無線測溫技術(shù)在冷連軋機組軋輥軸承上的應(yīng)用

摘要：冷連軋機組中的軋輥軸承在工作過程中具有轉(zhuǎn)速極高、負荷壓力大以及工作環(huán)境差等特點，而溫度作為反映軋輥軸承運行狀態(tài)的重要指標，當軸承溫度達到一百度時，軸承密封以及潤滑油的性能都有可能會受到一定影響，因此對軸承溫度的實時監(jiān)測是確保軸承安全運行的關(guān)鍵。而本文提出了利用無線測溫技術(shù)對軸承溫度檢測的方法，并且應(yīng)用到了冷連軋機組軋輥軸承上，以確保有效對軸承事故進行預(yù)防，并且利用數(shù)據(jù)分析軟件對軸承維護提出了一定的參考性意見。

關(guān)鍵詞：無線測溫;冷連軋機組;軋輥軸承

本文以五機架四輥冷連軋機組為研究目標，這類軋機組一共有十根支撐輥，其中每根支撐輥會安裝有四個軸承。軋機組支撐輥軸承的尺寸相對較大，而且價值非常高，同時軸承工作也會對整個生產(chǎn)線的正常運行帶來影響。軸承的運行溫度作為保障軸承性能的主要指標，瞬間局部升溫或者散熱失效會導致軸承運行發(fā)生問題。在冷連軋機組高速運行下，幾乎一般的失效原因都來自于軸承的熱問題，因此對軸承的溫度進行實時在線監(jiān)測，能夠第一時間判斷軸承的工作狀態(tài)，并且對軸承事故進行及時的處理，以防止重大安全事故的發(fā)生，同時讓生產(chǎn)效率得到有效提升。

一、無線測溫系統(tǒng)的設(shè)計需求和方案

冷連軋機組作為全連續(xù)五機架四輥扎鋼機，軋鋼機的工作輥和支撐輥所使用的四列圓錐輥軸承工作環(huán)境處于高速、重負荷以及乳化液噴濺的環(huán)境中，在使用過程中不管是否出現(xiàn)異常運行，每三個月或過鋼量達到30萬噸便需要進行一次軸承座解體檢查，不管在實際生產(chǎn)過程中，由于軸承座因為密封圈區(qū)域乳化液噴濺量較大而且來不及流淌時，很容易因為泵吸作用將乳化液強制吸入進而導致潤滑脂被乳化的情況，若通常狀態(tài)下，輥頸端面燒傷情況較輕，仍然能夠繼續(xù)使用，不過隨著劣化的加劇，必然會造成軸承燒傷卡死甚至出現(xiàn)斷輥的嚴重事故。當前對軸承早期損壞進行預(yù)防和預(yù)警的主要方法有：1、安裝振動傳感檢測設(shè)備展開監(jiān)測，不過由于生產(chǎn)狀態(tài)下軋機區(qū)域的各類高頻和低頻振動造成的動態(tài)監(jiān)測頻率容易收到干擾信號而出現(xiàn)失真的情況;2、定期利用測溫儀對軸承座的升溫狀態(tài)進行檢測，不過這種方法也很容易出現(xiàn)漏檢或者由于環(huán)境而造成檢測誤差的情況。

因此必須要采用一種更加安全、更加穩(wěn)定、更加高效的檢測方法，來確保工作人員能實時獲取到監(jiān)測數(shù)據(jù)。而隨著信息技術(shù)和無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線測溫技術(shù)的研究也步入了新的階段，該技術(shù)不僅能夠?qū)φ麄€設(shè)備展開實時監(jiān)測，還能進行有效的數(shù)據(jù)處理和預(yù)警，能夠有效減少軸承損壞，讓設(shè)備的運行效率得到有效提升。

軸承無線測溫系統(tǒng)的設(shè)計就是根據(jù)支撐輥的機械結(jié)構(gòu)在每根支撐輥的操作側(cè)面安裝兩個測溫節(jié)點，而傳動側(cè)也會安裝兩個測溫節(jié)點，在生產(chǎn)過程中，整個冷連軋機組需要十根支撐輥，并且考慮到整個生產(chǎn)的需求以及生產(chǎn)效率，在備用的支持輥上也需要安裝測溫節(jié)點，并且按照支撐輥數(shù)量和備用支撐輥數(shù)量為一比一計算，整個系統(tǒng)所需要的測溫節(jié)點高達硫酸根，而系統(tǒng)中的簇頭節(jié)點和中繼節(jié)點基本都采用了冗余設(shè)計。

二、無線測溫系統(tǒng)的主要功能

1、全線實時監(jiān)測。系統(tǒng)能夠?qū)y量點的溫度進行全面的實時監(jiān)測，并且能夠根據(jù)冷連軋機組的實際使用情況進行采樣周期調(diào)整。采樣周期調(diào)整范圍一般為一到二十分鐘，調(diào)整最小間隔以及采樣周期可以達到一分鐘。而且該系統(tǒng)能夠?qū)﹄姵氐碾娏窟M行實時監(jiān)測，同時還能對超過限制標準的測點進行畫面報警、聲光報警以及手機短信報警等等，以確保相關(guān)工作人員能夠第一時間發(fā)現(xiàn)問題并制定解決措施。

2、歷史查詢功能。該系統(tǒng)能夠?qū)⒈O(jiān)測數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫，以便于日后的歷史記錄查詢、統(tǒng)計以及分析工作，最高甚至可以儲存二十萬條記錄，能夠讓管理人員充分利用監(jiān)測記錄來制定相應(yīng)的優(yōu)化措施，而且記錄和詳細的歷史信息能夠轉(zhuǎn)換為Word以及Excel報表，以便于工作人員的查詢、存儲以及調(diào)用。

3、報警記錄查詢。如同歷史查詢功能一樣，工作人員可以單獨選擇報警記錄進行查詢、儲存和導出，并且利用Word以及Excel報表格式進行日后的數(shù)據(jù)分析工作，確保能夠為日后對設(shè)備運行的優(yōu)化提供有力的數(shù)據(jù)支持。

4、趨勢分析。該系統(tǒng)能夠?qū)σ粋€和多個監(jiān)測點的特征值在某個時間段的監(jiān)測趨勢進行查看，并且可以讓工作人員根據(jù)年、月、季度或者自定義時間段展開查詢。在監(jiān)測趨勢界面上會顯示實時溫度值，并且會利用不同的顏色來區(qū)分溫度是否正常，溫度的報警情況以及節(jié)點異常等信息。同時如果某一個監(jiān)測節(jié)點達到報警溫度時，系統(tǒng)會自動彈出該節(jié)點的畫面，為工作人員提供對快速升溫自動縮短采樣周期的功能。

5、統(tǒng)計分析功能。該系統(tǒng)能夠針對某一個或者多個監(jiān)測點在制定時間段的數(shù)值進行統(tǒng)計和分析，讓工作人員更加明確軸承溫度的變化以及異常情況，確保能針對性地對問題軸承展開檢修和更換，以確保整個冷連軋機組能夠高效運行。

三、無線測溫系統(tǒng)在冷連軋機組中的應(yīng)用

1、軸承測溫系統(tǒng)的安裝。該系統(tǒng)所采用的的傳感器溫度測量范圍在零下55度到125度之間，測量精確度誤差在0.5度左右，測溫節(jié)點會安裝在支撐輥軸承座上，傳感器能夠?qū)S承的溫度數(shù)據(jù)進行采集，并且將采集到的數(shù)據(jù)利用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給簇頭節(jié)點，進而通過中繼節(jié)點和匯集節(jié)點傳輸?shù)椒?wù)器，讓工作人員能夠直觀監(jiān)測到設(shè)備溫度的變化。

2、報警參數(shù)和策略設(shè)置。該系統(tǒng)能夠?qū)γ總€監(jiān)測點所展示的每個特征值來設(shè)置兩個級別的報警線，同時也可以針對每一個監(jiān)測點來設(shè)置單獨的報警策略，同時還能夠針對報警策略進行大批量設(shè)置，同時還能夠設(shè)置多種報警方法，以確保在出現(xiàn)問題和故障時能夠快速將問題信息警報給相關(guān)工作人員。

3、采樣參數(shù)設(shè)置。系統(tǒng)能夠?qū)γ恳粋€監(jiān)測點的每一個采樣參數(shù)進行單獨設(shè)置，同樣也可以對同一個采樣參數(shù)進行批量設(shè)置，以確保能夠充分滿足工作人員對于參數(shù)采集的需求，同時系統(tǒng)還能對參數(shù)進行有效的整理和統(tǒng)計，方便工作人員對參數(shù)進行調(diào)用和分析。

4、軋輥更換。在對軋輥進行每次的更換操作時，該系統(tǒng)能夠付出方便的將工作的軋輥和檢測界面進行有效關(guān)聯(lián)，同時能夠顯示出上次軋輥更換的信息，包括相關(guān)工作人員、軋輥更換日期等等，以確保工作人員能夠根據(jù)設(shè)備需求準確更換軋輥。

5、配置節(jié)點。該系統(tǒng)能夠?qū)F(xiàn)有節(jié)點進行物理交換，同時能夠有效和相關(guān)軋輥進行關(guān)聯(lián)，而且也可以拿一個新的節(jié)點來替換當前損壞的節(jié)點，并且能夠和軋輥進行有效關(guān)聯(lián)。

由于冷連軋機組支撐輥軸承內(nèi)部的空間相對緊湊，而且機器設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，并不能安裝傳統(tǒng)的傳感器，因此將溫度傳感器嵌入到軸承箱內(nèi)部，并且對軸承溫度進行接觸式檢測，能夠利用無線技術(shù)展開數(shù)據(jù)的傳輸，來確保能夠?qū)溥B軋機組軋輥軸承的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，而整個系統(tǒng)也具有如下優(yōu)點：

1、利用了基于TDMA以及FDMA結(jié)合的通信協(xié)議，能夠確保實現(xiàn)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定、可靠且高效的傳輸。

2、利用間歇信號式采用，能夠確保系統(tǒng)的低功耗運行，例如一分鐘采樣周期電池壽命能夠超過一年以上。

3、該系統(tǒng)利用無線通信技術(shù)減少了布線工作，降低的工程成本，同時也減少了后期維護的工作內(nèi)容，同時也能夠避免信號在長距離傳輸時的噪音干擾，而且還加強了系統(tǒng)的可擴展性。

四、結(jié)語

總的來說，無線測溫技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)溥B軋機組軋輥軸承的運行狀況進行實時監(jiān)測，同時還能對運行數(shù)據(jù)進行有效處理，確保軋輥軸承在出現(xiàn)問題前就能得到有效處理，以減少軋輥軸承的損壞，讓整個設(shè)備的效率得到有效提升。

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作者簡介：陳寶氣（1986.3-）男，壯族，本科學歷，助理工程師，研究方向——解決軋輥軸承高溫問題