故障诊断技术在烟草机械中的应用

故障诊断技术在烟草机械中的应用

许兵

许兵常德烟草机械有限责任公司湖南常德415000

摘要：作为一门新学科的机械故障诊断技术，突飞猛进的发展是在近二十年来取得的，特别是计算机技术的应用，使其做到了智能化阶段。

现代化设备检修技术的主要组成部分是现在的故障诊断技术，而且正日益成为设备诊断管理工作现代化的一个重要标志。

关键词：状态监测；故障诊断；研究探讨

引言

烟草行业设备先进，自动化程度高，进口设备占全部设备的一半左右。中国烟草总公司《烟草工业企业设备管理办法》明确要求“积极采用设备状态监测和现代故障诊断技术，发展以设备技术状态为基础的检修方式”。

1.故障诊断概述

1.1故障诊断的含义故障诊断技术是识别机械设备运行过程中的状态、进而确定其整体或局部是否正常、以便早期发现故障、查明原因并掌握故障发展趋势的一门科学，其目的是对设备进行故障检测，分析故障形成原因，以防患于未然，提高设备运行效率及可靠性，对设备特别是大型机械设备进行预知维修及预知管理。

1.2设备故障诊断技术的研究方向故障诊断技术主要包括以下两个方向。

（1）设备的状态检测技术（简易诊断）。它是指对设备（部件、零件）的某些特征参数进行测试，并根据所测得的值与规定的正常值作比较，以判断设备的工作状态正常或异常（存在故障），其特点及优势是能迅速对各种类型的机械进行振动测量，能在现场给出检测结论，使用方便且经济。

（2）精密诊断技术。它不仅要对机器设备的状态是否正常作出判断，更重要的是对机器故障的原因、部位及严重程度作出估计。这类技术属于一种开发性技术，需要精密的仪器，要有经过专门训练的工程师来进行，一般只在重要的设备上进行。

2.烟草机械设备常见问题及对策

2.1ZJ17卷接机组噪声测试及分析为了准确获取ZJ17卷接机组噪声源特性及其贡献率等信息，噪声测试采用空压、除尘系统及机组分别启动方法，并对相同机组进行了多台噪声源特性及贡献率的统计分析。ZJ17卷接机组噪声主要由机械系统噪声和风送系统空气动力噪声两部分构成］，A计权噪声声级最大值为89dB（A）。基于频谱特性分析可知，ZJ17卷接机组工作噪声为稳态噪声，噪声能量主要集中于低、中频率范围，1/3倍频程最大噪声为125Hz频域。ZJ17卷接机组操作位噪声频谱呈现以59Hz（对应声波波长为5.76m）为基频的多谐频特征。在机组分别启动时的噪声测量分析中发现，59Hz基频噪声来自于ZJ17卷接机组的接装部分。当机组空车运行时，噪声频谱中无59Hz频率成分；而当机组带料运行时，59Hz基频噪声异常明显。通过对机组接装部分机械运动计算可知：在噪声测量中当卷烟机工作速度为7000支/min时，鼓轮切断、吸放烟支的频率为7000/（2×60）=58.33（Hz）；当卷接机工作速度调整变化时，噪声测量频谱的基频数值也随之改变。

对于ZJ17卷接机组接装部分鼓轮吸放烟支产生的周期气动噪声，其噪声本质上应为机组负压空气与鼓轮吸附槽形成的运动机械-气体动力耦合激励声。由于ZJ17卷接机组尚未采取降噪声措施且机器内部存在大量物料输送、电缆过线口等声学开放通道，因此ZJ17卷接机组接装部分59Hz空气动力性噪声便通过机组各类声学开放空间、内通道以及机组通风口等向外辐射，形成车间的主要噪声源。

2.2卷接机设备零件存在的问题根据当前ZJ17卷接机运行机制与传统卷接机进行分析，传统卷接机设计结构原理简单。在布设结构上没有对烟丝进行负压的装置，使其整理后的烟丝没有条理性，并且在其过滤中没有将有效的杂质进行滤除，使之出现在平整器的劈刀内，增大了杂质与设备零件之间的磨损程度，最后造成设备出现故障，对于一般性的卷接机价格都在几百万左右，但是对于技术性较高的卷接机的价格都在上千万。这种类似的故障设备的维修费用就能花费较大的数额。传统设计的卷接机在风室体导轨的部位处没有安装后项的滚轮，使之造成烟丝传输之间的空隙过大，无法受力均匀的传输至烟枪内部进行整理，最后整理出的烟丝没有条理性，无法进行后期的包装处理。在卷接机平整器进行烟丝处理时，由于机械冲击力较大，对于设备内部零部件有一定的磨损，其次在烟枪接头处由于在对烟条进行整体式，设备产生较小的晃动，缺乏实质的稳定性能，造成烟条内部的排序没有条理性。并且在平整器部位还安装了摩擦离合器，以此通过不同的阻力保护劈刀，但是在实际应用过程中出现了较大的障碍，其中当平整器受到较小阻力时，依靠自身的传动摩擦部位进行滑行，确保劈刀不受到阻碍，但是遇到较大阻力时，使之出现劈刀断开的部位不彻底，造成尖部有一定的损坏。

2.3故障原因分析在设备正常运行期间观察其工作状况，其中包括对烟丝受力程度、传动装置的冲击力以及平整器的传动零件的磨损程度进行分析研究。在对烟丝受力程度进行分析时，首先对风室体内部的设计结构进行分析，其中风室体是依靠内部滑轮的滚动来压制运送的烟丝。但是由于烟丝整体受力面积较大，在压制过程中由于滑动轮采用的滑动摩擦存有一定的间隔，后轮带动前轮之间的滚动摩擦，使之输送过的烟丝仍不能被后面的滑轮所压制，最后导出的烟丝疏密程度不一致，给后期的烟枪的处理带来不必要的麻烦。由于在设备结构设计平整器时，采用三个滑动轮维持平整器的正常运转，滑动轮半径大小的不同使之线速度相同，角速度却不相同，最后造成设备在整理烟束时，产生较大的冲击力。冲击的过程期间由于零件之间的窜动，使之零部件之间的磨损程度加大，造成平整器在对烟丝处理时，不具有一定的稳定性能。其次出现的机械故障便是烟枪接头处，因烟丝存有的杂质，造成烟枪处理时，与传送装置产生机械性碰撞。使之烟枪的水平位置发生侧移，造成零部件之间的松动，出现离心的现象。最后造成烟枪对烟条包装处理过程中没有一定的稳定性。除了上述出现的故障还有设计原理上存有的故障，其中对卷接机平整器的设计原理中依靠的是摩擦力的带动向前传输，再同步盖轮压盖上面设有固定的四个螺栓，每个螺栓位于传动轮四个平衡位置点处，然后使之传动轮与轴套连接，确保传动系统的完整性，把四个螺栓紧固后与同步带轮保持相同的线速度，最后将同步齿轮将传动摩擦力运输情况传输至平整器系统。

3.总结：

发展到今天的故障诊断技术，对于正在被扩展的故障诊断的研究，它也逐渐由理论性研究发展到与实际紧密结合，发展至将来必将会实现诊断与控制的结合。而我国的故障诊断事业也会在这样的大环境中蓬勃发展，相信在不久的将来，以理论与实践相结合的故障诊断技术将在我国烟草设备工业中发挥越来越大的作用。

参考文献[1]接道良.烟草企业自动数据采集系统的研究与实践[j].自动化仪表,2006,(03).[2]张家毅,宋世川.在线设备状态监测系统与制丝线自动化系统的集成应用[j].烟草科技,2005.