인텔리전스의 힘

  • 스토리

    2014 10월 28, 09:00 CEST

    SKF는 Hannover 2013에서 엔지니어가 베어링을 사용하고 조작하는 방식을 근본적으로 바꾸는 혁신적인 새 기술을 공개했습니다. SKF Insight라고 하는 이 새로운 기술은 베어링의 핵심부에 자체 전원 공급되는 초소형 인텔리전트 무선 센서를 통합합니다. 이를 통해 최초로 엔지니어가 기계 내부 베어링의 작동 조건을 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 그 결과 기존처럼 베어링 마모 및 고장 가능성을 단순히 예측하는 것이 아니라 정확하게 계획하고 방지할 수 있습니다.

    18개월이 지난 지금은 기술을 검증 중이며 다양한 시장 분야에서의 실제 적용을 모색하고 있습니다. 더 자세히 살펴보기 전에 먼저 SKF Insight가 왜 그렇게 혁신적인지 알아보겠습니다.

    Insight 프로젝트는 정상적인 운전 조건에서 작동 불가 상태가 되는 베어링은 거의 없다는 사실에서 출발했습니다. 실제로 작동 중 고장은 잘못된 사용, 부주의, 윤활 문제 또는 기계를 처음 설계하거나 베어링 사양을 처음 지정할 때는 예측하지 못했던 작동 조건 때문에 발생합니다. 

    기존의 조건 모니터링은 진동 수준을 측정하여 장애의 조기 신호를 포착하는 방식이었습니다. 이런 진동 신호는 일반적으로 링 또는 회전 요소의 이동 표면에서 최초의 작은 금속 조각이 쪼개지기 시작할 때 발생합니다. 이러한 손상이 일반 센서로 감지할 수 있는 단계에 도달하는 시점은 베어링이 이미 작동 성능 및 수명에 영향을 미치는 손상을 입은 상태이므로 너무 늦은 시점입니다.

    SKF 엔지니어링은 외부 모니터링 장치를 사용하는 대신, 베어링의 직접적인 작동 환경에 영향을 미치는 중요 매개변수를 베어링이 감지하고 이 정보를 무선 연결을 통해 설비 운영자나 기계 제조사에 즉시 알릴 수 있다면 어떨까라는 생각을 했습니다.

    이런 방식으로 작동 조건을 모니터링할 수 있다면 잠재적 손상을 방지하거나, 최소한 영향을 미치기 전에 식별할 수 있을 것이며 이에 따라 기계 작동 중 교정 조치를 취할 수 있을 것입니다. 이에 따라 많은 비용이 들고 가동 중단이 수반되는 장애를 예방할 수 있으므로 총 자산 소유 비용이 감소하고 기계 작동 수명이 훨씬 길어집니다.

    현재 개발 중인 솔루션은 베어링에 내장되며 베어링이 회전할 때 작동 환경에서 전원을 가져오는 초소형 센서 및 인텔리전트 무선 구성품을 사용합니다. 따라서 패키지는 완전 자립형입니다. 즉, 전원이나 센서 출력용 케이블이 필요 없고 설치 후에는 독립적으로 작동합니다.

    또한 베어링 내에 인텔리전트 무선 통신 기술이 내장되어 일반적인 Wi-Fi가 제대로 작동하지 않는 환경에서 사용할 수 있습니다. 무선 게이트웨이를 통해 통신하는 스마트 네트워크서 베어링을 구성할 수도 있습니다.

    SKF Insight 베어링은 적용된 부하, 윤활 품질, 작동 속도, 온도와 진동을 모니터링하고 베어링 스틸의 미세 구조 변화를 감지할 수 있으므로, 매크로 구조 수준의 손상이 발생하기 전에 조기 경고 신호를 보낼 수 있습니다. 이 데이터는 클라우드 서버를 통해, 스마트폰이나 태블릿에서 전용 앱을 사용할 수 있는 로컬 운전자 또는 원격 모니터링 센터로 브로드캐스트할 수 있습니다. 두 경우 모두 진단 툴이 데이터를 해석하여 과도한 부하, 편위 운동 및 윤활 오염을 포함하여 최적 작동 조건 기준 편차를 구하므로, 윤활유를 보충하거나, 일시적 과부하를 완화하는 것처럼 작동 조건을 즉시 수정할 수 있습니다.

    베어링은 자립형이기 때문에 기계 핵심부에 센서를 내장하기 불가능했던 응용 분야에 사용할 수 있습니다. 이는 실시간 조건 기반 유지보수를 향한 중요한 단계를 나타낼 뿐만 아니라 운영 환경에 대한 더 상세한 이해도 제공하므로, 예를 들어 기계의 수명 또는 전력 등급을 초기 사양 이상으로 높이는 것도 가능할 수 있습니다. 

    SKF Insight 기술의 목적 중 하나는 특히 이전에는 불가능하거나 비현실적인 것으로 간주되던 조건 모니터링을 더 폭넓게 적용하고 접근 가능하게 만드는 것입니다. 바로 이런 이유로 풍력, 철도 및 스틸 제조 등과 같은 까다로운 업계에서 기술을 테스트 중입니다.

    풍력 팜은 멀고 접근이 어려운 경우가 많습니다. 일부 역외 운영의 경우 풍력 터빈 메인 베어링 교체 비용이 너무 높아서 터빈 건설의 비즈니스 사례에 방해가 될 수 있습니다. 따라서 운전 중 부하 및 윤활 조건을 기록하고 손상 조건을 제거하는 조치를 취하는 것이 좋습니다.

    SKF는 이제 고객과 함께 SKF Insight 기술의 통합을 추진하고 풍력 터빈 모니터링용 스마트 베어링을 개발하고 있습니다. 이를 통해 실제 운전 상태에서 동적 베어링 정보를 측정하고 원격 모니터링 센터 또는 로컬 유지보수 담당자에게 무선으로 통신할 수 있습니다. 현재 고려 중인 솔루션은 베어링 속도, 진동, 온도 및 윤활을 모니터링하고 보강할 수 있으며, 이에 따라 전 세계 수만 개의 터빈의 운전 가능성을 즉시 향상할 수 있습니다. 

    철로 부문에서 사용되는 휠 엔드 베어링을 위한 비슷한 솔루션도 개발 중입니다. 이는 안전에 중요한 구성품이며 일반적으로 조건과 관계없이 설정된 간격으로 교체됩니다. SKF Insight를 통합하면 매우 경제적인 방식으로 조건 모니터링 데이터를 수집할 수 있으므로, 베어링 수명과 교체 간격을 예측된 운전 조건이 아니라 실제를 기반으로 하여 정확하게 결정할 수 있습니다. 

    인텔리전트 베어링 기술은 조건 기반 모니터링 및 기계 설계, 운전 및 수명 모두에 있어 새로운 차원을 열어주고 있습니다. 이제 SKF Insight와 같은 혁신은 엔지니어 및 비즈니스 관리자가 기계 자산의 효율성, 생산성 및 수익성을 극대화하는 데 필요한 중요한 툴과 데이터를 최초로 제공합니다.

    Aktiebolaget SKF
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    보도 자료: Nia Kihlström, +46 31-337 2897, +46 706 67 28 97, nia.kihlstrom@skf.com

    SKF는 베어링, 씰, 메카트로닉스, 윤활 시스템과 기술 지원, 유지보수, 안정성 서비스, 엔지니어링 컨설팅과 교육을 망라한 서비스를 제공하는 데 있어 세계적 선도기업입니다. SKF는 전 세계 약 130여 개국에 진출해 있으며, 15,000여 개의 지역대리점을 보유하고 있습니다.

    2013년도 연간 매출액은 635억 9,700만 스웨덴 크로네이며 직원 수는 48,401명입니다. www.skf.com  

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