端面热电阻在油膜轴承测温上的应用
作者 :  李长柬

  摘 要:江苏沙钢高速线材轧机全部为MORGAN轧机,轴承采用油膜轴承,轴承测温采用K型热电偶,伴随着设备的运行及拆卸维护,一些原配的热电偶经常会损坏,由于原装进口热电偶价格昂贵,采购周期很长,坏的热电偶时常不能及时更换,使设备失去了保护,采用端面铂热电阻对损坏的热电偶进行替换、进行测温,可以起到热电偶测温一样的效果,有效降低了设备维护费用。
  关键词:轧机;辊箱;油膜轴承;热电偶;端面铂热电阻;信号转换模块
  1 前言
  沙钢集团自上世纪90年代引进第一条MORGAN进口线材精轧机后至今共计引进了8条生产线,均已投产,由于高线轧机线速度较高(最高可达115米/S)用于传动的辊箱辊轴最高速可达10000rpm,所以辊轴必须进行充分润滑并进行温度监控,如运行中辊轴轴承温度过高时必须立即停车以免烧坏辊箱,MORGAN进口线材精轧采用油膜轴承,轴承测温采用K型热电偶,轧机运行时用来监控油膜轴承温度,实际使用中如部分辊箱负荷过大时就会造成油膜轴承温度偏高、热电偶长时间工作在高温区、再加上辊箱要经常性的换下保养,时间一长热电偶就有损坏,如不及时修复,就无法及时监控到辊箱油膜轴承温度,在没有监控的情况下辊箱运行很危险,一旦温度过高,没有及时停机就会造成辊箱烧毁,造成重大损失。
  2 用端面铂热电阻替换损坏的热电偶
  端面热电阻的感温元件由特殊处理的铂丝绕制,紧贴在传感器探头端面,与一边的轴向热电阻相比,更能准确和快速地反映被测点的实际温度,在轴瓦测温中得到广泛的应用。油膜轴承测温中选用的端面热电阻型号为WZPM-201,分度号为PT100,测量范围为-150~300℃,热响应时间小于1S,导线长1000mm 。
  用端面热电阻更换极其简单,由于微型,端面热电阻和热电偶测量头直径几乎一样,只要拆下坏了的热电偶用热电阻替换,接好线就行。
  3增加热电偶、热电阻转现场信号换模板
  在现场分线箱中增加图尔克信号转换模块(IM34-12Ex-Ri),IM34模块可以接收热电偶信号也可以接收热电组信号,只要根据不同输入信号按模板说明将拨码开关选择不同挡位既可,热电偶信号和热电阻信号统一转化为电流信号(4-20Ma),将电流送入测温检测的PLC系统,由于将温度信号转换为了电流信号,根据电流信号衰减比较小的特点可以利用原来为热电偶敷设的电缆,节省投资。图3为信号转换模板接线图,图4为拨码选择开关。
  4 热电阻接线方式的选择
  热电阻接线方式主要有两线制、三线制和四线制三种。两线制接线方法简单,但连接导线存在沿线电阻,测量精度较低;四线制是在热电阻的根部两端各连接两根导线,其中两根引线专为热电阻提供恒定电流,这种引线方式可完全消除引线电阻影响,但投资较大;三线制是在热电阻根部的一端连接一根导线,另一端连接2根引线,这种方式通常与电桥配套使用可以基本消除导线电阻的影响,是工业控制中最常用的接线方法。
  5更换ABB PLC系统的模拟量输入模板
  ABB系统原来用于采用热电偶信号的模板是AI835,该模板只能接收热电偶信号,必须将其更换为能接受电流电压信号的AI810,由于2种模板的安装基板TU830接线一样,所以基板不用更换,外部接线也不用更改,只要将系统组态中的模板型号进行更改并重新下装即可,图5为两种模板外部接线示意图。
  6效果与结论
  采用此方案只对损坏的热电偶进行替换,没有损坏的热电偶仍就可以继续使用,用于替换的端面铂热电阻安装方便,只对原有的热电偶安装孔进行稍许扩孔即可,利用原有的布线及固定夹具进行固定;两种传感器共用一种信号转换模块,只是根据信号不同连接不同的接线端子并将拨码开关拨到适当的位置,原有外部电缆也不用更换,具有施工方便的特点,最重要的是价格便宜,只有热电偶价格的1/10不到,国内很容易采购,不需进口,再保证使用效果的情况下极大的节省设备检修维护费用,方便维护,在实际中取得良好效果。

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