回转窑是水泥生产线中熟料煅烧工段的关键设备，其正常运行是水泥安全、高效生产的重要保证。水泥生产工艺复杂、生产环境恶劣，水泥回转窑一旦发生故障，并且如果故障没有得到及时解决，就很可能导致一系列的连锁效应，造成更严重的问题，给生产企业带来巨大的利益损失。对回转窑等水泥生产关键设备实时全周期在线状态监测，可以大幅提高设备的可靠性和使用寿命，防范突发事故发生，同时利用监测信息指导工艺管理和优化操作，是水泥工厂发展智能化制造必不可少的重要手段，必将显著提升企业生产经营管理水平。

中自庆安DS9100水泥设备在线监测与故障诊断系统采用自研专利技术，能够发现设备早期故障，并实时在线监测，持续跟踪，同时应用工业大数据和物联网技术，将设备状态监测与工艺状况结合，实现设备全生命周期管理，从而精准高效的指导生产、工艺过程，实现工厂智能化管理。

1. 案例背景

        某大型水泥集团旗下一个水泥厂回转窑减速箱在2019年10月26日发现二轴小齿轮断齿，在此之前，回转窑正常运行生产，现场运维人员在日常巡检过程中未发现明显异常现象，设备在2019年9月28日接入中自庆安DS9100水泥设备在线监测与故障诊断系统，系统检测到设备振动存在异常，二轴齿轮故障特征明显，存在断齿，随后现场择机停机检查，确认二轴断齿，经过处理后持续运行至12月底停机更换二轴后，更换后设备运行良好。

2. 设备情况

      回转窑采用电机驱动减速机，减速机输出后再经过一级减速传动齿驱动窑体，减速机为三级平行斜齿齿轮传动。

3. 振动详情

以下数据为DS9100在线监测系统实测数据：

回转窑二轴10月振动有效值趋势平稳（图1），说明故障在设备接入DS9100系统时已经存在；二轴时域波形中存在明显的冲击（图2），冲击周期为约为0.22秒，与中间轴齿轮故障特征对应，频谱图中存在中间轴转频（4.5Hz）间隔调制（图3），中间轴齿轮损伤明显，存在断齿。

更换后，时域波形图中冲击消失（图4），频谱图中故障特征消失（图5），设备运行良好。

图1 回转窑二轴振动有效值趋势图

图2 回转窑二轴时域波形图

图3 回转窑二轴频谱图

图4 回转窑二轴时域波形图（更换后） 

图5 回转窑二轴频谱图（更换后）

4. 检修结果

现场人员于10月底打开齿轮箱检查，发现二轴断齿，如图所示：

图6 齿轮箱检修情况

5. 总结

齿轮断齿若不及时处理，折断的齿轮会污染润滑油液，导致润滑油快速失效，同时脱落的金属颗粒会随润滑油进入齿轮啮合区，引起其他齿轮的快速失效，从而导致整台减速箱失效，使得维修成本增加，同时会增加因维修减速机的停机时长，造成更大的企业经济损失。DS9100水泥设备在线监测与故障诊断系统能精确定位故障，并及时预警，针对该水泥回转窑，及时、准确地预警二轴齿轮断齿，确保客户以最小的代价（仅更换二轴）解决设备问题，有效降低维修成本，提高生产效率，为设备的安全运行“保驾护航”，为企业的经营管理“出谋划策”。