1. 项目概述

本方案旨在为工业打磨机设备建立一套的状态监测与预测性维护系统。通过集成振动、倾角、位移等多种传感器，实时监测打磨机核心部件（如主轴电机、传动结构、夹持机构）的运行状态，实现对潜在故障（如轴承磨损、主轴失衡、结构松动）的早期预警与精确定位，从而变被动维修为主动维护，有效减少非计划停机时间，降低维护成本，保障生产安全与产品质量。

2. 监测需求分析

打磨机在运行过程中，主要面临以下机械问题：

主轴轴承磨损与失效： 高速旋转的主轴轴承是核心部件，其磨损会导致振动加剧、温度升高，最终卡死或断裂。

主轴动平衡失衡： 由于砂轮磨损不均或安装不当，主轴失衡会产生巨大离心力，导致振动异常，影响加工精度并损坏设备。

安装基础与结构松动： 设备长期振动可能导致地脚螺栓或内部连接结构松动，改变设备姿态，引入额外应力。

夹持机构松动： 工件夹持机构的微小位移会导致加工精度下降，甚至引发工件飞脱的安全事故。

3. 系统设计

本方案采用分层式系统架构，由感知层、传输层和应用层构成。

3.1 传感器选型与配置（感知层）

根据上述需求，选用森瑟（SENTHER）公司的三款传感器构建监测网络：

316A工业防水型加速度传感器（用于振动监测）

监测对象： 打磨机主轴轴承座（径向和轴向）、电机壳体。

选型理由：

防水耐腐蚀： 适应打磨车间多粉尘、可能使用冷却液的环境。

宽频带响应（0.3 - 7000 Hz）： 能有效捕捉轴承磨损（高频）和失衡（低频）等不同故障特征频率。

抗冲击保护： 耐受设备启停时的意外冲击。

IEPE输出： 简化系统集成，信号传输距离长，抗干扰能力强。

建议型号： 316A-20-LF-10B（量程±20g，低频响应，10米电缆，BNC接头），用于捕捉更丰富的低频失衡信号。

T220高精度双轴倾角传感器（用于姿态监测）

监测对象： 打磨机主机身或底座。

选型理由：

高精度（±0.05°）： 能灵敏检测设备因基础松动或结构变形导致的微小角度变化。

宽测量范围（可选±10°或±30°）： 满足设备倾斜监测需求。

内置滤波器： 有效抑制打磨振动本身对倾角测量的干扰。

坚固外壳： 适应恶劣工业环境。

建议型号： T220-10-E-5（量程±10°，电压输出，5米线缆），电压输出便于与数据采集系统直接连接。

L3001-6.35微型LVDT位移传感器（用于精密位移监测）

监测对象： 工件夹持机构的关键部位。

选型理由：

高分辨率、高精度： 可检测微米级的位移变化，精准监测夹持松动。

尺寸紧凑： 易于在空间有限的夹持机构附近安装。

可靠性封装： 耐受振动和冲击。

配套要求： 需搭配森瑟LC001 LVDT信号调理器使用，将交流信号转换为标准直流电压信号。

3.2 数据采集与传输（传输层）

数据采集器： 选用森瑟IN-SDG 8通道数据采集系统或多套IN-03 3通道IEPE信号调理器组合。该设备负责为IEPE传感器（316A）提供恒流激励，并同步采集所有传感器的电压输出信号。

传输方式： 采集器通过以太网或USB接口将数字信号传输至工控机或边缘计算网关。

3.3 状态分析与预警平台（应用层）

软件平台： 在工控机或云平台上部署状态监测软件，实现以下功能：

实时数据显示： 波形、频谱、倾角、位移值实时可视化。

数据存储： 历史数据存储，用于趋势分析。

智能报警：

振动报警： 设置振动速度/加速度的有效值（RMS）或峰值作为阈值。进一步进行频谱分析，当轴承故障特征频率（如BPFO， BPFI）的幅值显著升高时触发预警。

倾角报警： 设置倾角变化量的阈值，超过即报警。

位移报警： 设置夹持位移的阈值，超过即报警。

趋势分析： 绘制关键指标（如振动总值、倾角）的历史趋势图，预测部件剩余寿命。

4. 安装实施建议

316A加速度传感器： 使用配套的PM0008安装螺柱（M6转1/4-28）或粘接底座（PM0445），牢固安装在轴承座和电机外壳的加工平面上，传感器轴线应对准监测方向。

T220倾角传感器： 使用标配的M4螺丝将其水平安装在打磨机稳固的底座或机身上，确保安装面平整。

L3001位移传感器： 通过定制安装架，将传感器本体固定，使其铁芯与夹持机构的活动部分接触，监测其径向或轴向间隙变化。

5. 预期效益

提高设备可靠性： 实现预测性维护，避免突发性故障，将非计划停机降低50%以上。

降低维护成本： 从定期维修和事后维修转变为按需维修，减少备件消耗和人工成本。

保障生产安全： 实时监测夹持状态和设备稳定性，有效预防工件飞脱等安全事故。

提升产品质量： 通过维持设备运行状态，保证打磨加工的一致性和精度。

6. 总结

本方案充分利用了森瑟公司高性能传感器产品线的优势，构建了一个多层次、的打磨机状态监测体系。通过振动、倾角、位移信号的协同分析，能够精准诊断设备健康状态，为工厂的智能化升级和安全生产提供坚实的数据支撑。森瑟科技可提供从传感器、采集设备到系统集成的技术支持。