La SKF ha realizzato un prodotto innovativo che consente di rilevare tempestivamente i danneggiamenti e l’usura dei cuscinetti delle ruote di autocarri e rimorchi. L’SKF Wheel End Monitor consente di rilevare una possibile anomalia molto prima che si traduca in una rottura disastrosa, riducendo in tal modo il rischio di incidenti.

Tecnologia

Nel trasporto merci la concorrenza è forte. I mezzi di trasporto su strada devono essere sempre in piena efficienza e rispettare gli stretti tempi di consegna. Una delle principali preoccupazioni dei trasportatori è quella di evitare costi imprevisti e fermate non programmate dei veicoli.

In questo campo la SKF è all’avanguardia da molto tempo. Le sue unità cuscinetto esenti da manutenzione per le ruote riescono a raggiungere e superare durate di un milione di chilometri, consentendo ai veicoli di trasporto di arrivare a destinazione senza problemi in ogni parte del mondo.

Qualunque cuscinetto tuttavia prima o poi si danneggia, a meno che il suo difetto non venga scoperto in tempo. Se non ci si accorge di tale difetto, il cuscinetto con tutta probabilità si guasta quando l’autocarro è in strada, il che inevitabilmente fa perdere tempo. Sebbene le statistiche dimostrino che il 30 % dei guasti degli autocarri sono da imputare al gruppo ruote, soprattutto a freni e pneumatici, non bisogna trascurare i problemi causati dai cuscinetti.

RIPARAZIONI COSTOSE
Se un cuscinetto si guasta quando l’autocarro è su strada l’azienda trasportatrice va incontro ad oneri considerevoli per soccorso stradale, riparazioni, costose parti di ricambio e perdite di tempo, per non parlare dei costi di assicurazione. Inoltre occorre tenere presente che alcuni paesi hanno introdotto multe severe in caso di guasti su strada, che sono misure di carattere legale prese per costringere le aziende di trasporto a eseguire una manutenzione corretta sulle loro flotte.

Per un’azienda di trasporto i problemi finanziari sono tuttavia solo un aspetto della questione: il problema è molto più complesso: in caso di guasto il tempo perso può causare una perdita di immagine. Inoltre ci sono gli aspetti di carattere sociale e ambientale: un incidente stradale può mettere a repentaglio gli altri utenti della strada, mentre l’incendio ad un rimorchio o la caduta di materiale pericoloso crea problemi d’inquinamento, anche se si provvedesse subito a ripulire. Infine, un arresto della circolazione causato da un incidente rappresenta sempre un danno economico a livello nazionale.

Determinata a risolvere questo problema, la SKF, dopo molti anni di lavoro di sviluppo, è riuscita a rendere il SKF Wheel End Monitor un prodotto di serie. Sfruttando la consolidata esperienza nella tecnologia dei cuscinetti e la conoscenza dei loro meccanismi di cedimento, ha potuto avere un’idea della progressione nel tempo dei danneggiamenti dei cuscinetti delle ruote. Questo ha consentito di realizzare un nuovo prodotto meccatronico in grado di individuare l’anomalia di un cuscinetto delle ruote molto tempo prima che si traduca in un vero e proprio guasto.

L’SKF Wheel End Monitor viene fissato esternamente al cerchione mediante due bulloni delle ruote (fig. 1) e registra la vibrazione generata dai cuscinetti. Occorre però tenere presente che questi ultimi non sono i soli organi responsabili delle vibrazioni delle ruote durante la marcia: sia il rotolamento dei pneumatici, sia le condizioni della strada e sia l’azione di eccitazione da parte di altri organi del veicolo, trasmessa attraverso la sospensione, danno luogo anch’essi ad una vibrazione, percepibile a livello del cerchione. Grazie alla sofisticata tecnologia e all’intelligente logica di valutazione, il SKF Wheel End Monitor riesce a differenziare la vibrazione che proviene dall’anomalia di un cuscinetto, o più precisamente da un’erosione sulle piste di questo, dalle vibrazioni attribuibili ad altre cause.

La fig. 2 illustra i dati di misurazione che sono stati registrati ed elaborati dal SKF Wheel End Monitor fissato sull’assale anteriore di un autocarro sperimentale. Il diagramma mostra sia i dati di vibrazione di due cuscinetti danneggiati (file azzurre e arancione) sia quelli di diversi cuscinetti integri che hanno percorso varie distanze in funzione della velocità della ruota (fila lilla). Si noterà una chiara differenza tra i cuscinetti danneggiati e quelli integri, specialmente al di sopra di certe velocità. La logica di valutazione prevede un valore di soglia dipendente dalla velocità, che consente una precisa classificazione del segnale non appena l’autocarro supera una velocità minima prestabilita. Questa soglia viene fissata attraverso una stima della velocità, effettuata dal sensore collegato al cerchione (fig. 1).

UN INDICATORE SEMPLICE
Il danneggiamento di un cuscinetto delle ruote rilevato dal SKF Wheel End Monitor, viene segnalato da un LED rosso che lampeggia per diversi giorni (fig. 3), mentre in ogni momento, si possono leggere i dati misurati per tenere sotto controllo lo stato dei cuscinetti stessi. Una luce verde indica che il cuscinetto è a posto, mentre una luce rossa ne denuncia il danneggiamento. Abbinando la tecnologia alla semplice tecnica di visualizzazione, è stato possibile realizzare un prodotto che rappresenta un reale valore aggiunto per i clienti, finalizzato alla riduzione dei costi.

Una volta che l’SKF Wheel End Monitor ha rilevato e denunciato il danneggiamento iniziale di un cuscinetto, quest’ultimo può ancora percorrere molte migliaia di chilometri prima che si guasti definitivamente: in tal modo è possibile procedere ad una manutenzione preventiva. Il trasportatore può consegnare le merci e poi programmare con comodo la sostituzione del cuscinetto difettoso.

Nel corso dello sviluppo di questo nuovo prodotto è stata dedicata una speciale attenzione alla sua “omologazione su strada”. A questo proposito l’SKF Wheel End Monitor è stato sottoposto a due prove pratiche su vasta scala, negli Stati Uniti e in Australia, svolte in un’ampia gamma di condizioni climatiche (caldo e freddo estremi, presenza di sabbia fine, ecc.).

La produzione in serie dell’SKF Wheel End Monitor è iniziata alla fine del 2007. La Hendrickson International, leader di mercato negli USA nel settore dei sistemi di sospensione per i veicoli commerciali, ha accettato di essere il primo cliente del nuovo prodotto. Già a marzo 2007, la Hendrickson aveva presentato l’SKF Wheel End Monitor come componente di serie del suo innovativo assale QUAANTUM™ FX7 in occasione del Technology and Maintenance Council in Florida. Dal settembre 2007, la SKF ha iniziato a fornire alla Hendrickson il SKF Wheel End Monitor insieme a un nuovo tipo di unità cuscinetto per le ruote.

UNO SGUARDO AL FUTURO
L’SKF Wheel End Monitor, con tutto il suo bagaglio di funzioni, può essere considerato il primo passo per una serie di prodotti meccatronici utili a monitorare le condizioni di lavoro dei gruppi ruota. Per il futuro sono pensabili metodi di trasmissione alternativi dei segnali atti ad aumentare tali funzionalità, estendendole al monitoraggio di altre parte dei gruppi ruota.