Cosa succede se un evento produce la fermata in linea di un veicolo o il rallentamento dello stesso che, a sua volta, provoca l’arrivo a destinazione in ritardo ?

Noi conosciamo il disturbo che tale evento può provocare nell’umore del passeggero.

L’aspetto principale è quello di considerare non affidabile il servizio offerto.

Al fine di evitare questo disturbo e produrre quindi una sensazione di tranquillità dei passeggeri SKF ha sviluppato un sistema completo di facile installazione che possa monitorare le condizioni riguardanti le usure iniziali dei cuscinetti nelle aree di movimento strategiche del treno.

In un veicolo ferroviario sono presenti tre aree principali dove sono coinvolti dei cuscinetti per il sistema di movimento. Tali aree sono:

• Motore Elettrico di trazione
• Riduttore
• Boccola ferroviaria montata sull’asse delle ruote.

La tipica combinazione di questi tre sistemi dà la possibilità al veicolo di muoversi sulle rotaie. Il motore riceve la corrente dal pantografo in contatto con la linea aerea e genera, attraverso la sua rotazione, il moto del riduttore ad esso collegato. Questo, è a sua volta connesso all’assile ferroviario dove è montata la boccola, e pone quindi in rotazione le ruote sul binario.

E’ molto facile immaginare ora cosa potrebbe accadere se uno dei cuscinetti montati su questi organi si usurasse durante il servizio e come questo aspetto possa influire sullo stato d’animo dei passeggeri .

Per dimostrare l’efficacia del sistema SKF CBM (Condition Based Maintenance) in ambito ferroviario la SKF è stata coinvolta dall’ente JRC (Joint Research Center) in un progetto che comprendeva Bombardier, Ansaldobreda ed il Politecnico di Milano (Polimi).

Scopo del progetto era di dimostrare la possibilità di verificare la condizione dei cuscinetti installati nel motore e nel riduttore (sistema di trazione) previsti per un’ applicazione “Very High Speed”, utilizzando sensori e centraline di acquisizione dati e adeguate tecniche di analisi. L’identificazione delle condizioni del cuscinetto è il passo primario per i mplementare una strategia CBM sul sistema di trazione.

Con queste informazioni SKF può anticipare le informazioni al conducente del treno e permettere di pianificare tutte le attività di manutenzione preventiva al fine di evitare dei fermi treno o rallentamenti in linea . La ricerca rappresentava inoltre una sfida al mondo accademico con l’obiettivo di definire la migliore tecnologia per il rilevamento delle condizioni del cuscinetto in questa tipica applicazione ferroviaria.

Bombardier a tale scopo, ha messo a disposizione un sofisticato Banco Prova che poteva riprodurre le condizioni operative di coppia trasmessa, velocità e, tramite attuatori idraulici, le condizioni di vibrazioni generate dalla linea tipiche di un’applicazione Very High Speed .

SKF ha fornito ed installato per l’occasione l’apparecchiatura (centralina , software e sensori) denominata IMx-R, sistema sviluppato presso la sede SKF di Lulea in Svezia; inoltre è stato formato un gruppo di lavoro all’interno di SKF che ha coinvolto le Divisioni Industrial Railway e Service Division.

In tale ambito i primi hanno provveduto al danneggiamento artificiale dei cuscinetti da analizzare sul banco prova, mentre i secondi si sono occupati dell’installazione del sistema IMx-R e conseguente analisi dei dati (spettri) acquisiti dal sistema.

I risultati di questa attività di ricerca ottenuti da SKF e, in maniera indipendente, dal Politecnico di Milano sono disponibili all’interno del gruppo JRC.

Anche se la ricerca non è stata condotta sul veicolo ferroviario in movimento sulle rotaie, la possibilità del Banco Prova di riprodurre le condizioni reali di esercizio attraverso una piattaforma vibrante rendono i risultati ottenuti comparabili a quelli di un veicolo ferroviario in condizioni di esercizio.

Il punto chiave della ricerca è stato lo sdoppiamento del segnale proveniente dai sensori SKF che è stato duplicato elettronicamente e inviato al sistema SKF e a quello del Polimi.

In tale modo ognuno poteva analizzare con le proprie tecniche lo stesso segnale di partenza.

L’attività di ricerca condotta ha prodotto quindi molte informazioni sulle caratteristiche che deve avere un’algoritmo CBM per questa specifica applicazione.

La tecnica dell’ INVILUPPO, implementata su due diverse piattaforme Hardware e Software e la Spectral Kurtosis sono state identificate come le più valide e robuste tecniche di analisi sia a velocità costante che nei transitori lenti come quelli che caratterizzano questa applicazione.

Sottolineiamo inoltre che nell’ultima versione del Software SKF @ptitude® oltre che alla tecnica standard d’ inviluppo è anche disponibile la versione SKF dell’indice di Kurtosis; questo dimostra una volta di più come SKF si posizioni ai massimi livelli per le tecniche di analisi diagnostica dei cuscinetti che utilizzano l’analisi vibrazionale.

Sottolineiamo inoltre che le analisi hanno confermato la corretta identificazione non solo dei cuscinetti danneggiati artificialmente di cui si conosceva la tipologia di guasto ma anche quelli derivanti dal campo di cui non si avevano informazione sul loro reale stato.

Quanto sopra ha confermato l’affidabilità della tecnica dell’INVILUPPO.

In particolare le prove condotte hanno confermato come carichi, velocità e senso di rotazione rivestono un ruolo importante nell’analisi degli spettri.

La strumentazione SKF ha confermato inoltre di essere flessibile nell’ acquisire i dati durante le condizioni operative scelte per le prove . Questo aspetto è stato fondamentale per comparare i dati ottenuti nel confronto tra un cuscinetto in normali condizioni ed uno danneggiato .

La ricerca ha inoltre messo in luce che indici generali quali la temperatura locale sono insufficienti allo scopo di evidenziare l’usura del cuscinetto nella fase iniziale rendendo quindi necessaria l’installazione di sensori accelerometrici.

Il tutto si traduce in un forte impatto sul valore del Lyfe Cycle Cost (LCC) del veicolo con indubbi vantaggi sia per il costruttore che per l’utilizzatore finale.

In conclusione siamo sicuri che questa ricerca ed esperienza sia stata una delle migliori condotte recentemente e che, i risultati ottenuti, saranno ancora validi ed utili negli anni a venire qualora si debba prendere in considerazione la ‘Tranquillità dei Passeggeri’ ….