傳感器安裝
軸承是現代機械設備中的一種重要零部件，它的主要功能是支撐機械旋轉體，降低其運動過程中的摩擦力，并保證其回轉精度。不僅如此，軸承還會影響傳動精度，為了保證軸承在機械設備中正常發揮作用，確保設備安全可靠運轉，就必須對軸承的運轉狀態予以監控。影響軸承正常運轉的因素有很多，如潤滑不充分、安裝精度差都可能造成軸承溫度的異常升高，此時如果立刻停機，可有效避免設備、產品質量甚至人身安全事故的發生。由此可見，針對軸承溫度的監測對于設備維護保養具有重大現實意義，尤其對于重載、高速軸承，加裝測溫傳感器便顯得更為必要。本文將結合軸承溫度檢測介紹一種無線測溫技術在壓力機上的成功運用。
項目背景
此無線測溫項目系老舊汽車沖壓線針對軸承溫度監測的改造項目，由于原始供貨范圍內并未包含溫度監測設備，因此原壓力機上梁主傳動系統(圖1)也未考慮在設備上設計開槽、布線等結構。加之目前設備處于正常生產狀態而不具備長時間停機條件，此時無線測溫傳感器因其結構緊湊、免布線等特點在該特定情況下展示出其特有的運用優勢。
無線測溫系統設計思路
本系統采用分散式就地安裝的溫度傳感器，通過與測溫位置直接接觸采集被測點溫度數據，然后傳感器把采集的溫度數據信號通過無線的形式上傳到無線測溫中繼器上，中繼器再把接收到的信號增強后轉發到無線測溫主機，無線測溫主機可以實時顯示被測點的溫度數據，同時具有保存歷史數據、被測點溫度越限報警等功能，該系統的拓撲圖如圖2 所示。
無線測溫系統優勢
相比傳統的有線測溫方式，無線測溫系統的優勢除了體現在“無線”這一點上，還兼具其他優點。⑴因免于布線，設備本身開槽、打孔更少，對設備本體強度影響更低，安裝周期短、安裝方便靈活。⑵由于擺脫了走線的限制，無線溫度傳感器的布置方式相對傳統有線方式更靈活、結構更緊湊。
項目改造適用性分析
貼片式無線溫度傳感器
該型號貼片式無線溫度傳感器(圖3)采用低功耗設計，通過3.6V 耐高溫鋰電池供電，無需外接電源。它利用無線通信方式，將采集的溫度數據發送給主機，溫度每變化一次，發送一次數據，溫度無變化則每15 分鐘刷新一次數據，延長了電池的使用壽命。傳感器整體采用金屬設計，形成電磁屏蔽，不受周圍磁場干擾，能在強電磁場環境下穩定工作；安裝方便，只需要兩個不銹鋼螺絲固定；傳感器采用抗振結構，完全滿足沖壓車間現場使用需求。
無線通訊
考慮到壓力機上橫梁內為封閉式結構，采取無線通訊技術，對傳感器的信號傳輸進行了驗證測試，最大發射功率不超過10mW，最遠傳輸距離不小于300m，檢測溫度采取中繼器將信號進一步增強后轉換到無線顯示主機，主機與壓力機PLC 系統通訊關聯，將異常溫度報警與壓力機運行聯鎖，實現數據可視化聯鎖保護，做到風險的預見預測，便于查找源頭問題，徹底避免異常溫升導致的結構件重大損傷乃至損壞。
運動干涉檢查及強度分析
運用3D 建模技術，對主傳動部件進行運動模擬仿真，檢查安裝位置是否發生干涉，如圖4 所示。
利用有限元分析軟件，對安裝打孔部件進行強度校核，由圖5 所示軸承座有限元分析可知，打孔對軸承座強度的影響甚微。
改造與實踐
通過上述針對無線溫度傳感器的信號穿透能力、運動干涉及強度分析等一系列適用性研究可知，無線溫度傳感器能夠較好地應用于沖壓車間。同時，以其安裝的靈活性與便利性完美匹配新舊機型，對于改造類項目意義重大。現場實踐表明，該無線測溫系統運行穩定，測溫精準。通過此類技術的推廣與應用，設備的使用者與維護者可實現對設備重點部位的實時監控，有效降低了設備點檢難度，對于設備的預防性維護起到了事半功倍的效果。另外，隨著通信技術及網絡技術的發展，目前無線測溫傳感器制造商已推出了移動端APP，通過云平臺技術，可實現數據的上傳與下載。也就是說，設備維護人員能夠實現足不出戶，只通過手機就可對設備加以遠程監控與診斷，大大提高了操作維護的便利性與設備的安全性。
結束語
將無線溫度傳感器應用于壓力機的軸承溫度監測，是一次大膽而有意義的嘗試。通過新技術的普及與應用，廣大設備的使用者與維護者手中無疑又增加了一個為設備安全保駕護航的利器。
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