SKF разработала несколько методов, позволяющих лучше понять состояние подшипника в работающем узле. В итоге созданы два измерительных устройства, применяемые в самых разных отраслях – от ветроэнергетики до целлюлознобумажной промышленности.

Оба метода – система Magic Roller (магический ролик) и измерительная плата – решают общую задачу: измерение нагрузки. Нагрузка – один из ключевых параметров, позволяющих получить информацию о том, что происходит внутри подшипникового узла. Она также влияет на выбор размера, типа и грузоподъемность подшипника.

Подшипник – один из основных компонентов машины, обеспечивающий перенос энергии и передачу усилий между ее внутренними частями. Нередко инженерконструктор выбирает тип и размер подшипника, исходя из практического опыта или имитационного моделирования. Но если при выборе размеров нужного подшипника инженер в качестве критериев будет использовать «твердо установленные факты», то он сможет усовершенствовать свой продукт – с точки зрения его размера, эффективности и надежности.

Знание фактических нагрузок, возникающих внутри машины, позволяет не только улучшить ее конструкцию, но и контролировать процесс ее работы. Возьмем машину, где сырье подвергается, например, сжатию, измельчению или прокатке между двумя крупными вальцами. Сила, действующая на подшипники вальца, может быть измерена, и это позволит выбрать оптимальную скорость подачи сырья. Другим примером служит натяжение полотна, когда между двумя вальцами натянута бумажная, текстильная или металлизированная лента. Усилие натяжения имеет большое значение, поскольку нагрузка на подшипники, поддерживающие вальцы, прямо пропорциональна этому усилию.

Другой способ – непрерывная регистрация нагрузки – дает возможность зафиксировать критическую перегрузку в момент ее возникновения и сохранить данные об этом надолго (подобно тому, как в самолетах это делает «черный ящик»).

Magic Roller и измерительная плата представляют собой два разных подхода к измерению нагрузки. Изме рительная плата, которая будет внедрена в ближайшее время, – это новая запатентованная SKF разработка для количественного определения нагрузки в радиальном направлении в режиме «on-line».

Уникальная плата с датчиками встраивается в корпус подшипника SKF и образует с ним единый блок. Плата прикрепляется болтами к основе, поверх которой крепится корпус подшипника. На плате параллельно друг другу расположена пара мостовых тензодатчиков, прикрепленных к внутренним поперечинам. При нагрузке измеряется угловая деформация поперечин, и на внешнее приемное устройство поступает сигнал, пропорциональный нагрузке, прилагаемой к плате. Затем данные о радиальной нагрузке (горизонтальной или вертикальной составляющей) и ее направлении отображаются в режиме «on-line». Точность измерения высока, ошибка не превышает 0,5 %. Можно выбрать аналоговый или цифровой сигнал, который на выходе будет воспринят большинством контрольных систем заказчика. Максимальная величина устройства пока не определена, но поскольку планируется снабдить им всю номенклатуру корпусов SNL, размер платы может быть 550 x 160 мм.

Во многих отраслях промышленности, например, в целлюлозно-бумажной, контроль над процессом производства осуществляется путем измерения натяжения ленты. Использование измерительной платы и корпуса SKF делает конструкцию более простой и компактной.

В отличие от измерительной платы, Magic Roller – сложное изделие, позволяющее измерить целый ряд параметров. Поскольку ролик – технически сложное устройство, его приходится адаптировать под оборудование заказчика.

Первые испытания Magic Roller прошли в 1998 г., и с тех пор появился целый ряд примеров его применения.

Благодаря своей геометрической точности Magic Roller служит эффективным измерительным прибором, внутри которого помещен мостовой тензодатчик. Ролик снабжен модулем электропитания и телеметрическим блоком. Вместе эти два компонента составляют передатчик диаметром 40 мм и длиной 35 мм.

Поскольку небольшой силовой модуль вращается и нуждается во внешнем источнике питания, ток подается туда через небольшой зазор индуктивным методом с большой обмотки за пределами подшипникового кольца. Радиосигнал из подшипника распознается приемным устройством и преобразуется в аналоговый сигнал, регистрируемый портативным компьютером. Полученные в соответствии с требованиями заказчика данные передаются в штаб-квартиру SKF в Гетеборге для расчетов и анализа.

Magic Roller и измерительная плата являются важными инструментами, позволяющими инженерам исследовать реальные условия в подшипниковых узлах. Полученную информацию можно успешно использовать при проектировании подшипников, в результате чего их конструкция может быть улучшена, а срок службы оборудования увеличен.