SKF разработала комплект интег­рированных датчиков, не требующих внешнего питания, которые передают в систему мониторинга данные об условиях работы подшипника. После масштабных научно-исследовательских работ, направленных на уменьшение габаритов, решение вопросов электропитания и создание уникальных встроенных датчиков и электронных устройств, технология SKF Insight впервые была официально представлена на выставке Hannover Messe 2013 в Германии. Эта технология делает мониторинг состояния автономным – устройства не требуют внешнего питания и подключены к сети интернет.

Необходимость разработки данной технологии была обусловлена тем, что очень редко подшипники выходят из строя при штатных условиях эксплуатации. Конечно, большинство отказов происходит из-за неправильной эксплуатации, халатности, проблем со смазкой. Инженеры SKF задумались: что было бы, если бы появилась возможность определять условия работы подшипника и передавать эту информацию по сети интернет оператору установки и производителю оборудования? Возможность контролировать рабочие условия позволяет провести их корректировку, чтобы гарантированно избежать отказов.

Традиционный мониторинг состояния предполагает выявление ранних признаков отказа путём измерения уровней вибрации. Подшипник начинает подавать вибрационные сигналы, когда первые маленькие частицы металла откалываются от рабочей поверхности колец или тел качения. К тому времени, когда такое повреждение возможно обнаружить, вероятнее всего, конец срока службы подшипника уже близок – он уже повреждён и слишком поздно что-либо предпринимать.

В отличие от традиционного мониторинга технология SKF Insight использует встроенные в подшипник датчики для контроля критически важных параметров, например, загрязнение смазки, чрезмерные нагрузки или температуры, которые могут привести к преждевременному отказу (рис. 1 и 2).

Объединение технологий
Долгое время подшипники считались сердцем узлов вращения. Теперь SKF сделала их также мозговым центром оборудования. По сути, SKF Insight объединяет в себе технологии, способные контролировать фактические условия работы подшипников в конкретной системе. Встроенные датчики измеряют нагрузку, состояние смазки, частоту вращения, вибрацию и температуру, используя для питания электроэнергию системы, в которой работают подшипники (рис. 3).

Алгоритмы и функции диаг­ностики SKF обрабатывают эти данные, оценивая условия работы. Они также способны выявить чрезмерные нагрузки, отклонения от режима работы, загрязнение смазки или проблемы со смазыванием, позволяя внести изменения в условия эксплуатации, чтобы избежать повреждения. Этот комплект датчиков и алгоритмы получили название SKF Insight (Insight означает понимание глубинных причин и взаимосвязей), потому что они обеспечивают глубокое понимание условий работы и их возможное влияние на надёжность установки.

Технология интеллектуальной беспроводной связи, реализованная в подшипнике, позволяет ему поддерживать связь в среде, где не могут работать обычные устройства, использующие протокол Wi-Fi. Подшипники, оснащённые технологией SKF Insight, создают интеллектуальные сети, поддерживая связь друг с другом, и через беспроводной шлюз отправляют информацию о своём состоянии для анализа. Информация о системе либо предоставляется пользователю для анализа с помощью программного пакета мониторинга состояния SKF @ptitude, либо отправляется через облако SKF в центры удалённой диагностики SKF (рис. 4). Оттуда отчёты и информационные экраны могут быть доступны оператору установки, изготовителю оборудования, SKF или любому другому уполномоченному лицу, имеющему доступ в интернет. SKF Insight позволяет пользователям управлять планированием техобслуживания своего оборудования и оптимизацией его работы проще, чем когда-либо раньше.

При использовании встроенных технологий SKF Insight совместно с соответствующими службами диагностики оборудования и работоспособности подшипников информация, касающаяся фактических условий работы, отправляется на облачные серверы для дистанционной диагностики, позволяя понять, насколько велик риск повреждения и отказа в будущем.

До появления SKF Insight технологии мониторинга состояния могли лишь обнаруживать повреждение, когда оно уже произошло. Теперь, с помощью датчиков, находящихся непосредственно на подшипнике, SKF может оценить риск отказа до того, как появилось первое микроскопическое повреждение, и, имея такую информацию, пользователи могут принять соответствующие меры, устраняющие причину возможного повреждения в подшипнике – добавить смазку, снизить чрезмерные нагрузки в переходных состояниях и т. д. SKF Insight позволяет измерить фактичес­кие нагрузки на подшипник, которые в последствии могут быть использованы для совершенствования конструкции оборудования.

Расширение возможности применения
Одна из целей технологии SKF Insight заключается в том, чтобы расширить возможность применения мониторинга состояния, особенно там, где это считалось невозможным или нецелесооб­разным. Это одна из причин, по которой эта технология успешно прошла испытания в отраслях промышленности, предъявляющих высокие требования, таких как ветроэнергетика (рис. 5), железнодорожный транспорт (рис. 6) и металлургия.

Ветряные электростанции могут находиться в удалённых и труднодоступных местах. SKF работает над интеграцией технологии SKF Insight и разработкой интеллектуального подшипника для мониторинга ветряных турбин. Эта технология позволяет передавать по беспроводным каналам динамическую информацию о рабочих нагрузках и условиях смазывания подшипника. Стоимость замены главного подшипника такой ветряной турбины, находящейся на морском шельфе, может быть настолько высокой, что вообще поставит под сомнение экономическую целесообразность строительства такой турбины. Поэтому с экономической точки зрения имеет смысл регистрировать условия нагрузок и смазывания в ходе эксплуатации и принимать соответствующие меры. Это также может открыть возможность эксплуатации турбины вне её проектных параметров, если условия нагрузки и смазывания позволяют это сделать.

SKF работает над интеграцией интеллектуальных компонентов для железнодорожного транспорта и предлагает решения для мониторинга буксовых подшипников. SKF Insight обеспечивает сбор данных мониторинга состояния, когда риск отказа каждого подшипника можно определить на протяжении всего срока службы, что позволяет оптимизировать планирование и составление графиков техобслуживания.

Аналогично, для неблагоприятных и тяжёлых условий в металлургической отрасли SKF разработала решение, осуществляющее мониторинг и передающее по беспроводным каналам ключевые параметры для управления и оптимизации процесса производства стали. Оно успешно контролирует состояние и рабочую среду подшипников МНЛЗ в среде, где невозможно использование кабелей или внешних датчиков.

Заключение
В настоящее время усилия разработчиков SKF сосредоточены на снижении негативного влияния собственных предприятий SKF и предприятий клиентов на окружающую среду. Технология SKF Insight расширяет возможности применения мониторинга состояния, особенно там, где это считалось невозможным или нецелесообразным. Техобслуживание можно планировать до того, как обычная система мониторинга состояния обнаружит ранние признаки приближающегося отказа. Прежде всего, с помощью упреждающих действий по устранению неблагоприятных условий можно исключать отказы, а не просто обнаруживать их. Используя подшипники SKF с технологией SKF Insight, можно существенно снизить совокупную стоимость владения, особенно в тех случаях, когда требуется мониторинг большого количества единиц оборудования. Подшипник с технологией SKF Insight также обладает стандартными преимуществами, характерными для аналогичных неинтегрированных решений мониторинга состояния. Его применение позволяет планировать техобслуживание, снижать расходы на техобслуживание, оптимизировать использование трудовых ресурсов, повышать эффективность работы и почти полностью исключить незапланированные простои и отказы.

SKF Insight является торговой маркой SKF Group
SKF @ptitude является зарегистрированной торговой маркой SKF Group