Monitoramento de condição da máquina usando PMX

Estendendo a vida útil através da aquisição de forças reais em rolamentos

As peças de componentes nos laminadores são submetidas a esforços particularmente altos. Por exemplo, forças altas atuam em todos os mancais, pelos quais os rolos são mantidos axialmente em posição. Se estes rolamentos se desgastarem prematuramente, a qualidade do produto diminui e os rolamentos precisam ser trocados com grande despesa. Como isso aconteceu várias vezes em um fabricante de produtos de alumínio, a SKF, líder mundial em tecnologia de rolamentos, decidiu usar a plataforma de amplificador PMX da HBM para procurar a causa.
A SKF é uma fabricante líder no campo da tecnologia de rolamentos, com os produtos da empresa sendo usados em muitos ramos da indústria. Um fabricante de produtos de alumínio, por exemplo, utiliza rolamentos de rolos cilíndricos da SKF como os chamados rolamentos axiais em um laminador para garantir que os roletes sejam mantidos em posição. Forças consideráveis atuam nos componentes individuais aqui. "Nos últimos anos, tivemos que substituir repetidamente os rolamentos de rolos cilíndricos muito antes do final de sua vida útil regular, já que eles já mostravam sinais de desgaste considerável", diz Rupert Motschenbacher, que é o contato para o fabricante de produtos de alumínio na SKF. "Portanto, concordamos com o cliente para chegar ao fundo do problema." Afinal, o desgaste já é um problema antes dos rolamentos precisarem ser substituídos: mesmo um leve deslocamento do cilindro como resultado da folga do rolamento afeta negativamente a qualidade do produto.

Rastreando o erro

Por essa razão, Motschenbacher decidiu procurar o conselho dos especialistas internos para esses tópicos, a Solution Factory localizada no site da SKF em Schweinfurt. Uwe Säger, responsável pelo projeto, explica o curso de ação: "Queríamos descobrir se as forças resultaram em uma sobrecarga do rolamento somente durante etapas de produção específicas ou em uma base permanente." As forças que atuam no rolamento devem ser medidas determinando o grau de deformação de um anel de medição. "Estávamos procurando uma solução externa econômica, porque não tínhamos sensores", explica Säger. A SKF decidiu usar os strain gauges tipo XY31 3/120 combinados com a plataforma PMX da HBM. Säger diz: "Desenvolvemos e encomendamos uma configuração de teste em cooperação com os especialistas da HBM". Incluía um anel de medição no qual quatro strain gauges foram instalados.

Sua vantagem: Eles são suficientemente pequenos para o anel de medição de 12,5 mm de largura que foi calibrado junto com o sistema PMX. As não-linearidades resultantes da geometria do corpo de medição podem ser compensadas usando as funções matemáticas fornecidas pelo PMX e, assim, a precisão pode ser significativamente aumentada. Nenhum software adicional foi necessário graças ao servidor web integrado do sistema PMX. O anel de medição calibrado foi eventualmente encaixado no calço entre o mancal axial e a unidade de tampa. Os calços modificados foram então instalados, juntamente com os rolos de trabalho, no laminador nas instalações do cliente da SKF para medir as forças axiais que realmente ocorrem.

Aquisição de dados sem interferências garantida - usando PMX

O laminador foi testado em diferentes processos de produção. Os sinais dos dois anéis de medição foram adquiridos pelo amplificador PMX e, por meio de suas saídas analógicas flexíveis e escaláveis, transmitidos como sinais de 0-10 V para o sistema de medição da SKF. "Graças à aquisição de dados no amplificador, recebemos um sinal condicionado de numa forma e qualidade que podemos processar diretamente", explica Säger. Uma taxa de amostragem de até 19.200 valores medidos/s e a resolução de 24 bits garantem o máximo de precisão e velocidade de transmissão elevada. Isto permite que mesmo pequenas variações de sinal sejam adquiridas. Além disso, o amplificador PMX, através do uso de tecnologia de frequência portadora, garante a aquisição de dados à prova de interferência no ambiente difícil de um laminador, ou seja, sem interferência de campos eletromagnéticos.

A melhor maneira de otimizar sua produção

Para poder tirar conclusões, a SKF combinou esse sinal de carga axial com dados de medição sobre as condições de operação (força de rolagem, velocidade do sistema, força de dobra do rolete) diretamente do sistema de controle de processo do laminador, bem como valores no eixo de rolamento determinados usando sensores SKF. Säger diz: "A fusão desses valores mostrou que as forças em alguns processos de produção são mais altas do que em outras e podem até resultar em uma sobrecarga dos mancais axiais. Com base nestes insights, estamos agora trabalhando, junto com nosso cliente, em uma solução para evitar sobrecargas no futuro e, assim, estender significativamente a vida útil dos rolamentos axiais."

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