話說我們上周剛剛介紹了一款自帶感知功能的的概念型智能聯(lián)軸器產(chǎn)品，立刻就有網(wǎng)友留言表示其價(jià)格會(huì)很嚇人...

講真，我是絕對(duì)認(rèn)同這種經(jīng)典評(píng)論的，毫不夸張的說，估計(jì)這款產(chǎn)品最終發(fā)布時(shí)的價(jià)格比同級(jí)別的聯(lián)軸器貴個(gè)好幾倍，基本上是肯定的事情。

可是話說回來，又有多少應(yīng)用了新技術(shù)的產(chǎn)品是便宜的呢？看一款產(chǎn)品是否會(huì)被市場用戶接受和認(rèn)可，首先當(dāng)然還是要看它能夠?yàn)橛脩魩矶啻髢r(jià)值。

而在本案中，這個(gè)關(guān)于價(jià)值的問題自然就是：我們會(huì)在什么樣的情況下用到像智能聯(lián)軸器這樣的這自帶感知的機(jī)械傳動(dòng)部件呢？

首先，我想，經(jīng)過這兩年工業(yè) 4.0、智能制造發(fā)展趨勢(shì)的各種洗腦，大部分人應(yīng)該都很了解物聯(lián)網(wǎng)、IoT 和信息化的價(jià)值了。我們能夠看到在工業(yè)制造領(lǐng)域，各類產(chǎn)品都在呈現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)化的趨勢(shì)，并且正在越來越多的被應(yīng)用到生產(chǎn)設(shè)備中的各個(gè)角落，這些其實(shí)都是在為設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)行提供信息和數(shù)據(jù)，以提升企業(yè)運(yùn)營的決策效率。

而在我們的生產(chǎn)設(shè)備中，除了控制器、傳感器、變頻驅(qū)動(dòng)器...等電氣和自動(dòng)化產(chǎn)品外，還有著大量的機(jī)械零部件，尤其是那些幫助實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的各類傳動(dòng)組件，例如：聯(lián)軸器、減速機(jī)...等等，它們?cè)谠O(shè)備運(yùn)行過程中的各種數(shù)據(jù)狀況信息，對(duì)設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)營管理和決策來說，也是十分重要的。因此，制造企業(yè)的信息化升級(jí)，需要讓這些“鐵嘎達(dá)”產(chǎn)品也變得有感知，并能夠融入到智能化的生產(chǎn)制造體系中，成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的一部分。

可是，為什么要把感知功能集成到機(jī)械傳動(dòng)部件中呢？

這就要談到對(duì)這些機(jī)械部件進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控的應(yīng)用場景了。

拿我們上周提到的智能聯(lián)軸器的這個(gè)例子來說，很明顯其解決的就是機(jī)械傳動(dòng)負(fù)載力矩反饋的應(yīng)用問題。

但需要注意的是，在這里，聯(lián)軸器監(jiān)控的是傳動(dòng)系統(tǒng)中間環(huán)節(jié)的力矩水平。而不是我們以往只能通過電機(jī)的電流反饋間接檢測整個(gè)傳動(dòng)系負(fù)載狀況的做法。

盡管通過電機(jī)電流反饋獲得的系統(tǒng)負(fù)載數(shù)據(jù)，也能夠幫助我們?cè)谝欢ǔ潭壬蠈?shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)，例如：通過對(duì)電機(jī)扭矩輸出狀況和趨勢(shì)進(jìn)行分析，預(yù)防因系統(tǒng)過載而可能帶來的設(shè)備停機(jī)（停產(chǎn)）；但對(duì)于有著較為復(fù)雜機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備來說，要能夠在出現(xiàn)系統(tǒng)異常（如過載）預(yù)警時(shí)，快速精準(zhǔn)的找到機(jī)械傳動(dòng)的故障點(diǎn)，并有效的采取預(yù)防或糾正措施，就需要對(duì)多級(jí)傳動(dòng)組件中的各（多）個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的監(jiān)控和診斷。

如果在機(jī)械傳動(dòng)鏈中有類似智能聯(lián)軸器這樣的自帶扭矩反饋感知的機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)品，那么我們就可以直接從負(fù)載獲得一手的負(fù)載扭矩信息，不僅能夠?qū)崟r(shí)檢測其過載狀況，還能夠根據(jù)反饋數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)的分析和預(yù)判，提前對(duì)可能出現(xiàn)狀況的傳動(dòng)環(huán)節(jié)采取相應(yīng)的預(yù)防措施，例如有計(jì)劃的保養(yǎng)和維護(hù)...等等，以減少設(shè)備的意外停機(jī)，并提升生產(chǎn)效率。

另外，我們知道，聯(lián)軸器是連接電機(jī)軸輸出和機(jī)械負(fù)載的動(dòng)力傳動(dòng)組件，確保其在應(yīng)用過程中尤其是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸入/輸出軸之間的同心度和直線度，對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備的高效穩(wěn)定運(yùn)行是至關(guān)重要的。

為此，我們需要在設(shè)備安裝集成時(shí)，借助專門的儀器設(shè)備對(duì)聯(lián)軸器兩側(cè)的軸的同心度和直線度進(jìn)行調(diào)整。

而在設(shè)備投入運(yùn)行以后，設(shè)備連續(xù)運(yùn)行引起的機(jī)械磨損或運(yùn)行中的某些異常狀況，可能會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)連接的松動(dòng)或者軸心偏離，甚至劇烈振動(dòng)和高溫發(fā)熱等極為嚴(yán)重的問題，進(jìn)而因故障造成設(shè)備的停機(jī)和損壞。

因此，為了避免此類惡劣的風(fēng)險(xiǎn)狀況的出現(xiàn)，并降低設(shè)備意外故障損失和意外停機(jī)時(shí)間，就需要對(duì)機(jī)械動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)檢測。

目前主流的做法是通過監(jiān)測和分析設(shè)備振動(dòng)頻譜的方式對(duì)其進(jìn)行間接的預(yù)防性維護(hù)。這不僅需要額外布置昂貴的振動(dòng)傳感器和監(jiān)控模塊組件，而且要求在振動(dòng)監(jiān)測和頻譜分析方面具備非常專業(yè)的背景知識(shí)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。因此，只有在一些風(fēng)險(xiǎn)成本較高的大型電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中，才會(huì)使用到如此高成本的狀態(tài)監(jiān)控方案，而大部分生產(chǎn)設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，其機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)是沒有任何檢測和保護(hù)的。

而如果聯(lián)軸器自帶感知，那么我們就可以基于其自身反饋的狀態(tài)信息實(shí)現(xiàn)上述的預(yù)防性維護(hù)檢測，而無需在傳動(dòng)部件上增加額外的檢測元器件和相應(yīng)的線路敷設(shè)，這將在一定程度上降低對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)檢測的應(yīng)用難度和總體成本。

再比如本刊之前提到過傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化的重要性，以往我們只能根據(jù)電機(jī)的電流反饋和編碼器的速度/位置曲線推算整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的剛性和能耗。而有了這樣的智能傳動(dòng)產(chǎn)品，就可以通過其實(shí)時(shí)反饋的傳動(dòng)數(shù)據(jù)直接獲得傳動(dòng)軸的振動(dòng)頻率和幅度，這將有助于快速找到傳動(dòng)系統(tǒng)剛性的薄弱點(diǎn)，以采取有效措施優(yōu)化傳動(dòng)系統(tǒng)性能。不僅如此，基于多個(gè)傳動(dòng)組件反饋的扭矩?cái)?shù)據(jù)，我們還能夠分析出電機(jī)功耗在系統(tǒng)中每個(gè)機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)的分布情況，快速簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提升系統(tǒng)傳動(dòng)效能。這對(duì)于幫助設(shè)備制造商不斷改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是有著非常積極的意義的。

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類似的應(yīng)用場景其實(shí)還有很多，說明用戶對(duì)這種集成狀態(tài)監(jiān)測功能的機(jī)械連接產(chǎn)品的需求應(yīng)該是存在的。但這并不意味著用戶一定會(huì)在其傳動(dòng)系統(tǒng)中立刻使用這樣的產(chǎn)品，因?yàn)檫@很大程度上還是要取決于其所面臨的故障停機(jī)乃至設(shè)備損壞的風(fēng)險(xiǎn)損失的大小。

相比那些關(guān)系到國計(jì)民生的大型傳動(dòng)系統(tǒng)（如：能源、交通、鋼鐵、水利...等）來說，傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)備中機(jī)械傳動(dòng)故障造成的設(shè)備損壞或停產(chǎn)損失很可能要小的多，但依然還是有損失的。事實(shí)上，如果按照單位時(shí)間的設(shè)備產(chǎn)量計(jì)算，類似電機(jī)（或減速機(jī)、聯(lián)軸器...等）斷軸這樣的機(jī)械故障導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失往往也是非常可觀的。只是現(xiàn)在市面上狀態(tài)監(jiān)測產(chǎn)品或解決方案，其應(yīng)用成本往往已經(jīng)遠(yuǎn)高出用戶基于故障風(fēng)險(xiǎn)所預(yù)設(shè)的期望值，以至于大部分企業(yè)寧愿增加人為的運(yùn)營維護(hù)投入，也不愿意購買價(jià)格昂貴的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。例如，目前一款入門級(jí)經(jīng)濟(jì)性振動(dòng)監(jiān)測產(chǎn)品（振動(dòng)傳感器 +狀態(tài)通道模塊）的價(jià)格都要在萬元 RMB 級(jí)別，這基本上是一個(gè) 3kW 歐系伺服軸（驅(qū)動(dòng)器+電機(jī)）的價(jià)格了。

所以說，無論是未來出現(xiàn)自帶感知的智能聯(lián)軸器也好，智能軸承或減速機(jī)也罷，市場和用戶是否能夠認(rèn)可和接受這些集成狀態(tài)監(jiān)測功能的機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)品，很大程度上，還是要看產(chǎn)品的成本和廠家的定價(jià)。并且，可以預(yù)見的是，新產(chǎn)品在其入市早期價(jià)格必然是很高的，以至于能夠在此時(shí)購買使用的用戶必定是極少數(shù)的；而隨著應(yīng)用和裝機(jī)數(shù)量的增加，產(chǎn)品成本將會(huì)呈現(xiàn)逐步下降的趨勢(shì)，用戶對(duì)產(chǎn)品的接受程度也會(huì)隨之漸漸提升，這和任何一種新產(chǎn)品技術(shù)在市場中普及的過程都是一樣的，而一般在工業(yè)市場中，這通常會(huì)是好幾年的事情。

此外，智能機(jī)械傳動(dòng)部件的市場前景，應(yīng)該還與其產(chǎn)品的功能特性和應(yīng)用體驗(yàn)有著很大的關(guān)系。

從功能特性看，用戶需要的智能產(chǎn)品，肯定不只是自帶感知的聯(lián)軸器，還可能會(huì)有減速機(jī)、絲杠、軸承...等等各類智能機(jī)械傳動(dòng)解決方案；用戶需要檢測的，可能不僅僅是力矩反饋，可能還會(huì)有溫度、振動(dòng)（幅度和頻率）...等等。所以，不出意外的話，未來應(yīng)該會(huì)出現(xiàn)各種集成不同狀態(tài)監(jiān)測功能的機(jī)械傳動(dòng)類產(chǎn)品。

此外，這些智能機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)品的應(yīng)用體驗(yàn)也是非常關(guān)鍵的。這不僅是說它們的性能、質(zhì)量、精度和使用壽命...等等，還包括將智能產(chǎn)品集成到設(shè)備系統(tǒng)時(shí)的易用性，換句話說就是，相比傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)組件在應(yīng)用過程中會(huì)增加多少工作量。從產(chǎn)品使用的角度看，這些工作可能包括：無線連接的設(shè)置組態(tài)、無線通訊傳輸距離和范圍、產(chǎn)品（尤其是內(nèi)部電池）的壽命及其維護(hù)和更換方法...等等；而從狀態(tài)監(jiān)測應(yīng)用解決方案上看，可能還包括在監(jiān)視儀表和設(shè)備程序中要用到的與智能傳動(dòng)組件（聯(lián)軸器）相關(guān)的應(yīng)用參數(shù)和功能塊，如：數(shù)據(jù)展示（圖表）、報(bào)警閾值、互動(dòng)連鎖...等等。如此看來，傳統(tǒng)機(jī)械零部件供應(yīng)商與檢測儀表、自動(dòng)化產(chǎn)品（系統(tǒng)）廠商之間的跨界合作，應(yīng)該是很容易預(yù)見的事情了。

文章來源—— mcrazy 智造商