢測手段的研究應用。

預防維修技術研究設計

1、紅外熱像儀對電機、風機、傳動部件以及電路系統進行預防檢測和定期監控。

紅外熱像儀應用的范圍隨著人們對其認識的加深而愈來愈廣泛：用紅外熱像儀可以十分快捷，探測電氣設備的不良接觸，以及過熱的機械部件，以免引起嚴重短路和火災[1]。對于所有可以直接看見的設備，紅外熱成像都能夠確定所有連接點的熱隱患。對于那些由于屏蔽而無法直接看到的部分，則可以根據其熱量傳導到外面的部件上的情況，來發現其熱隱患，這種情況對傳統的方法來說，除了解檢查和清潔接頭外，是沒有其它的辦法。斷路器、導體、母線及其它部件的運行測試，紅外熱成像產品是無法取代的。然而紅外熱成像產品可以很容易地探測到回路過載或三相負載的不平衡。

2、油液清潔度在線監測技術

卷煙設備是高速、大型、傳動復雜機械系統，其主要潤滑形式采用集中潤滑方法，因此，潤滑油液的清潔度直接影響設備使用壽命，是制約設備效率發揮的重要因素。目前，卷煙設備潤滑油的維護主要采用定期維護為主，通過產品手冊定期清潔或更換潤滑油。由于缺少對設備磨合、磨損規律的認識，缺少對潤滑油中雜質顆粒認知、產生機理以及危害程度的數據判斷，傳統的維保形式無法滿足卷煙生產企業對設備精準維護的需要。

對此，油液清潔度在線監測技術在卷煙設備上的應用顯得尤為重要，該技術在設備回油管路上安裝油液監測傳感器，通過電纜與計算機控制系統相連，可實時準確監測管路中的油液狀況，該傳感器可實時在線準確監測4μm～25μm的雜質顆粒[2]。由于卷煙機械傳動副之間的安裝間隙通常在5μm～15μm之間，因此該監測區域能夠準確反映油液雜質對設備產生的影響。為了判定油液清潔度狀況，根據ISO-4006污染度等級標準，劃分油液污染度等級。通過系統在線運算，實時判定油液清潔度狀況，一旦污染等級提高，可實時報警，提醒技術人員對油液狀態進行處理。

為了改善油液清潔度，常規方法是安裝油液過濾器，由于常規油液過濾器只能過濾50μm以上的大顆粒雜質，過濾效果欠佳。而油液精密過濾器雖然可過濾1～20μm的雜質，但是其流量限制無法滿足卷煙設備需求。可在設備回油管路上安裝一種新型油液雜質吸附裝置，該裝置可吸附多種材質的金屬顆粒，且無顆粒大小限制，可切實有效提升油液清潔度。

3、振動信號的故障診斷技術

在卷煙設備上安裝加速度傳感器，以監測關鍵部位的振動信號，然后通過計算機利用系統解析振動信號，分析關鍵部位實時運行狀態，可得出設備是否運行正常，一旦有異常信號，可以對故障源、故障原因、故障嚴重程度做出預警，完成故障診斷過程。

基于振動信號的故障診斷技術是在設備關鍵部位安裝加速度傳感器，設備開始運行后，所有監控測點，按照設計的監控程序運行，每個測點都會有相應的運行閾值，一旦某個測點的閾值被處罰，系統會自動進行預警。并且預警設置可根據設備實際狀況修改，不斷完善后逐步確認最佳閾值。通過傳感器，系統可監測設備振動趨勢、時域波形和振動頻譜圖，通過振動趨勢和時域波形，可分析得出設備運行的整體狀況，通過頻譜圖，可分析低倍頻和高倍頻的振動信號，排除異常干擾，得出真是的故障源和故障原因信息，最終作為故障診斷依據。

振動信號故障診斷技術是卷煙設備預防性維修的重要理論支撐，隨著傳感技術和算法模型的不斷完善，診斷效果和準確性正在逐步提升。

4、設備多點氣壓實時監控報警系統

在卷煙設備上安全了氣壓檢測裝置，通過壓力傳感器對管路氣壓的進行監控，采集的數據經過壓力轉換器，傳輸到集成PLC控制器，通過程序的編制，完成模擬氣壓值的在線顯示，漏氣報警范圍的設置，氣壓不足停機的聯鎖等工作，達到了對各個重要點的氣壓監控，是的設備平穩的生產卷煙，同時，通過采集參數的不斷積累，建立工作氣壓的數據庫，在氣壓管路破裂、接頭漏氣、供給氣壓不足時，給操作維修人員提高最準確的數據支持，最終作為故障診斷依據。

氣壓的實施監控對于卷煙設備具有重要的作用，不進是對設備維修，更對產品的質量具有重要的意義，而且隨著傳感器精度提高，體積變小，可以更多的采集設備的點位，使得故障預防更加全面準確。

總結

通過半年的研究分析和應用，以上的4項技術我們已經使用到了卷煙設備上，并且取得了非常理想的效果，在3個月20套設備保養中，我們通過紅外熱像儀發現接線端子接觸不良過熱4次，氣壓報警漏氣等20余次，油液清晰度提醒2次，振動報警3次，對于這次問題我們得到了很好的控制，后期，我們也會繼續精益求精，不斷更新和改進這些檢測手段，將這些技術更加精確好用，努力推廣到類似的設備上。

參考文獻：

[1] 楊紅，何建宏，喻婭君.紅外熱像儀及其在建筑節能檢測中的應用.新型建筑材料，2003.4

[2] 王應高.汽輪機油的質量監督與管理[M] .北京： 國家電力公司 電化教育中心出版社， 1998