Monitoraggio dello stato macchina usando il PMX

Estensione della vita operativa grazie all'acquisizione delle forze effettive nei cuscinetti volventi

I componenti dei laminatoi sono soggetti a sollecitazioni particolarmente elevate. Ad esempio, forze molto alte agiscono sui cuscinetti che tengono assialmente in posizione i rulli. Se questi cuscinetti si usurano prematuramente, diminuisce la qualità del prodotto, perciò è necessario sostituirli frequentemente con grande impegno e spesa. Poiché ciò è capitato numerose volte in una fabbrica di prodotti di alluminio, la SKF, leader mondiale nella tecnologia dei cuscinetti, decise di utilizzare la piattaforma di amplificatori PMX della HBM per cercarne  la causa.

La SKF è un costruttore leader nel campo della tecnologia dei cuscinetti, i cui prodotti vengono utilizzati in numerosi settori dell'industria. Ad esempio, un produttore di manufatti di alluminio usa i cuscinetti volventi cilindrici della SKF come supporti reggispinta in un laminatoio per garantire che i rulli restino in posizione. Sui singoli componenti agiscono forze considerevoli. "Negli ultimi anni abbiamo dovuto sostituire ripetutamente i cuscinetti volventi cilindrici molto prima della fine della loro normale vita operativa, perché essi mostravano già segni di notevole usura", afferma Rupert Motschenbacher, responsabile per i costruttori di prodotti di alluminio alla SKF. "Abbiamo perciò concordato col cliente di indagare a fondo sul problema." Fra l'altro, l'usura è un problema già prima che i cuscinetti debbano essere sostituiti: perfino il lieve spostamento del rullo causa un gioco dei supporti, influendo negativamente sulla qualità del prodotto

Sulle tracce dell'errore

Per tale ragione, Motschenbacher decise di coinvolgere su tale argomento gli esperti interni, la Solution Factory situata nella sede della SKF a Schweinfurt (Germania). Uwe Säger, responsabile del progetto, spiega come si è proceduto: "Volevamo determinare se le forze che provocavano il sovraccarico dipendessero solo da specifiche fasi della produzione o fossero permanenti".  Per determinare il grado di deformazione dell'anello di compressione, si dovevano misurare le forze agenti sul supporto. "Non avendo noi stessi i sensori, dovevamo cercare una soluzione esterna economicamente efficiente", spiega Säger. La SKF decise di usare gli estensimetri tipo XY31 3/120 insieme alla piattaforma di amplificatori PMX della HBM. Säger aggiunge, "Abbiamo sviluppato e commissionato un dispositivo di prova in cooperazione con gli esperti della HBM". Esso comprendeva un anello di misura su cui erano installati quattro estensimetri.

I vantaggi: Gli estensimetri sono abbastanza piccoli da poter essere applicati sull'anello di misura largo 12,5 mm, che viene tarato insieme al sistema PMX. La non-linearità dovuta alla geometria del corpo di misura poteva essere compensata usando le funzioni matematiche disponibili nel PMX, migliorando così significativamente la sua accuratezza. Grazie al server Web integrato nel sistema PMX non era necessario alcun software addizionale. L'anello di misura tarato poteva essere eventualmente adattato nell'inserto fra il supporto assiale e l'unità di copertura.

Per misurare le forze assiali realmente agenti, gli inserti modificati vennero installati  nel laminatoio insieme ai rulli operativi, direttamente presso la sede del cliente della SKF. 

Garanzia di acquisizione dati senza interferenze - usando il PMX

Il laminatoio fu provato con diversi processi di produzione. I segnali provenienti dai due anelli di misura vennero acquisiti dall'amplificatore PMX e, mediante le sue flessibili uscite scalabili, trasmessi come segnali 0-10 V al sistema di misura della SKF. "Grazie all'acquisizione dei dati nell'amplificatore, ottenemmo segnali già condizionati in una forma e qualità che noi potevamo elaborare direttamente", spiega Säger. La scadenza di campionamento fino a 19.200 valori misurati/s e la risoluzione di 24 bit assicurano la massima precisione e l'elevata velocità di trasmissione. Ciò consente di acquisire anche piccolissime variazioni di segnale. Inoltre, grazie alla sua tecnologia di misura a frequenza portante, l'amplificatore PMX garantisce l'acquisizione dei dati senza interferenze nel difficile ambiente dei laminatoi, cioè senza i disturbi provocati dai campi elettromagnetici. 

Il modo migliore per ottimizzare la vostra produzione

Per essere in grado di trarre le debite conclusioni, la SKF combinò il segnale di questa forza assiale con i dati di misura nelle condizioni operative (forza di laminazione, velocità del sistema, forza di flessione della laminazione) traendoli direttamente dal sistema di controllo processo del laminatoio, nonché con i valori dello spostamento del supporto assiale rilevati utilizzando i sensori SKF. Säger conclude: "L'aggiunta di questi valori dimostrò che le forze in alcuni processi di produzione erano superiori che in altri, causando perfino il sovraccarico dei supporti assiali. Sulla base di queste verifiche, stiamo ora lavorando insieme al cliente sulla soluzione per evitare in futuro i sovraccarichi e, quindi, allungare la vita operativa dei cuscinetti volventi assiali".

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