Il sistema Smart Housing prevede l’integrazione di sensori in un sopporto per tenere sotto controllo le applicazioni dei cuscinetti. Si tratta di un sistema robusto, in grado di seguire passo passo le prestazioni di una particolare macchina o di un processo di lavorazione.

Le aziende hanno necessità di tenere sotto controllo i parametri delle macchine per assicurare a queste un corretto funzionamento. L’obiettivo del condition monitoring è quello di migliorare l’affidabilità della produzione, aumentare la sicurezza e conoscere meglio le applicazioni. Una produzione affidabile consente di ridurre in termini di tempo e numero le fermate programmate e in termini di numero quelle non programmate, senza imprevisti. Una maggiore sicurezza significa prevenire rotture impreviste e situazioni pericolose. Una maggiore conoscenza delle applicazioni consente di risalire alle cause delle anomalie per ricavarne elementi atti migliorare la qualità delle lavorazioni. Nell’industria, il controllo dei processi di lavorazione, sempre più complessi, sta diventando sempre più importante e gli Smart Housing possono fornire in buona parte l’aiuto necessario.

Nel monitoraggio tradizionale si usa spesso circondare i singoli organi delle macchine con strumenti e sensori. Questo approccio ad «albero di Natale» presenta numerosi svantaggi, quali l’influenzabilità da parte delle vibrazioni e la necessità di prevedere protezioni o schermature.

Sensori incorporati
Per le applicazioni dei cuscinetti, la SKF propone la soluzione Smart Housing, con la quale i sensori sono parte integrante dei sopporti. I segnali provenienti da tali sensori vengono elaborati in un circuito elettronico in modo da ottenere un segnale in uscita capace di far fronte ad ogni tipo di interferenza esterna. Il circuito di elaborazione ha anche la capacità di proteggere i sensori dalle anomalie del segnale di alimentazione della corrente. Nei sopporti SNL, sensori e circuito sono sistemati nella cavità inferiore; i segnali sono convogliati attraverso due connettori montati sulla parte frontale dei sopporti, pronti per essere collegati ai sistemi di condition monitoring. In tal modo si facilitano l’installazione e la messa in opera.

Esigenze dei clienti
Presso i clienti OEM e gli utilizzatori dell’industria dei ventilatori e dei trasportatori, i parametri più importanti da misurare sono velocità di rotazione, temperatura e vibrazioni. Gli Smart Housing, realizzati dalla SKF, sono del tipo modulare con due connettori, il primo dei quali fornisce dati di temperatura e velocità, mentre il secondo fornisce due segnali di vibrazione. Il controllo delle vibrazioni si riferisce a quelle in senso assiale e a una vibrazione radiale regolabile. Questi segnali sono trasmessi al connettore mediante uno speciale porta-sensore, il quale può essere ruotato per permettere una misurazione delle vibrazioni in funzione delle fonti esterne di disturbo o essere impostato direttamente in una posizione radiale per rilevare la vibrazione radiale del cuscinetto.

Sono previste tre possibili impostazioni:

• temperatura e velocità,
• vibrazione assiale e radiale (regolabile), oppure
• temperatura, velocità e vibrazione assiale e radiale (regolabile).

Gli Smart Housing stanno già dando il loro contributo al miglioramento delle applicazioni e all’acquisizione di conoscenze di determinate macchine o processi. Uno di essi è stato ad esempio installato su un trasportatore a nastro dell’Arundel Stone Corp., una sussidiaria della Florida Rock Industries Inc. situata a Havre de Grace, nel Maryland, USA. La Florida Rock è un’importante azienda americana nel settore dei materiali da costruzione ed è uno dei principali produttori di sabbia, pietrisco, calcestruzzo, cemento Portland e cemento armato precompresso.

Lo Smart Housing è montato sulla puleggia di coda del trasportatore a nastro che trasporta il calcare frantumato dalla cava alle bettoline sul fiume Susquehanna. Dalle bettoline il materiale è poi trasferito lungo le coste orientali degli USA. Lo scopo delle modifiche apportate al trasportatore era quello di migliorare l’efficienza delle operazioni di carico sulle bettoline. Il segnale di velocità fornito dallo Smart Housing serve a confermare che la puleggia è in rotazione e a informare sul modo di funzionare del nastro; infatti se quest’ultimo si strappa o si inceppa la puleggia smette di ruotare. Senza il segnale l’operatore e il sistema automatico non potrebbero sapere dell’esistenza di un inconveniente, con conseguenze in termini di spreco di materiale e di danni all’impianto. Il controllo della temperatura serve a segnalare un surriscaldamento, mentre quello delle vibrazioni fornisce informazioni circa eventuali danneggiamenti del cuscinetto o allentamenti dei componenti.

Grandi potenzialità
Un’altra importante applicazione potenziale dello Smart Housing sono i ventilatori. Installando uno Smart Housing su un ventilatore si può ad esempio rilevare in modo tempestivo l’esistenza di uno squilibrio causato da sporcizia depositatasi sulle pale, squilibrio che darebbe luogo a vibrazioni che a lungo andare potrebbero causare la rottura della macchina. Le vibrazioni provenienti dall’esterno si possono rilevare efficacemente mediante l’accelerometro radiale regolabile, che può essere sistemato nella direzione più opportuna. Per regolare i consumi di energia del ventilatore si può utilizzare il segnale di velocità.

Ventilatori critici sono quelli dell’industria mineraria, il cui compito è quello di convogliare aria fresca all’interno della miniera. Se uno di essi si guasta la produzione si deve fermare. Altri ventilatori critici sono quelli che fanno parte integrante di una macchina, ad esempio quelli che servono ad essiccare o a spostare prodotti.

Un’altra area di potenziale applicazione sono le lavatrici industriali, che sono soggette a vibrazioni di entità variabile a seconda del carico. Nella fase di centrifuga possono sorgere problemi di vibrazioni eccessive qualora i panni non siano distribuiti uniformemente nel cestello. Il numero di giri e la velocità determinano la quantità d’acqua asportata e quindi il successivo tempo necessario per l’asciugatura. Il rilievo delle vibrazioni e della velocità fornisce il necessario input per il controllo del processo di lavorazione. Con la misurazione della temperatura si ha anche un’idea dell’eventuale esistenza di un sovraccarico.

Progettato per l’integrazione
Gli Smart Housing sono stati studiati per integrarsi con i dispositivi di condition monitoring già disponibili presso la SKF o proponibili da terzi o dagli stessi clienti. La piena flessibilità è garantita dal fatto che è possibile offrire sia una soluzione completa di condition monitoring sia uno Smart Housing integrato in un sistema preesistente.

Gli Smart Housing SKF sono dunque strumenti di facile installazione e di grande affidabilità, in grado di offrire una robusta soluzione integrata per tenere sotto controllo le applicazioni critiche.