Cuscinetti Smart IOT – Per la manutenzione predittiva

I cuscinetti volventi sono utilizzati in molteplici applicazioni nel campo industrial, heavy duty, automotive, home appliance ed energetico.
Nonostante un dimensionamento a regola d’arte i componenti sono soggetti ad un progressivo degrado, al quale può seguire una rottura improvvisa dell’intero sistema. Questa eventualità comporta notevoli costi in termini economici e di immagine.
Il nuovo cuscinetto smart testato e sviluppato da MBI consente un continuo monitoraggio del degrado del cuscinetto nel corso della sua vita, individuando potenziali criticità per poi pianificare una corretta manutenzione preventiva.

La vita di un assieme è descritta dalla curva P-F, la quale rappresenta lo stato di salute in termini percentuali nel corso della sua vita. In concomitanza della causa di innesco del degrado del cuscinetto, la pendenza della curva cambia, prima in maniera leggera per poi avviarsi sempre più velocemente alla rottura di schianto. L’analisi vibrazionale del sistema permette di prevedere di mesi la rottura di schianto del componente mediante la lettura dei dati raccolti e conseguentemente pianificare la sostituzione del cuscinetto danneggiato. Un ulteriore allarme è fornito dall’aumento anomalo di temperatura, la cui lettura permette di fermare l’impianto prima della completa rottura di schianto del sistema, riducendo quindi i costi di ripristino e di fermo impianto.

Un sensore di vibrazioni triassiale, opportunamente integrato al cuscinetto, consente la lettura del livello vibrazionale del cuscinetto stesso e dei componenti a lui connessi.
I dati grezzi raccolti rappresentano il livello di eccitazione dell’intero sistema, senza processing è impossibile individuare con precisione una eventuale problematica.
Infatti ogni componente ha uno stato vibrazionale proprio in funzione delle caratteristiche geometriche e delle condizioni di funzionamento: processando i dati mediante analisi di Fourier è possibile disgregare le frequenze vibrazionali per facilitare l’analisi dello stato vibrazionale da parte dell’utente finale.
Un maintenance engineer ha quindi tutti gli strumenti per poter individuare con esattezza problematiche dinamiche dell’assieme, quali: disallineamento, giochi , equilibratura, degrado dei cuscinetti volventi ed anomalie nei componenti accessori (ruote dentate, giranti, cinghie, etc).
L’utente non formato ha comunque la possibilità di monitorare il trend vibrazionale nel tempo per poter valutare delle soglie di allarme e fermare il ciclo nel caso di un aumento anomalo della temperatura di esercizio.

• Vibration Amplitude: ± 16G
• Frequency Field: 0-6500 Hz
• Extended Temperature Range: -20-105 °C
• Integrated Temperature Sensor
• Digital Signal

La tecnologia MEMS ha permesso di ridurre le dimensioni dei sensori con delle prestazioni eccellenti solo negli ultimi anni. Il PCB contenente il sensore è integrato al cuscinetto, mantenendone inalterate le performance .
Il design studiato modifica la sola larghezza del cuscinetto rispetto ai dati a catalogo aumentandola di soli 3-4 mm ed introducendo una centralina di elaborazione e comunicazione separata.

Il sistema di monitoraggio sarà costituito da una sonda, collocata sul cuscinetto e da una scheda elettronica (HUB) per la raccolta dei dati e per la loro trasmissione.
Le prestazioni della scheda dovranno essere elevate in quanto la frequenza di campionamento deve garantire una corretta lettura del segnale in ingresso. Il dato processato potrà essere analizzato su PC tramite software specialistico, memorizzato su una scheda di memoria installata sull’HUB oppure inviato
tramite collegamento ethernet o WI-FI ad un cloud per la memorizzazione e l’analisi dei dati di uno o più sensori collocati in diversi siti produttivi.

I. MEASURE SYSTEM VIBRATION

II. DATA PROCESSING

III. COLLECT AND SEND INFORMATION

IV. ANALYZE

V. PREVENT FAILURE AND CUSTOMER CLAIMS