BRAVE – a csapágyvizsgálatok új dimenziója
Az SKF egy kísérleti létesítményt épít a csapágyvizsgálatok elvégzéséhez,
amely eddig soha nem látott mélységben tárja fel a csapágy-meghibásodásokat kiváltó
mechanizmusok megértéséhez és a teljesítmény-előrejelzéshez szükséges ismereteket.
Évente mintegy tízmilliárd csapágyat gyártanak, és ezek a csapágyak – tekintettel azokra a nagy igénybevételt jelentő körülményekre, amelyek- nek gyakran ki vannak téve – hihetetlenül megbízhatóak. Tény, hogy a csapágyak több mint 90 százaléka hosszabb ideig marad üzemképes, mint azok a berendezések, amelyekbe beépítették őket. Működés közben csupán 0,5%-uk hibásodik meg, azonban ez még mindig azt jelenti, hogy évente mintegy 50 millió csapágyat kell kicserélni sérülés vagy meghibá- sodás miatt, és ezek a meghibásodások valószínűleg pénzügyi következ- ményekkel járnak az üzemeltetőik számára a termeléskiesés, a környező alkatrészek károsodása, valamint a javítási költségek tekintetében. A csapágyak károsodásának vagy meghibásodásának számos különböző oka lehet. Általánosságban elmondható, hogy a csapágyhibák körülbelül egyharmada a kifáradás miatt, míg egy másik harmada a kenési problémák miatt következik be. A szennyeződés okozza a csapágy-meghibásodások egy hatodát, míg a kiegyensúlyozottságért egyéb tényezők a felelősek, például a helytelen kezelés és szerelés, a vártnál nagyobb vagy attól eltérő terhelés és a nem megfelelő beszerelés. Amikor megpróbáljuk előrejelez- ni, hogy egy csapágy hogyan és – ami még fontosabb – mikor hibásodik meg, rengeteg változót kell figyelembe venni, beleértve az alkalmazást, amelyben használni fogják, a környezetet, amelyben működtetik, az alkal- mazott kenőanyagokat, valamint a csapágyra ható terheléseket, hogy csak néhányat említsünk. Tehát az új csapágyak fejlesztésekor a teljesítményük és az élettartamuk hitelesítése lassú, drága és összetett folyamat lehet.
Az SKF erre a problémára keresi a megoldást a hollandiai Houtenben található Kutatási és Technológiafejlesztési (RTD) központban. A vál- lalat megkezdte egy kísérleti vizsgálati létesítmény felépítését, amely a csapágyak meghibásodását okozó mechanizmusokról rendelkezésre álló ismeretek bővítésére szolgál majd. Itt kap majd helyet a „Tesztberendezé- sek a csapágyakkal végzett gyorsított hitelesítési vizsgálatokhoz” (BRAVE) nevet viselő eszközpark is, melynek segítségével fejleszthetik a kritikus alkatrészek hátralévő hasznos élettartamának gyors, pontos és megismé- telhető előrejelzésére szolgáló módszereket. A projektet a csapágyacélokkal foglalkozó csoport vezetője, Urszula Sa- chadel, valamint az SKF vizsgálati részleg igazgatója, Edwin Tummers vezeti majd. „Egy rugalmas tesztlétesítményre volt szükségünk, amely lehetőséget biztosít számunkra a különböző alkalmazási feltételek szimu- lációjára, valamint a csapágyrendszer – beleértve a csapágyak nyersanya- gait és az alkalmazott kenést – működésének vizsgálatára különböző ter- helések és különböző fordulatszámok mellett. Mindezt oly módon, hogy a fentiek mellett lehetővé teszi számunkra a rendszer vizsgálatát is, hogy meghatározzuk a károsodás keletkezésének okát, a terjedésének mértékét és ütemét, valamint azt, hogy mennyi ideig működtethető még a csapágy, mielőtt karbantartásra van szükség”- magyarázta Edwin Tummers.
Miután elkészült, a BRAVE számos, kifejezetten az SKF specifikációinak megfelelően kialakított és személyre szabott próbaberendezést tartalmaz majd, amelyeket a kutatók a fejlesztésre és a csapágy-meghibásodások típusainak tapasztalati úton történő vizsgálatára használnak majd. A pró- baberendezések „szennyeződés”, „kezdődő károsodás” és „terjedés” ka- tegóriákba sorolva működnek majd, gyakran egymás utáni sorrendben. „A szennyeződés beállításával különböző módon hozhatunk létre csapágykárosodást, például bemélyedéseket, kopást, valamint elektro- mos áram és korrózió okozta meghibásodásokat.” – magyarázta Ur- szula Sachadel. „Különféle kenőanyagokat is alkalmazhatunk. Ezután a „kezdődő károsodás” szakaszban adott környezeti feltételek mellett működtethetjük a csapágyakat, hogy károsodást okozzunk. Végül a „terjedés” szakaszban végzett vizsgálatok segítséget nyújtanak majd számunkra annak meghatározásához, hogy a különböző terhelé- sek és fordulatszámok hogyan befolyásolják a károsodás terjedésének ütemét”. A három tesztberendezés külön-külön is alkalmazható, illetve egymás után vagy más-más sorrendben is, ezáltal a vizsgálatok széles körét teszi lehetővé.
Ezzel a módszerrel az SKF kutatói nagyon gyorsan elvégezhetik számos különböző csapágyváltozat vizsgálatát annak érdekében, hogy meghatá- rozzák a legjobb megoldást az adott alkalmazáshoz.A vizsgálati eljárásokat kidolgozzuk, ellenőrizzük és szorosan nyomon követjük, valamint rögzítjük többek között a rezgéssel, a hőmérséklettel és a terheléssel kapcsolatos összes adatot és az előzményeket. Ezeket az adatokat aztán részletesen kielemezhetjük a kísérletek alatt vagy után. „A BRAVE használatával képesek leszünk gyorsan kiértékelni a lehetsé- ges csapágymegoldásokat, valamint kielemezni és megérteni a külön- böző gyártási folyamatok hatását a teljesítményükre. Továbbá a jövőben a csapágyaink teljesítményének növelése vagy előrejelzése érdekében az összegyűjtött adatokat felhasználhatjuk a mesterséges intelligencia és a gépi tanulási folyamatok fejlesztésének támogatására.” – tette hozzá Urszula Sachadel.
A BRAVE számos előnyt biztosít majd az SKF forgóberendezés
– telesítményoptimalizálási (REP) és csapágyfelújítási üzletága részére.
„Azt tervezzük, hogy a csapágyfelújítás különböző szakaszai után megvizsgáljuk a csapágyakat annak érdekében, hogy megállapítsuk, hogy a folyamat hogyan befolyásolja a teljesítményüket és hogyan lehetne ezen javítani.” A létesítmény munkálatai a jelenlegi állás sze- rint 2021 elején fejeződnek be. „Rengeteg új dolgot tanulunk majd a BRAVE alkalmazásával, és alig várjuk, hogy ezeket megoszthassuk a vevőinkkel.” – foglalta össze Urszula Sachadel.
