Il futuro del monitoraggio delle condizioni

Dl produttore di cuscinetti SKF ha sviluppato un pacchetto di sensori integrati e autoalimentati chiamato SKF Insight che può comunicare l'ambiente operativo di un cuscinetto. Grazie alla miniaturizzazione della tecnologia, il monitoraggio delle condizioni è autonomo: si alimenta da solo dall'ambiente dell'applicazione, comunica via Internet e può essere utilizzato in applicazioni dove prima non era possibile.

Un magazzino "intelligente

Il progetto è nato dal fatto che pochi cuscinetti si guastano in servizio come risultato di condizioni operative normali. La maggior parte dei guasti dei cuscinetti si verifica a causa di un uso improprio, negligenza, problemi di lubrificazione o condizioni operative che non sono state previste quando una macchina è stata progettata o un cuscinetto è stato selezionato. Ecco perché gli ingegneri SKF si sono chiesti cosa succederebbe se un cuscinetto potesse determinare il proprio ambiente operativo - i carichi effettivi a cui è sottoposto, la qualità della lubrificazione, la temperatura, eccetera - e trasmettere queste informazioni all'operatore o al produttore della macchina via Internet. Questo perché nel monitoraggio tradizionale delle condizioni, i primi segni di danni ai cuscinetti vengono rilevati dalle misurazioni delle vibrazioni. Un cuscinetto inizia a emettere segnali di vibrazione quando le prime particelle d'acciaio si staccano dalla superficie della pista degli anelli o dei corpi volventi. Se viene rilevato un tale danno, il cuscinetto ha quasi raggiunto la fine della sua vita utile. Questo significa che è già danneggiato ed è troppo tardi per rimediare.

Al contrario, SKF Insight utilizza sensori integrati nel cuscinetto per monitorare parametri critici come la contaminazione del lubrificante, carichi eccessivi o temperature (Figura 1) che possono causare guasti precoci. La rottura dei cuscinetti può essere prevenuta eliminando queste anomalie in anticipo. La stessa tecnologia può essere usata in modo più positivo: Verificando l'integrità di un cuscinetto e grazie a una migliore comprensione dell'ambiente operativo, una macchina può essere abilitata a prolungare la sua vita o ad aumentare le sue prestazioni oltre quanto previsto in origine.

Tecnologia combinata

Gli algoritmi e la diagnostica SKF interpretano i dati raccolti in termini di gravità o deviazione delle condizioni operative dalle condizioni originali di progetto. Possono anche rilevare sovraccarichi, deviazioni di funzionamento, contaminazione del lubrificante e problemi di lubrificazione in modo che i cambiamenti possano essere fatti per prevenire i danni prima che si verifichino. 

I cuscinetti dotati di SKF Insight formano reti intelligenti che comunicano tra loro tramite un gateway radio e condividono i loro dati di condizione a fini di analisi. Il gateway può essere utilizzato vicino alla macchina o all'impianto. Le informazioni del sistema vengono inoltrate al cliente per l'analisi con SKF@ptitude o inviate ai centri diagnostici remoti SKF tramite l'SKF Cloud. Da qui, le panoramiche dei dati e i rapporti possono essere resi disponibili all'operatore dell'impianto, al produttore della macchina, alla SKF o ad altre parti autorizzate con accesso a Internet. I dati di monitoraggio delle condizioni in tempo reale sono accessibili a tutte le parti. Con SKF Insight, i clienti possono controllare la pianificazione della manutenzione delle loro macchine meglio che mai e ottimizzare i loro flussi di lavoro.

Migliore disponibilità

La tecnologia SKF Insight è progettata per rendere disponibile il monitoraggio delle condizioni per un maggior numero di applicazioni, specialmente dove prima non era fattibile o pratico. Questo è uno dei motivi per cui questa tecnologia è stata testata in applicazioni impegnative nell'industria del vento (Fig. 3), dei veicoli ferroviari e dell'acciaio.

I parchi eolici, per esempio, possono essere remoti e di difficile accesso. Insieme ai clienti, SKF sta sviluppando un cuscinetto intelligente con tecnologia SKF Insight integrata per monitorare le condizioni delle turbine eoliche. L'idea è di trasmettere via radio i dati dinamici dei cuscinetti per rendere disponibili le condizioni di carico e di lubrificazione dell'ambiente operativo reale. Il costo della sostituzione del cuscinetto principale di una turbina eolica può essere così alto da distruggere il calcolo originale della redditività della turbina. Pertanto, ha senso dal punto di vista economico registrare le condizioni di carico e di lubrificazione durante il funzionamento e prendere misure per eliminare le condizioni operative dannose. Se le condizioni di carico e di lubrificazione sono favorevoli, la turbina eolica può essere fatta funzionare al di fuori del suo campo di dimensionamento. Succede spesso che i processi con le conseguenze più gravi per la vita utile si basino su condizioni di funzionamento che non erano incluse nella specifica originale.

Per l'industria ferroviaria, SKF integra componenti intelligenti e fornisce soluzioni di monitoraggio delle condizioni delle teste delle ruote che sono alimentate dalla rotazione dei cuscinetti e comunicano le condizioni dei cuscinetti in modalità wireless. In questa applicazione, SKF Insight fornisce un modo molto conveniente per raccogliere dati di monitoraggio delle condizioni in cui il rischio di guasto per ogni cuscinetto può essere determinato per tutta la sua vita utile, consentendo una migliore pianificazione e programmazione della manutenzione.

Anche per l'ambiente duro e difficile dell'industria siderurgica, SKF ha sviluppato una soluzione intelligente per i cuscinetti che può monitorare e trasmettere senza fili i parametri chiave per controllare e ottimizzare il processo di produzione dell'acciaio. Questa soluzione monitora con successo la condizione e l'ambiente operativo dei cuscinetti in un impianto di colata continua con sensori wireless integrati e autoalimentati - un ambiente in cui cavi e sensori esterni non hanno semplicemente "possibilità di sopravvivenza".

Riduzione dell'impatto ambientale e dei costi di manutenzione

Il fulcro delle attività di sviluppo tecnico della SKF è oggi la riduzione dell'impatto ambientale di una macchina o di un impianto durante la sua vita utile nei processi e nelle operazioni proprie e del cliente. Con la tecnologia SKF Insight, il monitoraggio delle condizioni sarà più versatile. La manutenzione può essere programmata prima che il tradizionale monitoraggio delle condizioni segnali i primi segni di un guasto imminente. Soprattutto, le condizioni operative dannose possono essere eliminate attraverso misure proattive e i guasti possono essere prevenuti invece che solo rilevati.

Utilizzando un cuscinetto SKF con tecnologia SKF Insight integrata, il costo totale di proprietà può essere radicalmente ridotto. Questo è particolarmente vero per le applicazioni in cui è necessario monitorare un gran numero di posizioni dei cuscinetti in una vasta area.