橡胶双螺杆挤出压片机空运转及负荷运转时各轴承的温升检测

橡胶双螺杆挤出压片机轴承温升检测技术研究

橡胶双螺杆挤出压片机作为高分子材料加工的关键设备，其运行稳定性与可靠性直接影响到制品的质量与生产效率。轴承作为传动系统的核心部件，其温升是评价设备运行状态、装配质量及润滑效果的重要指标。过高的温升会加速润滑脂老化，降低轴承寿命，甚至导致设备卡死或损坏。因此，对轴承温升进行系统化检测至关重要。

一、 检测项目

轴承温升检测主要包括空运转试验和负荷运转试验两部分。

1. 空运转试验温升检测

   • 目的：检验设备在无负载状态下，各轴承部位的装配精度、润滑系统工作状态及是否存在初始故障。

   • 方法及原理：

     • 方法：设备在额定转速下连续运行，直至各轴承部位达到热平衡状态（通常为每小时温升变化不超过1℃）。

     • 原理：空运转时，轴承的发热主要源于内部摩擦，包括滚动体与滚道的弹性滞后、差动滑动摩擦以及润滑剂的粘性阻力。通过监测温升，可以间接判断轴承的预紧力是否合适、游隙是否恰当、润滑脂填充量是否合理。异常的快速温升通常预示着装配过紧或润滑不良。

2. 负荷运转试验温升检测

   • 目的：考核设备在典型工艺负载下，轴承承受工作载荷时的温升性能，验证其散热设计与承载能力。

   • 方法及原理：

     • 方法：在空运转试验合格后，按设备设计规格投入橡胶物料，在设定的工艺参数（如转速、温度、喂料量）下进行连续压片操作，监测整个过程中各轴承的温度变化。

     • 原理：负荷运转时，轴承除内部摩擦外，还承受由物料输送、压缩、剪切所产生的巨大轴向力和径向力。这些载荷使轴承摩擦副间的接触应力增大，导致摩擦功增加，从而产生更多热量。此时的温升是轴承动态性能、负载分布均匀性以及冷却系统效率的综合反映。

二、 检测范围

轴承温升检测覆盖了双螺杆挤出压片机的所有关键轴承位，其需求贯穿于多个应用领域：

1. 设备制造与验收：作为出厂检验和客户验收的核心项目，确保新设备符合设计规范。

2. 塑料与橡胶工业：在母料制备、动态硫化、粉末橡胶造粒、硅胶压片等工艺中，设备长期处于高负载、高温状态，轴承温升是预防性维护的关键参数。

3. 新材料研发：在加工高强度、高粘度的特种橡胶或复合材料时，负载工况苛刻，需密切监控轴承温升以保障设备安全。

4. 设备维护与故障诊断：定期检测轴承温升，与基线数据对比，是预测轴承磨损、润滑失效等早期故障的有效手段。

三、 检测标准

为确保检测结果的科学性、准确性和可比性，检测过程需遵循国内外相关标准规范。

1. 国内标准：

   • GB/T 13577-XXXX《橡胶塑料挤出机》：该标准规定了挤出机的基本参数、技术要求与试验方法，其中明确要求对传动系统轴承的温升和最高温度进行检测，并通常限定轴承外壳温升不超过40℃，最高温度不超过75℃。

   • JB/T 8538-XXXX《塑料机械用双螺杆挤出机》：虽侧重于塑料机械，但其对轴承温升的检测方法、测量点位及合格判据对同结构的橡胶压片机具有重要参考价值。

2. 国际标准：

   • ISO : 《橡胶塑料机械 - 双螺杆挤出机 - 试验方法》：提供了国际通用的性能测试框架，其中包含对轴承系统运行稳定性和温升的评估要求。

   • VDI （德国工程师协会规程）：一系列关于机械传动部件测试的指导性文件，对轴承的温度测量方法和评价准则有详细规定。

在实际操作中，应优先遵循设备技术协议或产品标准中的具体规定。

四、 检测仪器

进行轴承温升检测需要高精度、高可靠性的测温仪器。

1. 接触式测温仪

   • 热电偶温度传感器：

     • 功能：通过直接接触轴承座外表面或嵌入预置的测温孔进行测量。其原理是利用塞贝克效应，将温度差转换为电势差。

     • 应用：适用于需要连续、实时监测和记录温度曲线的场合，精度高，响应快，可接入数据采集系统。

   • 铂电阻温度传感器（PT100）：

     • 功能：利用铂电阻的电阻值随温度变化的特性进行测量。

     • 应用：在中等温度范围内具有极高的精度和稳定性，常用于实验室环境或对测量精度要求极高的验收测试中。

2. 非接触式测温仪

   • 红外测温仪（点温枪）：

     • 功能：通过探测轴承座表面发射的红外辐射能量来确定其温度。

     • 应用：适用于快速巡检、初步排查或难以安装接触式传感器的部位。其优点是便捷、安全，但测量结果易受表面发射率、灰尘、油污及测量距离角度的影响，精度相对较低，多作为辅助手段。

   • 红外热像仪：

     • 功能：能够生成整个轴承座乃至整个传动箱体的温度场分布图像。

     • 应用：不仅可以发现温度异常点，还能直观显示温度分布的不均匀性，对于诊断轴承对中不良、负载不均等复杂问题极具价值。

3. 辅助设备

   • 多通道数据采集仪：用于同步采集多个热电偶或热电阻的信号，实现对所有轴承点的同时监测和数据记录。

   • 环境温度计：用于精确测量试验环境的 ambient 温度，以便准确计算温升（温升 = 实测温度 - 环境温度）。

结论

对橡胶双螺杆挤出压片机进行系统性的空运转及负荷运转轴承温升检测，是保障设备长期稳定运行、优化工艺参数、实现预测性维护的基础。检测工作应依据明确的标准，选择合适的精密仪器，并严格规范操作流程。通过建立完整的轴承温升数据库，不仅能为设备验收和质量控制提供依据，更能为后续的故障预警和寿命评估提供坚实的数据支持。