近年來立磨、輥壓機、筒輥磨等粉磨設備的出現和改進推動了水泥工業(yè)節(jié)能粉磨設備和工藝的快速發(fā)展。新型的粉磨工藝大幅度提高了粉磨系統(tǒng)產量降低了系統(tǒng)電耗。粉磨設備的安全、平穩(wěn)、可靠、無故障地運行是現代水泥廠提高經濟效益的關鍵條件。這些設備都具有大型、低速、重載、粉磨壓力大等特點，工作環(huán)境比較惡劣，還承受著嚴重的沖擊負荷，物料的有關物理特性、生產工藝參數變化等對設備工況的影響較大，這些因素都會造成設備故障率上升。
現代水泥廠已廣泛采用分散控制、集中管理的集散型控制系統(tǒng)ＤＣＳ，獲取生產過程的工藝、設備參數，判斷過程工況，據此實施適當的操作控制，保證生產穩(wěn)定運行和優(yōu)良的產品質量。其中涉及粉磨設備的監(jiān)測位置和參數隨設備類型不同略有差異，但不外乎電機電流、設備振動、軸承和潤滑油溫度等。如對于立磨，主要有減速機輸入軸座或機座上振動，以及高、低壓潤滑回路的油溫油壓，減速機箱底油位，磨輥壓力、軸承溫度等；輥壓機主要有主機架振動，主軸承溫度，減速器油溫油位，液壓缸壓力等。但是，現有監(jiān)測參數并不能有效預知減速機、主軸中齒輪、軸承的磨損或斷裂發(fā)生以及損傷程度。
一.監(jiān)測溫度和振動參數的不足
現有檢測軸承溫度主要是為監(jiān)測軸承潤滑狀態(tài)和元件的損傷。但導致軸承溫升的原因很多，如軸承精度低、主軸彎曲或箱體孔不同心、裝配質量低、潤滑不良、軸承內外殼跑圈、軸承損壞等。實踐表明，在軸承潤滑良好時，除非軸承被拉垮，一般來說元件發(fā)生明顯磨損或初始斷裂，軸承溫升并不顯著。另外，粉磨設備某些軸承的溫度還難以檢測，如立磨行星減速機中行星輪軸承溫度。
檢測振動信號是監(jiān)測軸承和齒輪故障最有效的方法，有關技術已相當成熟，并得到成功運用。但對于粉磨設備，正常工況下高壓粉碎物料產生較強的連續(xù)振動沖擊信號，足以淹沒故障軸承和齒輪的振動特征信號。何況如立磨行星減速機中，軸承和齒輪安裝于堅固圓柱形箱體內，上部是緊湊浮動的行星傳動輪系，從外部難以檢測到有意義的故障振動信號，內部結構和工作環(huán)境決定了安裝振動傳感器是極其困難的，傳感器能否可靠工作，還需要在減速機設計階段加以認真考慮。所以，在粉磨設備中很少用振動信號監(jiān)測和診斷軸承和齒輪故障。現有在減速機輸入軸座或主機機座上量測振動速度或位移值，并與主機電機聯鎖是為了防止運行中發(fā)生強振動對主機及關鍵零部件造成損害。實際上，設備維護人員對于主機關鍵部件，如立磨減速機、輥壓機主軸軸承的運行狀況，常常感到沒有把握。這對于防止突發(fā)事故，保障設備安全、減少停機時間，防止停產損失、提高設備可靠性，延長設備使用壽命、優(yōu)化維修決策，合理安排維修等都是不利的。
二.積極采用油液分析技術
潤滑系統(tǒng)是粉磨設備的重要組成部分，如減速機、主軸承、磨輥軸承潤滑油回路等。顯然，可以采用油液分析技術（如鐵譜分析）彌補溫度、振動參數在監(jiān)測以上關鍵部件磨損、疲勞破壞方面的不足。所謂油液分析，是指通過對從運行設備中所取得的有代表性的潤滑油樣的檢測和分析，獲得有關設備在用潤滑油性能指標變化、油中磨損產物、污染和變質產物的宏觀或微觀物態(tài)特征信息，并由此評判設備潤滑與磨損狀況或診斷相關故障的技術過程。
設備中的潤滑油在使用過程中，受設備工況變化的影響和環(huán)境因素的作用，在組成、結構和性能上也在發(fā)生著一系列的變化。研究表明，設備運行過程中出現的高溫作用、相對運動表面,例如齒輪表面對潤滑油存在的高剪切作用等，均可導致潤滑油發(fā)生氧化變質并產生相應的變質產物。在用潤滑油所發(fā)生的氧化，非但使其保持固有特性潤滑油膜的能力下降，而且隨著氧化變質產物的增多，油品的粘度發(fā)生顯著變化，最終使摩擦副的潤滑狀況惡化，機件發(fā)生損傷的幾率大大增加；而來自環(huán)境或冷卻系統(tǒng)泄漏的水分混入潤滑油中的含量達到一定程度時，潤滑油會產生乳化，從而失去原有的潤滑效能。油品中的其它一些污染物，如：塵埃、砂粒、金屬顆粒、油泥、纖維以及一些有害氣體等的出現，也會對機械系統(tǒng)產生惡劣影響，或直接介入摩擦表面引起磨粒磨損，或阻塞油路使摩擦副的潤滑缺油，或引起油品性能改變影響摩擦副正常潤滑，或導致油品發(fā)生化學變化而嚴重變質。顯然，對油品性能及其污染物形態(tài)和數量的動態(tài)監(jiān)測，對于及時掌握設備中惡劣工況的出現、發(fā)現相關子系統(tǒng)出現的泄漏故障以及潤滑效能的可能變化，及早排除可能的故障隱患有著十分重要的意義。
在另一方面，在用潤滑油還是機械中關鍵摩擦副磨損產物的主要載體。在機器的運轉過程中，摩擦副磨損所產生的微粒會隨之大量地進入潤滑系統(tǒng)，這些微粒在油液中循環(huán)。通過在設備潤滑系統(tǒng)油路中采集有代表性的油樣，將其中的磨損微粒分離出來加以分析，能夠找到有關機械設備潛在的或正在發(fā)生的失效與故障的十分重要的信息。已有的研究證實，處于不同磨損時期磨合磨損期、正常磨損期、異常磨損期的機器所產生的磨損微粒在形態(tài)特征上存在著較顯著的區(qū)別；不同磨損機理比如粘著磨損、磨料磨損、表面接觸疲勞磨損、腐蝕磨損等磨損作用下所產生的磨損微粒特征例如形狀、尺寸、表面形貌、數量、分布等也存在著較大差異；不同運動形式和不同材質的摩擦元件所產生的磨損微粒在形態(tài)特征和材料組成上也有著顯著的不同。因此，通過對磨損微粒形態(tài)分析包括宏觀與微觀上的形貌、數量、尺寸分布和成分等特征的分析，能夠查明機器潤滑與磨損故障的模式、程度及機器所處的狀態(tài)，確定故障發(fā)生的原因，從而為進一步的設備維修決策提供依據。由于潤滑油樣的采集可以在不停機、不解體的情況下較為方便地進行，對油液中磨損微粒的分析可在機器運行的同時動態(tài)實施。實踐證明，只要方法得當，油液中磨損微粒的分析能夠在故障發(fā)生的早期便發(fā)現潛在的或正在出現的問題，這對于設備預防性維修具有特殊的意義。不言而喻，將設備在用潤滑油的品質、污染指標的監(jiān)測與油中磨損微粒的分析有機結合，形成在一定程度上互為因果的設備摩擦學狀態(tài)監(jiān)測體系，對于提高實際設備故障的預警水平、制定更為科學的換油周期和設備維修計劃意義重大。有關油液分析的內容和方法（如常規(guī)理化指標、鐵譜和光譜分析），取樣頻率、方法及規(guī)則等可參見有關書籍文獻。
現代水泥生產企業(yè)在采用油液分析作為設備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷過程中，可先與高等院校、專業(yè)油品檢測機構合作，從送油樣檢測分析、培訓專門人員積累經驗入手，到購置必備儀器開展現場監(jiān)測工作。要做到定機組、定周期、定儀器、定人員地進行，堅持不懈才能取得良好效果。
三.結束語
對于現代水泥粉磨設備，油液監(jiān)測、鐵譜分析與診斷技術有其不可取代的地位和優(yōu)勢。隨著計算機技術、圖像分析技術和模式識別技術用于油液監(jiān)測和磨粒自動識別，克服了其在應用時依賴于人的知識、經驗的因素，為水泥企業(yè)運用該技術，提高設備管理水平奠定了基礎。
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