SKF разрабатывает сенсорный ролик, который будет собирать ключевые данные о нагрузке, скорости вращения и температуре с крупногабаритных роликоподшипников, работающих в ветряных турбинах.
Интеллектуальные электронные компоненты всё чаще используются для получения и передачи данных о работе подшипников. Наиболее важная информация – это данные по нагрузке, скорости вращения и температуре, которые могут использоваться для расчета срока службы подшипников, что помогает повысить производительность и продлить срок службы оборудования и техники.
Шведский концерн SKF, один из крупнейших производителей подшипников, разрабатывает систему SKF Sensor Roller, представляющую собой блок датчиков, которые интегрированы в один из роликов подшипников. Несколько типов датчиков получают данные, которые передаются обслуживающему персоналу по беспроводной сети для мгновенной оценки состояния подшипника.
Система Sensor Roller выросла из старой системы Magic Roller, которая была разработана более 30 лет назад: она снимала ограниченное количество параметров (только нагрузку) и требовала серьезной модификации оборудования.
Современная система Sensor Roller, которая разрабатывается уже более 3 лет, намного интеллектуальнее и надежнее. Сенсорный ролик состоит из полого ролика, содержащего капсулу с измерительными датчиками, электроникой и батареей. Датчики измеряют три типа данных: нагрузку, температуру и скорость вращения.
Ролик содержит три акселерометра, которые измеряют ускорение в трех направлениях, а также трехканальный гироскоп, измеряющий скорость вращения по трем осям. Вместе это показывает полное движение ролика. Точное измерение скорости вращения помогает выявить проскальзывание ролика, что может вызвать перегрев и последующий износ.
Измерение температуры имеет решающее значение для контроля состояния смазки. Если подшипники перегреваются, смазка разжижается, что снижает уровень защиты, потенциально вызывая контакт металла с металлом между дорожками качения и роликами.
Ролик достаточно длинный, чтобы вместить три датчика измерения нагрузки. Это позволяет обнаруживать множество различных эффектов. Например, несоответствие нагрузок на ролик может указывать на смещение дорожки качения. Если не исправить это, это может привести к серьезным проблемам. График нагрузки в полярных координатах может показать, правильно ли нагружен подшипник, и даже выявить недостатки в конструкции подшипника и/или конструкции всего узла оборудования.
Способ передачи нагрузки в таких крупных подшипниках сильно зависит от системы, в которой они установлены. Например, большие подшипники SKF для главных валов ветряных турбин имеют диаметр 4 м. По сравнению с типичным маленьким подшипником кольца для этих больших подшипников относительно тонкие. Это означает, что жесткость кольца намного ниже, поэтому конструкция оказывает огромное влияние на характеристики подшипника.
Сейчас первые прототипы Sensor Roller проходят испытания в реальных условиях эксплуатации. Например, с 2017 года она проходит испытания на специализированных испытательных стендах в центре Свена Вингквиста в Германии, где оценивается продукция сферических, цилиндрических и конических роликоподшипников.
Для расширенных полевых испытаний SKF также установила роликовую систему датчиков в подшипнике главного вала ветряной турбины в Северной Германии. Тут система будет работать в течение года. По окончании испытания и SKF, и заказчик узнают намного больше о том, как подшипники работают в реальных условиях и как сезонные колебания погоды влияют на производительность.
В течение двух лет SKF планирует закончить разработку полностью автономного ролика, способного прослужить весь срок службы подшипника. Вместо батареи с ограниченным сроком службы будет установлен мини-генератор, вырабатывающий электроэнергию за счет вращения подшипника. В перспективе, по мере уменьшения электронных компонентов, SKF рассчитывает внедрить эту систему в подшипники меньшего размера.
