Control de maquinaria con PMX

Extensión de la vida útil de los rodamientos mediante la medición de fuerzas reales

Algunos componentes de los laminadores están sometidos a fuerzas extremas. Por ejemplo, todos los rodamientos que sujetan los rodillos en posición axial reciben grandes fuerzas. Si estos rodamientos se desgastan prematuramente, es preciso sustituirlos, lo que conlleva gastos importantes. Además, la calidad del producto disminuye. Eso fue precisamente lo que le ocurrió en varias ocasiones a un fabricante de productos de aluminio. Por ello SKF, líder mundial en tecnología de rodamientos, decidió utilizar la plataforma de amplificación PMX de HBM para investigar las causas.

SKF es un líder en el campo de la tecnología de rodamientos; sus productos se utilizan en numerosas ramas de la industria. Por ejemplo, un fabricante de productos de aluminio utiliza rodamientos de rodillos cilíndricos de SKF como rodamientos axiales en un laminador, que garantizan que los rodillos se mantengan en la posición adecuada. En este caso, sobre cada componente individual actúan grandes fuerzas. "En los últimos años hemos tenido que sustituir repetidamente rodamientos de rodillos cilíndricos mucho antes de que llegaran al final de su vida útil normal, porque ya mostraban signos considerables de desgaste", explica Rupert Motschenbacher, la persona de contacto con el fabricante de productos de aluminio en SKF. "Por ello decidimos investigar el problema, conjuntamente con el cliente". Al fin y al cabo, el desgaste constituye un problema incluso antes de verse en la necesidad de sustituir los rodamientos: un ligero desplazamiento del rodillo como resultado del desgaste del rodamiento ya afecta negativamente a la calidad del producto.

Rastrear las causas

Por este motivo Motschenbacher decidió buscar el consejo de los expertos de la empresa en esta materia: la Solution Factory ubicada en las instalaciones de SKF en Schweinfurt. Uwe Säger, responsable del proyecto, nos explica el procedimiento que siguieron: "Queríamos averiguar si las fuerzas producían sobrecargas en los rodamientos de forma continua o solo en etapas específicas de la producción". Para ello, se midieron las fuerzas que actúan sobre el rodamiento, determinando el grado de deformación de un anillo de medición. "Buscábamos una solución externa con buena eficiencia de costes, porque no disponíamos de sensores propios", prosigue Säger. SKF decidió utilizar galgas extensométricas XY31 3/120 combined with the plataforma de amplificación PMX de HBM. Säger explica: "Desarrollamos y encargamos una  configuración de pruebas en colaboración con los expertos de HBM". Estas pruebas incluían un anillo de medición, en el que se instalaron cuatro galgas extensométricas.

Sus ventajas: son lo bastante pequeñas para adaptarse a un anillo de medición de 12,5 mm de anchura, que se calibra junto con el sistema PMX. Los errores de linealidad resultantes de la geometría del cuerpo de medición se podían compensar mediante las funciones matemáticas incluidas en la unidad PMX. De este modo, fue posible aumentar la precisión de forma significativa. No fue necesario ningún software adicional, gracias al servidor web integrado del sistema PMX. El anillo de medición calibrado se insertó finalmente en la cuña existente entre el rodamiento axial y la cubierta. Después, se instalaron las cuñas modificadas junto con los rodillos de trabajo en el laminador, en las instalaciones del cliente de SKF, para medir las fuerzas axiales que se producen en condiciones reales.

Adquisición de datos sin interferencias con PMX

El laminador fue sometido a pruebas en diferentes procesos de producción. Se registraron las señales de los dos anillos de medición con el amplificador PMX y, a través de sus salidas analógicas adaptables, se transmitieron señales de 0-10 V  al sistema de medición de SKF. "Gracias a la adquisición de datos del amplificador conseguimos una señal acondicionada, cuya forma y calidad nos permitía procesarla directamente", explica Säger. Con una velocidad de muestreo de hasta 19.200 lecturas por segundo y una resolución de 24 bits, el amplificador ofrece una precisión máxima y una alta velocidad de transmisión. Esto permite adquirir incluso las variaciones de señal más pequeñas. Además, gracias al uso de tecnología de frecuencia portadora, el amplificador PMX garantiza una adquisición de datos inmune a las interferencias en el difícil entorno de un laminador, es decir, sin interferencias producidas por campos electromagnéticos.

La mejor manera de optimizar la producción

Para extraer conclusiones, SKF combinó esta señal de carga asociada a fuerzas axiales con los datos obtenidos en condiciones de funcionamiento (fuerza de giro, velocidad del sistema, fuerza de flexión del rodillo) directamente del sistema de control de procesos del laminador; también utilizó los valores de desplazamiento axial del rodamiento determinados mediante los sensores de SKF. Säger concluye: "Al combinar todos estos valores comprobamos que las fuerzas son más altas en algunos procesos de producción que en otros y pueden incluso llegar a producir sobrecargas en los rodamientos axiales. Basándonos en estos datos ahora trabajamos, en colaboración con nuestro cliente, en una solución que impida que se produzcan sobrecargas en el futuro. Con ello esperamos  aumentar significativamente la vida útil de los rodamientos axiales".

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