近年來，高的強(qiáng)塑料作為石油化工產(chǎn)業(yè)的杰出衍生品，在半導(dǎo)體、飛機(jī)、電子電器以及新能源汽車等制造領(lǐng)域展現(xiàn)非凡應(yīng)用潛力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，新能源汽車中塑料件占比達(dá)40%，聚丙烯(PP)為主要材料之一。

　　▲塑料件在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用

　　在聚丙烯(PP)生產(chǎn)流程中，擠壓機(jī)從粉料混煉、造粒、成品輸送、存儲(chǔ)及后續(xù)加工的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，作為核心關(guān)鍵設(shè)備——擠壓機(jī)減速機(jī)，其性能狀態(tài)性直接關(guān)系到整條生產(chǎn)線的效率與穩(wěn)定性。

　　尤其是關(guān)鍵部件的摩擦磨損問題，已成為制約行業(yè)高速擴(kuò)張的顯著瓶頸。這些問題不僅會(huì)導(dǎo)致齒輪與軸承的失效，更會(huì)直接觸發(fā)生產(chǎn)線中斷，給企業(yè)帶來沉重的經(jīng)濟(jì)損失。

　　一、擠壓機(jī)減速機(jī)：齒輪和軸承失效形式與成因

　　大型擠壓機(jī)裝置的核心減速機(jī)，因雙螺桿工作產(chǎn)生的巨大軸向力，導(dǎo)致減速機(jī)震動(dòng)劇烈，長期以往，齒輪軸上的軸承位置易發(fā)生摩擦磨損。

　　通常在使用4-5年后，這些位置會(huì)出現(xiàn)明顯磨損。若未及時(shí)檢測并維修，磨損會(huì)加劇，引發(fā)軸承內(nèi)圈相對位移，進(jìn)而改變齒輪嚙合區(qū)域，出現(xiàn)嚙合斑，結(jié)果會(huì)引發(fā)點(diǎn)蝕、膠合乃至斷齒問題。

　　鑒于石化業(yè)聚烯烴生產(chǎn)的復(fù)雜性，當(dāng)前亟需引入高 效的擠壓機(jī)故障診斷機(jī)制與減速機(jī)的狀態(tài)檢驗(yàn)技術(shù)。

　　二、聚丙烯生產(chǎn)瓶頸：擠壓機(jī)運(yùn)維“卡脖子”難題

　　遺憾的是，我國上層擠壓機(jī)減速機(jī)市場長期被國外品牌如德國科倍隆、日本制鋼所等占領(lǐng)，技術(shù)封 鎖導(dǎo)致用戶難以深入掌握擠壓機(jī)核心維護(hù)技術(shù)，更別提對減速機(jī)內(nèi)部的運(yùn)行狀態(tài)了如指掌。

　　技術(shù)的依賴不僅增加了設(shè)備運(yùn)維成本，也制約了企業(yè)對生產(chǎn)過程的精細(xì)化控制能力，因此在故障排查與備件管理方面面臨巨大挑戰(zhàn)。

　　隨著中國市場聚烯烴行業(yè)的蓬勃興起，尤其是沿海及西北資源型城市的多個(gè)大型項(xiàng)目相繼啟動(dòng)，對于設(shè)備可靠性的要求達(dá)到了從未有的高度。

　　三、擠壓機(jī)減速機(jī)：油液在線監(jiān)測與振動(dòng)監(jiān)測對比

　　然而，就擠壓機(jī)減速機(jī)早期異常磨損預(yù)警功能而言，目前國內(nèi)外大多采用的振動(dòng)監(jiān)測仍存在一些局限性。

　　一方面，振動(dòng)監(jiān)測主要是通過采集機(jī)械設(shè)備振動(dòng)信號，分析振動(dòng)數(shù)據(jù)來診斷設(shè)備狀態(tài)。但對于擠壓機(jī)這樣的變速、變載、低速設(shè)備，振動(dòng)信號的變化可能并不明顯，特別是在設(shè)備早期磨損階段，振動(dòng)信號的變化可能微乎其微，難以被準(zhǔn)確捕捉。

　　▲真振動(dòng)監(jiān)測實(shí)時(shí)曲線

　　此外，振動(dòng)監(jiān)測還需預(yù)先錄入齒輪和軸承的詳細(xì)參數(shù)，以生成對應(yīng)的故障頻率并進(jìn)行頻譜分析，這一過程不僅繁瑣，還可能因參數(shù)誤差或分析方法的局限性而影響診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

　　▲頻域振動(dòng)波形圖

　　另一方面，振動(dòng)監(jiān)測對于某些特定類型的故障(如潤滑不佳、軸承早期磨損等)的敏 感性可能較低，因?yàn)檫@些故障在初期可能并不直接表現(xiàn)為振動(dòng)的顯著變化。

　　相比之下，油液在線監(jiān)測系統(tǒng)在監(jiān)測減速機(jī)內(nèi)部早期點(diǎn)蝕、磨損等失效初期狀態(tài)方面展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢，這與振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)形成了有 效的互補(bǔ)。

　　▲擠壓機(jī)潤滑系統(tǒng)的油液在線監(jiān)測系統(tǒng)原理

　　實(shí)時(shí)采集潤滑油樣本的數(shù)據(jù)，包括溫度、粘度、水分、金屬顆粒等多個(gè)參數(shù)，這些數(shù)據(jù)能夠全方面反映潤滑油的健康狀態(tài)和設(shè)備的運(yùn)行狀況。通過對油液數(shù)據(jù)的持續(xù)監(jiān)測和分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)油液中的異常變化，如金屬顆粒增多、水分含量升高等，這些都是設(shè)備早期磨損的重要跡象。

　　在CBM(Condition Based Maintenance，即基于狀態(tài)的維護(hù))設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測體系中，兩者各有側(cè)重，共同構(gòu)成了設(shè)備健康管理的全 面視角。

　　▲在線油液監(jiān)測與振動(dòng)監(jiān)測在設(shè)備診斷預(yù)警中的作用對比

　　如上圖所示，“X”標(biāo)記了振動(dòng)監(jiān)測傳感器發(fā)現(xiàn)設(shè)備磨損的時(shí)間點(diǎn)，而油液監(jiān)測系統(tǒng)則能在該時(shí)間點(diǎn)之前約15倍的時(shí)間段內(nèi)提前預(yù)警，表明油液監(jiān)測在捕捉設(shè)備內(nèi)部早期磨損變化上更為靈敏和有 效。

　　四、擠壓機(jī)的智能故障診斷與油質(zhì)在線監(jiān)控預(yù)警

　　基于物聯(lián)網(wǎng)油液云平臺，結(jié)合減速機(jī)常見齒輪和軸承故障特點(diǎn)，智火柴為擠壓機(jī)打造出一套智能故障診斷與油質(zhì)在線監(jiān)控預(yù)警解決方案，填補(bǔ)了石化領(lǐng)域擠壓機(jī)關(guān)鍵部件在油質(zhì)在線監(jiān)測運(yùn)維技術(shù)的空白。

　　通過對擠壓機(jī)的油質(zhì)采集分析摩擦磨損缺點(diǎn)的形成機(jī)制，提取故障特征，聯(lián)合物聯(lián)網(wǎng)油液云設(shè)備智能運(yùn)維診斷平臺，構(gòu)建一套全時(shí)在線的監(jiān)控與預(yù)警體系。

　　通過人機(jī)界面可以直觀查詢?nèi)?0 ℃黏度、實(shí)時(shí)黏度、油溫、水分、鐵磁顆粒、非鐵磁顆粒等數(shù)據(jù)的歷史曲線。

　　以下是智火柴為某石化工廠的擠壓機(jī)齒輪潤滑系統(tǒng)實(shí)施了油液在線監(jiān)測技術(shù)改造成果。

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　　案例01 某化工廠循環(huán)擠壓機(jī)齒輪潤滑系統(tǒng)

　　監(jiān)測裝置采用支架安裝，選取擠壓機(jī)潤滑站的主回油管路開孔，作為監(jiān)測油液系統(tǒng)的油液取樣口，同時(shí)也在冷卻器前端管路開孔，形成一條回油支路，形成閉環(huán)整個(gè)油路系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)24h無間斷的油液采集監(jiān)測。

　　通過實(shí)時(shí)追蹤潤滑油在40℃標(biāo)準(zhǔn)下的等效粘度變化，評估油品劣化趨勢。監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部的微量水分傳感器，將水分飽和度(通常以水活性aw值表示)轉(zhuǎn)換為油液檢測通用的水分含量PPM值。

　　通過油液的模型數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，從而預(yù)防其導(dǎo)致的油膜破壞、添加劑失效、油泥生成及油品加速劣化等問題。

　　案例02 某石化企業(yè)乙烯低密車間擠壓機(jī)

　　同時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部傳感器運(yùn)用磁電技術(shù)來監(jiān)測鐵磁與非鐵磁顆粒的數(shù)量與趨勢，分別反映齒輪、軸承等鐵質(zhì)部件及軸承保持架、軸瓦等非鐵質(zhì)部件的磨損狀態(tài)。

　　結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)油液云平臺數(shù)據(jù)，全方面診斷并預(yù)警潛在故障，確保設(shè)備高 效穩(wěn)定運(yùn)行。

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　　案例03 某石化企業(yè)乙烯高密車間擠壓機(jī)

　　此方案實(shí)現(xiàn)了在線采集數(shù)據(jù)的多通道實(shí)時(shí)顯示及相應(yīng)的分析處理功能，完成了整個(gè)在線采集系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)和軟硬件系統(tǒng)的搭建。

　　INZOC智能故障診斷的油質(zhì)在線監(jiān)控預(yù)警解決方案，對擠壓機(jī)的智能化改造構(gòu)筑了一道堅(jiān)實(shí)的防線，很好地預(yù)防了因摩擦磨損而引發(fā)的生產(chǎn)中斷。

　　更實(shí)現(xiàn)了對擠壓機(jī)減速機(jī)等核心設(shè)備維護(hù)的前瞻性預(yù)知與精細(xì)化管理的飛躍，為企業(yè)捕捉市場先機(jī)、穩(wěn)固并拓展上層市場份額奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基石。

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