Surveillance d'une machine à l’aide du PMX

Augmentation de la durée de vie des roulements en mesurant les forces réellement exercées dessus

Certaines parties des laminoirs sont soumises à des efforts particulièrement élevés. Par exemple, de très grandes forces agissent sur tous les roulements qui supportent les rouleaux. Si ces roulements sont surchargés prématurément, la qualité du produit fabriqué peut être abaissée et les roulements doivent être échangés en générant d’importants frais. Comme cela est arrivé à plusieurs reprises chez un fabricant de produits en aluminium, la société SKF, le leader mondial de roulements, a décidée d’utiliser la plate-forme d'amplification PMX de HBM pour en rechercher les causes.

SKF est un des principaux fabricants de roulement, dont les produits sont employés dans de nombreux secteurs de l’industrie. Un fabricant de produits en aluminium, par exemple, utilise des laminoirs sur lesquels les roulements à rouleaux cylindriques de SKF appelés aussi roulements axiaux assurent le bon maintien des rouleaux du laminoir. Des efforts considérables agissent sur les différents composants. « Au cours des dernières années, nous avons dû à plusieurs reprises remplacer les roulements à rouleaux cylindriques bien avant la fin de leur durée de vie normale, ils ont en effet montré des signes d'usage important » explique Rupert Motschenbacher, la personne de SKF en contact avec ce fabricant de pièces en aluminium. « Par conséquent, nous étions d'accord avec le client pour aller au fond du problème. » Après tout, l'usure des roulements est déjà un problème bien avant le fait de les remplacer : Même un léger décalage du rouleau en raison de l’usure du roulement affecte négativement la qualité du produit fabriqué.

Dépistage des causes

Pour cette raison, Monsieur Motschenbacher a décidé de demander en interne l'avis des experts sur ces sujets, à l'usine de SKF située à Schweinfurt. Uwe Säger, responsable du projet, explique la ligne de conduite : « Nous avons voulu découvrir si les efforts exercés ont eu pour conséquence une surcharge du roulement uniquement pendant certaines étapes spécifiques de production ou sur de façon permanente. » Les forces agissant sur le roulement ont donc été mesurées en déterminant le degré de déformation d'un anneau de mesure. « Nous recherchions une solution en externe et économique, car nous ne possédions aucun capteur nous-mêmes, » explique Monsieur Säger. SKF a décidé d'employer une solution technique à partir des jauges de contrainte  XY31 3/120 raccordées sur la plateforme d’amplification PMX de HBM. Monsieur Säger continue ainsi « nous avons développé et avons réalisé un équipement d’essai en coopération avec les experts de chez HBM». Cet équipement est constitué d’un anneau de mesure sur lequel quatre jauges de contrainte ont été instrumentées.

Avantage : Les jauges sont suffisamment petites pour tenir sur l'anneau de mesure de 12.5 mm de largeur qui a été ensuite calibré avec le système PMX. Les non-linéarités résultant de la géométrie de mesure du corps d’épreuve pouvaient être compensées en utilisant les fonctions mathématiques fournies par le PMX et ainsi l’ l'exactitude pouvait être sensiblement augmentée. Aucun logiciel complémentaire n'était nécessaire, le web server intégré du système PMX suffisait. L'anneau de mesure étalonné a été par la suite inséré dans une cale entre le roulement axial et le palier. Les cales modifiées ont été alors installées, ainsi que les rouleaux, dans le laminoir du client de SKF pour mesurer les forces axiales réellement actives.

Aucune influence des parasites sur l’acquisition de données avec le PMX

Le laminoir a été testé sous différents process de fabrication. Les signaux provenant des deux anneaux de mesure ont été traités par l'amplificateur PMX. A partir des sorties analogiques réglables, les signaux 0... 10V ont été transmis au système de mesure SKF. « Grâce à l’amplificateur de mesure nous disposons d’un signal conditionné et de qualité que nous pouvons traiter directement » précise Monsieur Säger. Avec un taux d’échantillonnage jusqu'à 19.200 values/s et une résolution de 24 bit, vous êtes certains d’avoir une précision maximale et une vitesse de transmission élevée. Un avantage certain lorsqu’il s’agit de mesurer de faibles  variations du signal. De plus, le principe d’alimentation en fréquence porteuse de l'amplificateur PMX vous garantit une immunité contre les parasites même dans l'environnement extrême des laminoirs, cela signifie que les champs électromagnétiques non aucune influence.

Optimiser au maximum votre production

De manière à pouvoir en tirer des conclusions, SKF a associé ce signal de charge dû aux efforts axiaux avec des données de mesure concernant les conditions de fonctionnement (force de roulement, vitesse du laminoir, force d’application des rouleaux) provenant directement du système de régulation du process et des capteurs SKF en ce qui concerne les valeurs de décalage axial. Monsieur Säger explique : « Le fusionnement de ces valeurs a montré que les forces exercées dans quelques process de fabrication sont plus grandes que dans d'autres et peut même avoir comme conséquence une surcharge sur les roulements axiaux. A partir de ces perspicacités,  nous travaillons maintenant avec notre client, sur une solution pour éviter à l'avenir toutes surcharges et ainsi prolonger de manière significative la durée de vie des roulements. »

 

 

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