所有現在在運行的高鐵都有傳感器,當軸承溫度或者油溫接近于100度或者超過100度就會馬上報警,甚至停車。上面這張圖是在高鐵上實際測到的不同部位的溫度變化情況,橫軸就是速度。當這個速度超過300公里的時候,很多地方的溫度是急劇上升的。齒輪箱的溫升是在高鐵運營過程中非常關注的現象,我們結合這個研究,就建立了一個比較完善的齒輪箱的溫升模型,包括摩擦功耗引起的溫度增壓,還有潤滑油的粘溫特性,還有散熱程度,放在一起預測溫升。
這是我們做得實際測得的溫升模型和理論值的對比,都是一些技術。
我們比較了不同的潤滑油,這些潤滑油的粘溫特性都一樣,我們選油最重要的就是粘溫指數,認為粘溫指數相同的,可能這個油再加上相應的種類,齒輪油都可以用了。但實際上做出來的結果,不同的油,即使粘溫指數相同,最后導致的溫升有非常大的差別。同時測試齒輪箱的效益會和油的種類有很大的差別。選油還是個技術活,不是給你這種粘溫指數的就可以用了。
同時我們做了齒面的膠合實驗,相同的油粘溫曲線,抗膠合的能力差距非常大。
我們針對高鐵給出了選用標準,怎么樣選擇齒輪油、怎么樣換油。在我們國家有這個標準之前,日本的動車引進的油,賣給我們的齒輪油一升1000多塊錢,基本上是天價。我們幫助這個企業做完這個標準,日本的油主動降到300塊錢一升,即使這樣,現在企業拿到這個標準,還再選國外的油,同時也在搞自主研發。在自主創新里頭,如果有自己的標準,以我為主的企業標準,國外這些東西的價格是絕對可以降下來的,不會被別人卡著脖子。
我們還有一部分的工作就是齒輪箱的故障,包括現在風電最大的問題是故障率比較高。我們做了一部分工作,分析它的潤滑劑變色的機理,包括軸承保持壓的破壞,還有表面材料的缺陷等,時間原因就不太講了。
在這個研究基礎上,我們現在把齒輪箱的故障,至少在高鐵領域相對應的可能會有幾種。有齒面和軸承的磨損和破壞,還有潤滑油的高溫氧化,還有放電所產生的物質,還有齒輪箱的結構破壞,或者密封產生的效果,還有外部引入的沙質,最后造成軸承破壞。我們現在形成一套判別方法,測它的水分、聚合物的成分變化等。
整個做成的鏈條,就是做潤滑油的檢測,預測一些關鍵零部件的更換,最后保證齒輪箱的正常運行。在這個基礎上,我們也自己研發了一體化的油液檢測箱。我們可以進行油液的加固和取出,可以控制電機,同時可以進行系數采集。內嵌了一個專家系統,測出來的點,會在專家系統最后給出判斷,這個油在正常范圍內,還是有可能的故障。
未來的時候,對潤滑技術提升齒輪箱的技術途徑。目前,比較側重于固體方面的可能會修正齒形、改正材料、優化結構,但成本比較高、研究周期比較長。我們這個研究,對于齒輪箱來說,潤滑油是它的主要部件,選擇了合適潤滑油和添加劑,進行合理維護和合理換油,同時加強你的在線檢測技術,實際上可以大幅度的提高整個的工作效益,而不用做改善齒面這些工作,所以油品還是整個齒輪箱的一個關鍵環節,應該對它進行足夠關注。
我們現在潤滑油的選用標準。因為今天有很多產業界的朋友,大部分我們選油一個就是你當初買這個齒輪箱,這個齒輪箱的設備商會指定用什么油,他們是根據什么選油呢?基本上至少在國內所有的齒輪箱生產廠,他們都沒有相應的潤滑分析、潤滑設計,他們的選用標準,基本上賣油的人推薦給他們。還有一種換油的時候,基本上都是供應商推薦給你的意見。我們建議你選擇合適的潤滑油,應該根據你這個摩擦的載荷、速度、運行環境、還有節能環保的要求,決定你該用什么樣的油。即使看上去一樣的油,出來的結果是相差很大的。
加強油液分析,也就是我們這個設備的血液的檢測,目前所有的途徑從設備上抽取油樣進行檢測,判別是否有故障,進行部件維修。
還有一個,針對油液的在線檢測和故障的預警系統,包括在線傳感器、數據采集以及油品狀態評估和最后制訂計劃。傳統的潤滑技術已經進入了設備管理、生產管理和企業管理的一部分,成為了許多管理中的一個大項。
剛好借這個機會,剛才柳院長也講了工業4.0,實際上從我們前面的研究來說,我覺得從潤滑管理的角度來說,它是嵌入工業4.0一個很好的入口,這是我自己的觀點。潤滑管理的4.0,一個是標準化、信息化、網絡化到智能化,目前我們國家的所有的齒輪箱或者是用油,選用標準規范是否合理,實際上還存在很大的問題,大家選油上面比較任意,或者用油公司推薦就可以了,所以存在著魚龍混雜的市場,你怎么樣選對油。我們國家現在的狀況還是百年老店,只有一個中石油、中石化,像奧吉娜如果想分得一羹非常非常難,只能在市場夾縫里。未來如果規范進行挑選,這個市場上怎么樣選備?我比喻就好象淘寶店,淘寶店大家什么都能買得著,價錢也便宜,但是魚龍混雜。
隨著第二步潤滑管理走向信息化,它的核心是什么呢?你要有你的測試指標是精確有效的,大家都在京東上買過東西,京東和淘寶的區別,京東所有的東西都是品牌的,而且會把規格描述的非常清楚,多重、多高,關鍵指標是什么。但是也有缺點,比如最近我要買一個老人手機,想找一個聲音比較大、字數比較大,彈性指標在京東網站上沒有。也就是說他在驗血的時候,給你的指標只是泛泛的,但是我需要一個個性化的指標,這個時候京東我覺得就稍微有點弱了,就是說潤滑管理走到信息化,測的都是常規指標,實際上對于風電,比如說潤滑油需要它的特征指標,不是說常規體檢就能滿足的。
我覺得潤滑管理走向下一步就是網絡化,我個人理解不是說大家都聯系起來就行了,最關鍵的是你的定向數據。比如說把這個風電場所有的潤滑檢測的數據匯集到一起的時候,一定要有定向的關于他的軸承和齒輪的信息是特征的信息,定向聚合。現在微信圈里的微店,因為是靠朋友圈,我這個朋友圈都喜歡某種生活格調,大家可能賣得東西都會在朋友圈里頭形成一個銷售渠道,他有定向性特別強。但是最終對于4.0或者世界來說,還是要走向智能化,智能化的核心,就是你專家系統和決斷在里面,也就是說我們潤滑方案的決策要智慧化,同樣用這個網店來比喻,某一天你想買得東西,一定是個性化、智慧化的消費,而且非常簡單化。比如說我想買一個老年式的手機,照相清楚、聲音大、字大,價錢多少,給這些信息就夠了。大家知道在京東和淘寶上買東西,每天挑得眼花繚亂的,信息太大了,當這么多的定量數據給你以后,怎么樣簡單、個性、直奔主題的解決你的問題,這就是未來智能化所能起到的作用。