Monitorowanie stanu maszyny za pomocą pmx

Monitorowanie stanu maszyny za pomocą PMX

Wydłużenie żywotności poprzez pomiar rzeczywistych sił w łożyskach tocznych

Podzespoły walcowni poddawane są szczególnie wysokim naprężeniom. Na przykład wysokie siły działają na wszystkie łożyska, za pomocą których rolki są utrzymywane osiowo w położeniu. Jeśli łożyska przedwcześnie się zużywają, to jakość produktu spada, a łożyska trzeba wymieniać dużym kosztem. Ponieważ zdarzyło się tak kilka razy u producenta wyrobów aluminiowych, firma SKF, światowy lider w technologii łożysk, postanowił skorzystać ze wzmacniaczy z serii PMX firmy HBM w celu znalezienia przyczyny wystąpienia takich sytuacji.

SKF jest wiodącym producentem w dziedzinie technologii łożyskowej, a produkty firmy znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Producent wyrobów aluminiowych stosuje na przykład łożyska walcowe SKF jako tak zwane łożyska osiowe w walcowni, aby zapewnić utrzymanie rolek w odpowiedniej pozycji. Na poszczególne elementy działają tutaj znaczne siły. 
"W ciągu ostatnich lat musieliśmy wielokrotnie wymieniać łożyska walcowe na długo przed końcem ich normalnej żywotności, ponieważ wykazywały już oznaki znacznego zużycia", mówi Rupert Motschenbacher, który jest osobą kontaktową dla producenta wyrobów aluminiowych w SKF. "Dlatego uzgodniliśmy z klientem dotarcie do sedna problemu". W końcu zużycie jest problemem już przed wymianą łożysk: nawet niewielkie przesunięcie rolki w wyniku luzu łożyskowego negatywnie wpływa na jakość produktu.

Z tego powodu p.Motschenbacher postanowił zasięgnąć porady wewnętrznych ekspertów w zakresie tych zagadnień, działu Solution Factory zlokalizowanego na terenie fabryki SKF w Schweinfurcie. 
Uwe Söger, odpowiedzialny za projekt, wyjaśnia przebieg działania: "Chcieliśmy dowiedzieć się, czy siły powodujące przeciążenie łożyska występowały tylko podczas określonych etapów produkcji, czy w sposób ciągły". Siły działające na łożysko miały być mierzone poprzez określenie stopnia odkształcenia pierścienia pomiarowego. "Szukaliśmy ekonomicznego, zewnętrznego rozwiązania, ponieważ sami nie mieliśmy czujników" - wyjaśnia Söger. SKF zdecydował się na użycie tensometrów typu XY31-3/120 w połączeniu ze wzmacniaczem PMX firmy HBM. Söger wyjaśnia: "Opracowaliśmy i uruchomiliśmy zestaw testowy we współpracy z ekspertami z HBM". Zawierał pierścień pomiarowy, na którym zainstalowano cztery tensometry.

Ich zaleta: są wystarczająco małe, aby zmieścić pierścień pomiarowy o szerokości 12,5 mm, który został skalibrowany razem z systemem PMX. Nieliniowości wynikające z geometrii korpusu pomiarowego można zrekompensować za pomocą funkcji matematycznych zapewnianych przez PMX, a tym samym można znacznie zwiększyć dokładność pomiaru. Dzięki zintegrowanemu web-serwerowi systemu PMX nie było wymagane żadne dodatkowe oprogramowanie. Skalibrowany pierścień pomiarowy został ostatecznie dopasowany do bloku między łożyskiem osiowym a zespołem pokrywy. Zmodyfikowane oprawy zostały następnie zainstalowane wraz z rolkami roboczymi w walcowni w siedzibie klienta SKF w celu pomiaru faktycznie występujących sił osiowych.

Gwarantowana akwizycja danych pomiarowych wolna od zakłóceń - przy użyciu PMX

Walcownia została przetestowana w różnych procesach produkcyjnych. Sygnały z dwóch pierścieni pomiarowych zostały zebrane przez wzmacniacz PMX i, poprzez jego elastycznie skalowalne wyjścia analogowe, przesłane jako sygnały 0-10 V do układu pomiarowego SKF. "Dzięki akwizycji danych we wzmacniaczu otrzymujemy kondycjonowany sygnał w formie i jakości, które możemy bezpośrednio przetwarzać", wyjaśnia Söger. Częstotliwość próbkowania do 19 200 mierzonych wartości /si 24-bitowa rozdzielczość zapewniają maksymalną precyzję i wysoką prędkość transmisji. Umożliwia to zarejestrowanie nawet bardzo małych zmian sygnału. Ponadto wzmacniacz PMX, dzięki zastosowaniu technologii częstotliwości nośnej, zapewnia odporną na zakłócenia akwizycję danych w trudnych warunkach walcowni, tj. bez zakłóceń ze strony pól elektromagnetycznych.

Najlepszy sposób na optymalizację produkcji

Aby móc wyciągać wnioski, SKF porównał ten sygnał siły osiowej z danymi pomiarowymi dotyczącymi warunków pracy (siła walcowania, prędkość systemu, siła zginania walca) bezpośrednio z układu sterowania procesem walcowni, a także z wartościami przesunięcia łożyska osiowego określonymi za pomocą czujników SKF. Söger mówi: "Połączenie tych wartości pokazało, że siły w niektórych procesach produkcyjnych są wyższe niż w innych i mogą nawet doprowadzić do przeciążenia łożysk osiowych. W oparciu o te spostrzeżenia pracujemy teraz razem z naszym klientem nad rozwiązaniem zapewniającym uniknięcie w przyszłości przeciążeń, a tym samym znacznie wydłużyć żywotność łożysk osiowych".
SKF GmbH

(Artykuł powstał na podstawie materiałów opublikowanych przez HBM).