开式齿轮润滑温度监控方案

一、开式齿轮润滑温度监控方案背景

开式齿轮是靠齿轮机构中每对啮合齿面的相互作用和相对运动进行动力传送。在齿轮传动过程中，相互接触的轮齿之间同时存在着滑动摩擦和滚动摩擦两种形式。在轮齿开始啮合时，主动齿轮齿根和被动齿轮齿顶接触，由于齿根和齿顶的切向速度不同，两齿面间产生速度滑差，形成滑动摩擦。随着啮合的进行，滑差逐渐减小至节圆处时为零，过节圆后滑差方向相反且逐渐增大至脱开。啮入和啮出瞬间滑差最大，产生的滑动摩擦力也最大，节圆处滑差值为零形成了滚动润滑，啮合轮齿间的摩擦力和接触应力将相互接触的齿面微凸体温度急剧升高，使两齿面发生粘着，甚至焊合，造成齿轮的疲劳和磨损，最终导致轮齿断裂，调查发现开式齿轮传动装置损坏原因中有 18.2%是由于润滑不良造成的。

开式齿轮高负荷及恶劣环境等条件下工作，由于外界杂质或者水汽等污染物进入润滑系统，以及齿轮润滑油选型，齿轮表面擦伤和点蚀等现象，都会导致润滑油粘度和油膜破坏，油膜破坏后加剧齿轮润滑不良，进一步导致齿轮摩擦加剧，温度升高，因此在定期检查润滑油品质及齿面内窥镜检测基础上，增加在线实时齿面温度检测，也是一种有效预防开式齿轮润滑不良，齿面损坏的手段。通过现场安装的三套在线红外测温仪，实时检测传动齿面温度情况，并把温度数据上传至控制室，现场利用无纸记录仪记录温度数据，并显示，且可以通过 4G 网络将实时温度数据上传至云端，在手机和电脑端远程查询实时温度。

现场安装位置图(水泥厂磨料机开式齿轮)

三套红外测温仪，以及安装支架和盖板一体

二、开式齿轮润滑温度监控方案产品介绍

2.1) TP2360V1红外测温传感器简介

TP2360V1红外测温传感器具有非接触式、常温范围内精度可达到±0.5℃、响应速度快等优势，内置菲涅耳透镜，日光免疫，梯度温度补偿，物距比高达12:1。

传感器出厂校准温度范围为：环境温度-40~125℃，物体温度-70~380℃。

探头采用铝合金金属外壳，耐高温抗氧化，内置进口Melexis红外测温感应传感器，通过RS485总线和单总线两种方式输出数据，其中RS485方式通讯协议为Modbus RTU协议，单总线协议参考下文通讯协议部分，可通过上位机软件更改传感器ID，供电采用宽电压3.3 -26v直流供电。导线采用耐高温屏蔽线，线长可定制。设备整体体积小，方便用户集成安装。

2.2) TP2360V1详细参数

• 产品名称：红外测温传感器
• 传感器型号：TP2360V1
• 生产厂家：TOPRIE
• 外形尺寸：112*19.5mm
• 工作环境：-40~85℃ 0~90%RH
• 存储环境：-10~45℃ 0~95%RH
• 测量范围：-70~280℃/-70~380℃
• 分辨率：0.02℃
• 精度：Ta和To由0到+50℃范围内，精度可达0.5℃(详见下文精度分布图)
• 测温物距比：11.6:1 (假如发热源为10cm外径，则最远测量距离为116cm)
• 内置激光指示灯
• 视角：5°/ 10°
• 发射率：0~1(默认为1)
• 红外波段：5.5-14um
• 标定：出厂已标定
• 传感器重量：65g
• 测量精度：见精度表
• 使用寿命：额定工作环境下大于5年
• 工作电压：DC 3.3-26v
• 工作电流：RS485模式<15mA

单总线模式支持休眠，休眠功耗<3uA

• 通讯类型：RS485 9600，8，N，1

单总线 详细信息参考下文

• 通讯协议：Modbus RTU 单总线协议
• 数据响应时间：<200ms

2.3) 温度测量精度分布表

温度传感器采用进口MELEXIS医疗专用红外测温传感器。

Ta：探头工作环境温度 To：被测物体温度

图：探头精度分布表

所有精度范围在稳定的等温条件下测得。

医疗精度级温度精度分布图如下图5-2所示，Ta在16℃到40℃并且To在22℃到40摄氏度之间。

Ta：探头工作环境温度 To：被测物体温度

图5-2 温度精度常温下分布

红外温度传感器图片

2.4)T3-485主机参数

三、开式齿轮润滑温度监控方案方案拓扑图

T3再输出485信号(标准modbus协议)将数据传到DCS系统.

四、开式齿轮润滑温度监控方案物联网云平台

物联网平台将上传的数据进行处理：可以实现实时数据的数值、曲线显示;远传数据的储存;远程微信&短信&邮件报警;手机APP远传查看等等一系列的功能，有效的保证了现场系统的运行稳定可靠性。

物联网平台PC端显示界面

云平台同时提供了微信报警和短信报警功能，当某个值达到设置的上下限时，通过微信或者短信给指定的管理人员发送报警信息。

手机监控界面

云组态界面