基于多重检测的卷烟设备预防性维修技术研究应用

沈苗杰　张挺　方海林

摘 要：本文主要对目前使用的卷烟设备预防性维修开展技术研究，根据企业的实际现状，实施了红外热像仪技术、油液清洁度在线监测技术、振动信号的故障诊断技术和多点气压监控报警系统等多重检测手段，在降低设备故障率，提高设备有效作业率上得到很大提升，给企业的制造生产降低了成本，提高收益。

关键词：预防性维修；红外热像仪；油液清洁度；气压监控；振动信号

随着烟草行业的飞速发展，卷烟制造厂更广泛的采用高速卷烟设备生产卷烟，大大地提高了生产效率，提高了企业的经济效益，高速卷烟设备在生产中越来越显示出明显的主导地位。卷烟设备通过PLC系统进行控制，其由机械传动系统，液压系统，气动系统等组成，在设备的高速运行过程中，能够满足目前的生产需求，但随时设备使用年限的增加，普通的维护保养无法满足对设备预防维修，因此，我们对卷烟设备的预防维修技术进行了研究，探索更多检测手段保障设备的高质量生产。

存在问题及分析

针对卷烟设备的维修维保过程中，卷烟企业在设备的突发故障预防上缺乏有效的、高质量的维修技术和手段，尤其是针对大型马达故障、油液质量下降、振动引起故障扩大等影响整体设备的问题，需要较长时间进行维修，已经从根本上增加了企业在人力财力上的投入。另外不能有效的在生产过程中对这些问题进行预防维修，对我们卷烟产品的生产质量也会造成影响。究其原因，我们在设备预防性维修上缺乏有效的方法和手段。所以，我们也是针对卷烟设备这类机型，开展了设备预防检测手段的研究应用。

预防维修技术研究设计

1、红外热像仪对电机、风机、传动部件以及电路系统进行预防检测和定期监控。

红外热像仪应用的范围随着人们对其认识的加深而愈来愈广泛：用红外热像仪可以十分快捷，探测电气设备的不良接触，以及过热的机械部件，以免引起严重短路和火灾[1]。对于所有可以直接看见的设备，红外热成像都能够确定所有连接点的热隐患。对于那些由于屏蔽而无法直接看到的部分，则可以根据其热量传导到外面的部件上的情况，来发现其热隐患，这种情况对传统的方法来说，除了解检查和清洁接头外，是没有其它的办法。断路器、导体、母线及其它部件的运行测试，红外热成像产品是无法取代的。然而红外热成像产品可以很容易地探测到回路过载或三相负载的不平衡。

2、油液清洁度在线监测技术

卷烟设备是高速、大型、传动复杂机械系统，其主要润滑形式采用集中润滑方法，因此，润滑油液的清洁度直接影响设备使用寿命，是制约设备效率发挥的重要因素。目前，卷烟设备润滑油的维护主要采用定期维护为主，通过产品手册定期清洁或更换润滑油。由于缺少对设备磨合、磨损规律的认识，缺少对润滑油中杂质颗粒认知、产生机理以及危害程度的数据判断，传统的维保形式无法满足卷烟生产企业对设备精准维护的需要。

对此，油液清洁度在线监测技术在卷烟设备上的应用显得尤为重要，该技术在设备回油管路上安装油液监测传感器，通过电缆与计算机控制系统相连，可实时准确监测管路中的油液状况，该传感器可实时在线准确监测4μm～25μm的杂质颗粒[2]。由于卷烟机械传动副之间的安装间隙通常在5μm～15μm之间，因此该监测区域能够准确反映油液杂质对设备产生的影响。为了判定油液清洁度状况，根据ISO-4006污染度等级标准，划分油液污染度等级。通过系统在线运算，实时判定油液清洁度状况，一旦污染等级提高，可实时报警，提醒技术人员对油液状态进行处理。

为了改善油液清洁度，常规方法是安装油液过滤器，由于常规油液过滤器只能过滤50μm以上的大颗粒杂质，过滤效果欠佳。而油液精密过滤器虽然可过滤1～20μm的杂质，但是其流量限制无法满足卷烟设备需求。可在设备回油管路上安装一种新型油液杂质吸附装置，该装置可吸附多种材质的金属颗粒，且无颗粒大小限制，可切实有效提升油液清洁度。

3、振动信号的故障诊断技术

在卷烟设备上安装加速度传感器，以监测关键部位的振动信号，然后通过计算机利用系统解析振动信号，分析关键部位实时运行状态，可得出设备是否运行正常，一旦有异常信号，可以对故障源、故障原因、故障严重程度做出预警，完成故障诊断过程。

基于振动信号的故障诊断技术是在设备关键部位安装加速度传感器，设备开始运行后，所有监控测点，按照设计的监控程序运行，每个测点都会有相应的运行阈值，一旦某个测点的阈值被处罚，系统会自动进行预警。并且预警设置可根据设备实际状况修改，不断完善后逐步确认最佳阈值。通过传感器，系统可监测设备振动趋势、时域波形和振动频谱图，通过振动趋势和时域波形，可分析得出设备运行的整体状况，通过频谱图，可分析低倍频和高倍频的振动信号，排除异常干扰，得出真是的故障源和故障原因信息，最终作为故障诊断依据。

振动信号故障诊断技术是卷烟设备预防性维修的重要理论支撑，随着传感技术和算法模型的不断完善，诊断效果和准确性正在逐步提升。

4、设备多点气压实时监控报警系统

在卷烟设备上安全了气压检测装置，通过压力传感器对管路气压的进行监控，采集的数据经过压力转换器，传输到集成PLC控制器，通过程序的编制，完成模拟气压值的在线显示，漏气报警范围的设置，气压不足停机的联锁等工作，达到了对各个重要点的气压监控，是的设备平稳的生产卷烟，同时，通过采集參数的不断积累，建立工作气压的数据库，在气压管路破裂、接头漏气、供给气压不足时，给操作维修人员提高最准确的数据支持，最终作为故障诊断依据。

气压的实施监控对于卷烟设备具有重要的作用，不进是对设备维修，更对产品的质量具有重要的意义，而且随着传感器精度提高，体积变小，可以更多的采集设备的点位，使得故障预防更加全面准确。

总结

通过半年的研究分析和应用，以上的4项技术我们已经使用到了卷烟设备上，并且取得了非常理想的效果，在3个月20套设备保养中，我们通过红外热像仪发现接线端子接触不良过热4次，气压报警漏气等20余次，油液清晰度提醒2次，振动报警3次，对于这次问题我们得到了很好的控制，后期，我们也会继续精益求精，不断更新和改进这些检测手段，将这些技术更加精确好用，努力推广到类似的设备上。

参考文献：

[1] 杨红，何建宏，喻娅君.红外热像仪及其在建筑节能检测中的应用.新型建筑材料，2003.4

[2] 王应高.汽轮机油的质量监督与管理[M] .北京： 国家电力公司 电化教育中心出版社， 1998