一、水泥企業的生產狀況與可靠性需求

　　水泥行業“資源密集型”和“勞動力密集型”的顯著特點，決定著水泥企業對于設備可靠性有著本質的需求。提高產品競爭力，降低生產成本，確保設備平穩高效運行，是企業生存的第一需要。而采取先進的可靠性維護管理模式是實現這一需求的理想選擇。

　　水泥生產設備維修周期長，一旦發生非預知的事故停機，將直接導致效益的大幅滑坡。設備維檢人員單憑眼看、手摸、耳聽、鼻嗅等感觀經驗來判斷設備故障已無法適應現代化生產的需要。每年設備大小檢修的定期維修模式，無法從根本上杜絕事故的發生。同時，維修項目的制定，需要更科學的指導，減少盲目的維修與更換，減少“欠缺維修”與“過剩維修”。

　　有效的狀態監測和故障診斷，可以很好地預防和解決這一系列問題。如今，發達經濟體的先進企業，已通過實施狀態監測(CM)、預知維修(PdM)及可靠性維護(RCM)，有效地提高產量、提高產品質量、減少停機時間、減少能耗與維修費用，從而實現世界級的生產運營(WCP)。我國大多數大型工業企業也已蓬勃開展以點檢定修、狀態維修為基礎的新型維修策略。狀態監測已成為企業的普遍選擇。

　　二、關鍵設備的狀態監測難點

　　水泥的主要生產設備有：破碎機、皮帶輸送機、斗提機、生料磨、段燒窯、回轉窯、風機、煤磨、熟料磨、輥壓機等。這些設備的監測存在以下難點：

　　1）故障導致巨大經濟損失。一般而言，輥壓機維修時間至少需要一周，立磨維修周期更長，一旦齒輪箱損壞，維修周期將超過15天。以一個中型水泥廠為例，一條生產線停產，每天損失產量5000噸，后果嚴重。因此，對故障的超前預知，成為狀態監測的第一要素。

　　2）轉速低，載荷大，結構復雜，干擾信號多。大量設備運轉在10轉/分至100轉/分的狀態下，例如，輥壓機轉速為18轉/分，立磨主軸承轉速為50-60轉/分，常規的振動測試方法無法消除低頻干擾。一直以來，這種超低轉速設備的監測與診斷，一直是國際性難題。

　　3）檢修困難，維修成本高。必須實施準確的故障診斷，以及智能的專家及分析結果，指導精密維修，從而提高設備可靠性，避免二次損傷，降低維修成本。

　　三、鐵姆肯公司的優化解決方案

　　以創新的摩擦管理和動力傳動產品及服務，幫助企業的設備運轉更快速，更高效，這一直是鐵姆肯公司的不斷追求。110多年來，鐵姆肯公司堅持不懈地追求革新，在材料學、摩擦管理及精密制造領域積累了無以倫比的專業知識，并幫助客戶攻克了一個又一個機械運轉難題，在軸承、動力傳動和特種鋼領域始終位于技術創新的前沿。

　　如今，鐵姆肯公司將領先的工業維修與可靠性維護技術產品引入中國，通過運用先進的監測與診斷技術，幫助企業建立有效的狀態監測體系，最大程度地避免突發停機事故，幫助企業實現預知維修，提高設備可靠性。

　　鐵姆肯公司的可靠性服務包括提供便攜式的監測與診斷儀器，及推廣網絡化智能在線監測系統的應用。這些產品均采用了最新的科技，有效地解決了各個診斷技術難題。

　　1、沖擊脈沖技術——軸承的超前預警

　　超過40年的成熟應用，證明沖擊脈沖測試技術可提前1至3個月預知軸承的損壞，并同時可以監測到齒輪的早期損傷。這一點已得到世界范圍的普遍認可。利用特殊的沖擊脈沖傳感器，采用共振解調技術，可輕易獲取非常微弱的沖擊能量，這是常規振動監測與加速度包絡技術無法比擬的。這一技術已運用于便攜式檢測儀器及在線監測系統。

　　利用沖擊脈沖技術，更可以直接給出“綠、黃、紅”狀態指示及以下評判，并對這些指標的趨勢跟蹤，從而實現對軸承的安裝質量，潤滑狀態，以及早期損傷的超前預警：

　　·沖擊脈沖指標LR/HR：LR代表低頻率高幅值的沖擊水平，HR代表高頻率低幅值的沖擊水平；

　　·軸承狀態代碼CODE：A為狀態極佳；B為潤滑不良，C為輕度損傷，D為嚴重損傷；

　　·潤滑狀態代碼LUB：即潤滑的油膜厚度：0～10(μInch)

　　·軸承損傷程度COND：<30輕度，30～40中度，>40重度

　　2、軸承油膜監測——獨有的先進技術

　　沖擊脈沖測試的結果LR/HR，即可表征潤滑的狀態；同時更有軸承潤滑狀態代碼LUB--油膜厚度值的監測。圖一所顯示的案例中，由于長期的潤滑不良，軸承已開始輕度損傷，沖擊脈沖指標不斷攀升，油膜厚度變為零，損傷程度為32。

圖一：潤滑不良導致軸承損傷案例

　　運用軸承潤滑壽命分析模塊實施生命周期評估，更可分析軸承運轉狀態、負載狀態、壽命系數Kappa指標、剩余壽命（L10ah），從而針對性地實施潤滑油選型以改善潤滑，提高軸承壽命等，是企業針對設備潤滑優化的有力助手。

　　3、低轉速診斷技術——運用于超低轉速的可靠技術

　　鐵姆肯公司集成式在線智能監測系統OIS配備了最新的低轉速診斷技術。該技術專門針對低轉速、超低轉速的大軸承實施狀態監測，利用干擾濾除、轉速跟蹤、征兆增強等一系列智能化的數據處理，滿足0～100轉/分的低轉速軸承監測要求。

　　通過最新的電子技術，采用更高的清晰度、先進算法、分數抽取、高采樣率、數字包絡、數字帶通濾波、數字信號處理、征兆增強等技術，以及高達24位的A/D轉換器，低轉速診斷技術可采集到清晰的沖擊波形信號，這是其它技術難以實現的。

　　圖二是采用此技術采集到的真實的軸承故障波形，轉速只有15轉/分，即每轉用時4秒，可清晰地看到被轉速調制后的軸承內環缺陷導致的沖擊。

圖二：超低轉速軸承的沖擊脈沖波形圖

　　連續采集50轉的數據進行頻譜分析，可得到清晰地故障頻率指示，如圖三所示：

圖三：超低轉速軸承的沖擊脈沖頻譜圖

　　4、建立全廠的狀態監測體系

　　日常設備的維護管理必須建立在巡檢與監測的基礎之上，避免盲目的維修。為了很好的執行設備狀態監測，以達到預期的效果，保障設備安全可靠運行，我們推薦網絡化的狀態監測體系。

　　首先，針對立磨、輥壓機等關鍵難點設備，采用在線監測系統，運用沖擊脈沖、潤滑分析、低轉速診斷等技術，利用網絡化的管理分析軟件系統，實現遠程智能診斷與趨勢預警；

　　其次，對輸送裝置、電機、風機等設備，采用便攜式的巡檢儀器，定期定點巡檢，并將數據上傳至管理軟件，實現趨勢分析與診斷；

　　第三，通過OPC等開放式協議，實現數據共享：將過程參量引入本系統，如立磨潤滑系統的流量監測等，形成綜合的設備監測平臺；或將監測系統的數據傳給操作系統，作為生產運行的參考信息；

　　最后，采用Hyperlink等協議，將狀態監測系統的預警、報警信息，傳遞給企業的資產管理平臺，如ERP或EAM等，以提供其必備的信息支持，最終輔助完成一整套閉環的設備資產管理體系。

　　四、結論

　　鐵姆肯公司的先進診斷技術及產品，包括便攜式儀器、在線監測系統，已廣泛應用于鋼鐵、礦山、石化、造紙、電力等各個行業領域。在水泥行業，我們通過運用沖擊脈沖技術與先進的低轉速診斷技術，結合常規的振動監測與頻譜分析（包括加速度包絡解調技術等），溫度監測，潤滑油流量監測，轉速監測等手段，有效解決了水泥企業重點設備，尤其是立磨、輥壓機等難點設備的超前預警及準確診斷，得到了用戶的認可。

　　依托多年的狀態監測與可靠性維護服務的經驗，鐵姆肯公司將一如既往地為中國水泥企業提供可靠的監測系統及貼心的售后服務，確保系統發揮最大的功效，從而最大程度地避免突發停機事故，幫助企業實現預知維修與精密維修，并促進中國可靠性維護管理模式的推廣與進步。