Cookie-k az SKF webhelyén

Az SKF cookie-kat használ arra, hogy webhelyei tartalmát minél jobban összehangolja a látogatók preferenciáival - ilyen például a választott ország és nyelv. Elfogadja az SKF által használt cookie-kat?

cookie_information_popup_text_2[125]

Power the Future - Intelligens csapágyak az intelligens gépek szolgálatában

2015 február 04, 08:30 CEST

Az intelligens csapágyak forradalmian új technológiája megalapozza az intelligens gépek létrehozását – jelentette ki Filippo Zingariello, az SKF globális stratégiai fejlesztési igazgatója. 

Az „intelligens gép” fogalmának meghatározása nem könnyű feladat. A számítástechnika korai időszakában a számítógépet tartották intelligens gépnek, amely pontosan úgy válaszol a kérdésekre, mint az ember, vagyis nem lehet megkülönböztetni a gép és az ember válaszait. Ebben az értelmezésben a „gép” szó jelentése „számítógép”. Ha a Google-ban rákeresünk az „intelligens gép” kifejezésre, most is sok futurisztikus elképzelést találhatunk, amely ezt az irányzatot követi.

A McGraw-Hill tudományos és műszaki szótára a következőképpen definiálja ezt a fogalmat: „olyan gép, amely érzékelők használatával figyeli a környezetet, és módosítja a műveleteit, így a bizonytalan és változó körülményekhez igazodva tud meghatározott feladatokat végrehajtani”. A felsorolt példák között szerepelnek az érzékelőkkel és automatikus vezérlésű járművekkel felszerelt ipari robotok, amelyek az utasítások egyszerű követése helyett helyzetelemzésre és a helyzetnek megfelelő reakcióra is képesek, vagy köznapibb megfogalmazásban: nem csupán a felfestett vonalakat követik, hanem a látás alapján tájékozódnak.

Mérnöki értelemben az intelligens gépet olyan mechanikus rendszernek tekintjük, amely képes felügyelni saját magát: pontos öndiagnosztika végrehajtására képes gép, amely gyorsan értesíteni tudja a kezelőt az állapotáról a probléma lehető leggyorsabb megoldása érdekében. Bármilyen gép lehet ilyen, akár egy felső kategóriás autó, akár egy bonyolult gyártóüzemi gép. A „bizonytalan és változó körülmények” fogalmát a következővel kell kiegészítenünk: amellett, hogy az intelligens gép reagál a környezetének változásaira, önmagát is felügyelnie kell, hogy maximális hatékonysággal folytathassa a munkát.

Ez nem jelenti azt, hogy az intelligens gép karbantartásmentes, mert ez valóban futurisztikus elképzelés, de a beépített intelligens funkcióinak segítségével észlelni tudja az esetleges problémákat, amivel egyszerűsíti a karbantartási eljárásokat és meghosszabbítja a karbantartások közötti időszakokat. Természetesen egyetlen mechanikus alkatrésznél sem lehet kizárni a meghibásodás lehetőségét. A lényeg az esetleges problémák korai felismerése és a szükséges megelőző intézkedések elvégzése az ütemezett állapotfelügyeleti program részeként, ahelyett, hogy megvárnánk, amíg a gép ténylegesen meghibásodik, mert ekkor már költséges és időigényes lehet a javítása.

Az intelligens gépek működése több fontos tényezőn fog alapulni. Ezek közül messze a legfontosabb az információ. Adatok nélkül nincs intelligens működés és nincs diagnosztika. Az adatokat össze kell gyűjteni, továbbítani kell az elemzés és a feldolgozás végrehajtásához, amihez érzékelőkre, adatátviteli eszközökre és számítási funkciókra van szükség. Az SKF-nél már széles körű tapasztalatokkal rendelkezünk ezeken a területeken, és készen állunk arra, hogy a következő szintre lépjünk.

Az SKF Insight technológia bevezetése 

Elsőre kézenfekvő válasznak tűnhet a továbbfejlesztett állapotfelügyelet, a gépek felszerelése különböző érzékelőkkel, amelyek mérik a gép fontos paramétereit, majd a kapott adatokat WiFi-kapcsolaton keresztül elküldik egy központi helyre. Az SKF Insight technológiának köszönhetően azonban ennél jóval hatékonyabb megoldás is létezik már: ez a folyamatadatokat önállóan, a gép legmélyéről gyűjti össze és továbbítja egy alapvető műszaki alkatrész, a csapágy használatával.

Az SKF Insight technológiával az egyszerű csapágyat hatékony diagnosztikai készülékké alakítjuk át azzal, hogy a csapágyba beépítünk egy miniatűr, saját energiaellátással rendelkező, vezeték nélküli érzékelőt, amely valós idejű adatokat küld a folyamatok körülményeiről. Ez minden eddiginél több lehetőséget kínál az állapotfelügyelet területén. A 2013-ban, Hannoverben bemutatott technológia hároméves intenzív kutatás eredménye. Az érzékelőket le kellett kicsinyíteni, meg kellett oldani a tápellátás problémáit, és egyedi borítást kellett kifejleszteni az érzékelők és az elektronika számára.

A hagyományos állapotfelügyelettel a csapágy felületén bekövetkező változások által okozott rezgések mérésével észlelhetők a meghibásodás korai jelei. Ekkor azonban már elkezdődött a károsodás kialakulása. Az SKF Insight technológia nem magát a károsodást mutatja ki, hanem azokat a körülményeket észleli, amelyek a csapágy meghibásodását okozzák, már azt megelőzően, hogy jelentkezne a károsító hatásuk, és azonnal értesíti ezekről a körülményekről a kezelőket.

Ezeket a folyamatadatokat a csapágy mozgásából nyert energiával működtetett miniatűr elektronikus áramkörök továbbítják vezeték nélküli kapcsolaton keresztül. Külső tápellátásra nincs szükség. Ennek köszönhetően az érzékelők gyakorlatilag láthatatlanok, nincsenek bemeneti vezetékek a tápellátáshoz, sem pedig kimeneti vezetékek a jelek továbbításához. Ez azt jelenti, hogy ezek az érzékelők olyan helyeken is felhasználhatók, ahol eddig ez nem volt lehetséges. Képzeljük csak el, mi lenne, ha a jeleket egy forgó hajtóműből kellene kivezetni: teljes zűrzavar, mindenütt vezetékek átláthatatlan kuszasága. Az SKF Insight technológiával a jelek bárhonnan kiküldhetők, és már az olyan komoly kihívást jelentő alkalmazásokhoz is fejlesztünk megoldásokat, mint a szélturbinák és az acélgyártás.

Az SKF Insight technológiát azért fejlesztettük ki, mert tudjuk, hogy a csapágyak normál üzemi körülmények esetén ritkán hibásodnak meg olyan tényezők miatt, mint a felszín alatti anyagfáradás. A meghibásodások oka általában a helytelen vagy gondatlan használat, például a nem megfelelő kenés vagy a csapágy használata a műszaki jellemzőiben megadottaktól különböző környezetben. Az Insight technológiájú beépített érzékelő méri azokat a kritikus paramétereket, amelyek a csapágy korai meghibásodását okozhatják, például a kenőanyag szennyezettségét vagy a hőmérsékletet, és ezen adatok alapján a kezelők még a gép működőképes állapotában végrehajthatják a szükséges helyesbítéseket. Ennek eredményeképpen elkerülhetők a költséges és üzemszünetet okozó meghibásodások, ezáltal csökken a gép teljes tulajdonosi költsége, és jóval hosszabb lesz a működési élettartama. Emellett a mérnökök jóval részletesebb tájékoztatást kapnak a csapágyak élettartamát befolyásoló különböző okokról.

A csapágyba közvetlenül beépített érzékelőkkel az SKF Insight technológia már a mikroszkopikus sérülések kialakulása előtt felismeri a meghibásodás veszélyét.

Az SKF algoritmusai és diagnosztikai megoldásai felismerik a rendellenes működést, a kenőanyag szennyezettségét és a kenési problémákat, így a működési körülmények időben módosíthatók, amivel a károsodás már azt megelőzően elkerülhető, hogy egyáltalán kialakulna.

Az SKF Insight technológia, valamint a gépdiagnosztikai és csapágyállapot-figyelési szolgáltatások integrálásával a tényleges üzemi körülményekre vonatkozó adatokat felhőben működő kiszolgálókra tudjuk elküldeni a távdiagnosztika végrehajtásához, és így átfogó képet kapunk a jövőbeli károsodások és meghibásodások veszélyéről.

Újszerű karbantartás

Az SKF Insight technológia a karbantartó mérnökök számára olyan hatékony, új eszközt jelent, amellyel kifogástalan állapotban tarthatják a gépeket, és amely jóval több lehetőséget kínál számukra, mint a hagyományos állapotfelügyelet. A karbantartás pontosan a megfelelő időben végezhető el (ezt nevezhetjük „adaptív karbantartásnak” is), nem kell ragaszkodni egy olyan kötött ütemtervhez, amely nem veszi figyelembe a gépek és az alkatrészek tényleges állapotát.

A csapágyba beépített intelligens vezeték nélküli technológia lehetőséget kínál emellett a csapágyak konfigurálására kisméretű, vezeték nélküli átjárók révén kommunikáló hálózatokba is. Az átjáró lehet a gép helyi átjárója vagy az üzem helyi átjárója.

Az elküldött rendszerinformációt az ügyfél az SKF @ptitude Analyst szoftverrel elemezheti, vagy az adatok elküldhetők az SKF felhőjében található távdiagnosztikai központba. Az üzemvezetők, a gépgyártók, az SKF munkatársai vagy más jogosult személyek internet-hozzáférés birtokában irányítópultok és jelentések formájában férhetnek hozzá a feldolgozott adatokhoz. Lényeges, hogy az SKF is szerepeljen a „címzettek listáján”, mivel munkatársaink felbecsülhetetlen értékű segítséget tudnak nyújtani az adatok összegyűjtéséhez és értelmezéséhez az SKF mélyreható gép- és csapágyismeretének köszönhetően.

Mivel a csapágyak beépítetten tartalmazzák a technológiát, az eljuttatható a gépek legbelsejébe is, ahol korábban lehetetlen volt az érzékelők beépítése. Ez hatalmas előrelépést jelent a valós idejű állapotfüggő karbantartás területén, és komoly mértékben javítja a működési környezet átláthatóságát. Az üzemi körülmények ilyen alapos és valós idejű adatokkal támogatott ismerete akár a gépek továbbfejlesztésére is lehetőséget ad, amivel az eredetinél hosszabb élettartam vagy nagyobb teljesítmény is elérhető.

Az érzékelők egymással és a vezeték nélküli átjáróval kommunikálva strukturálatlan (ún. „mesh”) hálózatot alkotnak, és az adott gépre, illetve a teljes üzemre vonatkozó adatokat is szolgáltatnak.

Az SKF Insight technológiával szélesebb körben alkalmazható az állapotfelügyelet, és olyan helyzetekben is használható, ahol ez korábban nem volt megoldható. Ezért olyan iparágakban is teszteljük a technológiát, mint a szélenergia-ipar, a vasúti ipar és az acélgyártás.

Szélsőséges körülmények

Az SKF Insight technológia hatalmas előnyöket kínál az olyan iparágak számára is, mint például a szélenergia-ipar, ahol a karbantartási költségek csillagászati összegekre rúgnak. Néhány tengeri alkalmazás esetében a szélturbina fő csapágyának cseréje olyan költséges lehet, hogy az megkérdőjelezi a szélturbina megépítésének eredeti üzleti indokoltságát. Ennél az alkalmazásnál az intelligens csapágyakkal működés közben figyelhető a berendezés terhelése és kenése, így elegendő idő jut a kárt okozó folyamatok kialakulásának megakadályozására.

Ügyfeleinkkel együttműködve már dolgozunk az SKF Insight technológia adaptálásán, hogy alkalmas legyen a szélturbinák figyelésére. Megoldásunkkal a dinamikus csapágyadatok tényleges működési állapotban mérhetők, és vezeték nélküli kommunikáció útján küldhetők el a távoli felügyeleti központokba vagy a helyi karbantartóknak. Beépített érzékelőinkkel figyelhető a csapágy forgási sebessége, rezgése, hőmérséklete és kenése. Nagyon fontos, hogy a megoldás utólag is beszerelhető, így azonnal növelhető vele nemcsak az új, hanem a meglévő szélturbinák tízezreinek működési teljesítménye is szerte a világon.

A jövőben hasonló megoldást fogunk fejleszteni a vasúti ágazatban használt kerékagycsapágyakhoz is. Ezek az alkatrészek kritikus fontosságúak, és általában meghatározott időközönként kicserélik őket, függetlenül az állapotuktól. Az SKF Insight alkalmazásával rendkívül költséghatékony módon gyűjthetők az állapotfelügyeleti adatok, ezáltal a csapágyak élettartama és a csapágycserék időpontja a tényleges állapotadatok alapján pontosan meghatározható, nem kell a működési körülmények becsült adataira hagyatkozni.

A működési körülmények figyelésének és a kapott adatok továbbításának lehetősége forradalmasítani fogja a csapágyak alkalmazását a karbantartás tervezésének, a teljes tulajdonosi költség csökkentésének és a géphatékonyság maximális kihasználásának köszönhetően. A csapágyakat régóta a forgó berendezések „lelkének” tekintjük. Az intelligens funkciók beépítésével az SKF Insight technológia most a gépek „agyává” lépteti elő őket. A hagyományos állapotfelügyelet határain túllépve olyan funkciót kínál, amelyet „jövőbeli megbízhatóságnak” nevezhetünk, mivel ki tudja mutatni a lehetséges problémákat már a kialakulásuk előtt, lehetővé téve az azonnali beavatkozást.

Az SKF Insight technológiát már üzembe helyeztük az olyan csúcskategóriás alkalmazásokban, mint például a szélturbinák. De gondoljunk csak arra a gépre, amelyre a legtöbb időnket fordítjuk: az autóra. Képzeljük csak el, hányféle problémát lehetne elkerülni az ilyen fejlett, intelligens megoldásokkal, és máris láthatjuk, hogy a csapágyak és az állapotfelügyelet területén egyaránt bevethető SKF Insight technológia miért is ennyire forradalmi.

SKF logo