SKF University Technology Center - Advanced Condition Monitoring Per-Erik Larsson, Chef – Ny Teknologi SKF Condition Monitoring Center Luleå 2013-09-25

SKF University Technology Center Hur mår min maskin? Vad kan man göra redan idag? Vad är SKF University Technology Center? 3 april 2017 © SKF Group Slide 1

Bestämning av maskiners kondition Ljud Temperatur Lukt Vibration Maskinens ljud och vibrationsmönster kan avslöja vad som är fel 3 april 2017 © SKF Group Slide 2

Tillståndskontroll med dagens teknik April 3, 2017 © SKF Group Slide 3

Flödesrelaterade problem Kuggskador/Ingreppsfel Mönsterigenkänning ’Softfoot' Mekaniskt glapp Obalans Flödesrelaterade problem Kuggskador/Ingreppsfel Stavbrott Uppriktningsfel Lagerfel Fasobalans 3 april 2017 © SKF Group Slide 4

Obalans 1x Hög 1X Låga övertoner av 1X 2x 3x 3 april 2017 © SKF Group Slide 5

Defektfrekvenser i ett rullningslager BPFO = Ytterringsfrekvens (Ball Pass Frequency Outer race) BPFI = Innerringsfrekven (Ball Pass Frequency Inner race) BSF = Rullkroppsfrekvens (Ball Spin Frequency (x2)) FTF = Hållarfrekvens (Cage Frequency) 3 april 2017 © SKF Group Slide 6

Ytterringsfel 3 april 2017 © SKF Group Slide 7

Innerringsfel 3 april 2017 © SKF Group Slide 8

Rullkroppsfel 3 april 2017 © SKF Group Slide 9

Order Tracking Till vänster används Order Tracking och till höger fast samplingsfrekvens Båda mätningarna är gjorda vid samma tillfälle vid en varvtalsändring från 900 till 1100 rpm. Varvtalsändringen tog 5 sekunder 3 april 2017 © SKF Group Slide 10

Underhållsstrategier De flesta mekaniska komponenter havererar under starkt slumpmässiga processer Haveristyrt underhåll: Åtgärda när det går sönder….. Men vad har det för konsekvenser? Tidsbaserat underhåll Åtgärda när det är dags Men när är det då dags? Tillståndsbaserat underhåll Ta reda på när det är dags med hjälp av tillståndskontroll “90% av lagren är fortfarande fungerande när maskinen skrotas Av de 10% som havererat gör det därför att någon gjort något eller att något annat hänt! Den rätta strategin för 90% av produktionskritisk utrustning 3 april 2017 © SKF Group Slide 11

Exempel: Vindturbin 1 MW Underhåll styrt av maskinkondition Lagerbyte 2.220 € Stilleståndstid 31 timmar Jämförelse om maskinen havererat Byte av komplett växellåda 82.000 € Stilleståndstid 600 timmar Besparing tack vare tillståndskontroll Maskinskada 79.780 € Stilleståndstid 569 timmar, vilket motsvarar ca 30.000 € 3 april 2017 © SKF Group Slide 12

Om man saknar övervakning… 3 april 2017 © SKF Group Slide 13

Tågolyckan i Eschede, Tyskland 3 juni 1998 I en fart av 200 km/h spårade ett höghastighetståg ur och rammade en betongbro Vid olyckan dödades 101 personer och 88 skadades Ca 6 km innan bron gick ett hjul sönder men utan att tåget spårade ur Ca 200 m innan bron passerade det skadade hjulet en växel vilket fick till följd att tåget spårade ur och kolliderade med en av bropelarna vilket gjorde att bron rasade 3 april 2017 © SKF Group Slide 14

3 april 2017 © SKF Group Slide 15

Övervakning av en tågboggi Bestämning av hjulprofil Detektering av hjulplattor April 3, 2017 © SKF Group Slide 16

Kuggskada i en växellåda April 3, 2017 © SKF Group Slide 17

Exempel på vad vi gör idag Vibration Varvtal Temperatur Säkerhetsklassad SIL2 3 april 2017 © SKF Group Slide 18

Lagerlivslängd Angiven last - för 106 rotationsvarv innan haveri = 10/3 för rullager Medelvärdet av den uppskattade lasten Livslängdsfaktor Utmattningsgräns Smörjning Renhet MEN Den verkliga lasten kan avvika från den beräknade lasten Smörjningen kan fallera Smuts eller partiklar kan ta sig in i lagret Installationen kan vara felaktigt gjord Etc. 3 april 2017 © SKF Group Slide 19

Prognos över återstående livslängd 3 april 2017 © SKF Group Slide 20

SKF University Technology Center (UTC) Stål och värmebehandling Icke-metalliska material Givarteknologi / Tillståndskontroll Tribologi Modellering och simulering Smörjning Tätningar Hållbarhet / Miljö Cambridge Tsinghua Luleå Imperial College Chalmers October 30, 2007 © SKF Group Slide 21

October 30, 2007 © SKF Group Slide 22 SKF UTC i Luleå SKF har samarbetat med LTU inom områdena Tribologi och Tillståndskontroll i många år Bygger ett mer formell relation Skapar ett långsiktigt partnerskap med LTU Partnersskap för att ta TK till en ny nivå Lager är en ideal plats för givare SKF är världsledande både på lager och tillståndskontroll Kunder vill ha tillförlitlighet – vill veta vad som händer Stor möjlighet för teknisk och affärsmässig utveckling October 30, 2007 © SKF Group Slide 22

Tekniska och affärsmässiga möjligheter Teknologiska landvinningar som utvecklas snabbt Trådlös kommunikation Kraftgenerering Förminskning av givare Programvaruutveckling Stora applikationer med högt värde Processindustrin har höga kostnader för stillestånd såväl som reparationer och reservdelar Dessa applikationer kan bära högre kostnader för avancerad tillståndskontroll Kunderna vill ha hög tillförlitlighet samt tidig varning om något är på väg att haverera October 30, 2007 © SKF Group Slide 23

Några trender inom tillståndskontroll Trådlöst och uppkopplingsbarhet Göra vad vi kan med dagens teknik på ett mer effektivt sätt Göra vad vi inte kan med dagens teknik Fjärrdiagnostik Inbyggd intelligens och beslutsstöd Avancerad modellering och prognostisering Data mining Självlärande system Modellbaserad analys Integration med styr- och ledningssystem Tillförlitlighetsdriven styrning + = Mätning Beräkning Prognos över återstående drifttid 3 april 2017 © SKF Group Slide 24

Inbyggda sensorer – utmaningar och möjligheter Trådlös teknik är mycket viktig för att inbyggda sensorer skall vara framgångsrika! Underhållspersonalen hanterar mekaniska komponenter – systemet tar hand om resten! Viktigt att förstå mekanismen vid fel samt hur den informationen kan utnyttjas! Kraftkällan, mängden mätdata och systemets livslängd bestämmer hur systemet skall utformas! 3 april 2017 © SKF Group Slide 25

Inbyggda sensorer i pågående industriella pilotprojekt Stål Tillstånds- och processkontroll i tuffa miljöer Järnväg Tidig felupptäckt med minimalt manuellt arbete Vindkraft Avancerad tillståndskontroll med tillhörande beräkning av återstående livslängd för lågvarviga lager 3 april 2017 © SKF Group Slide 26

Smarta lager - Vision I framtiden kommer rullninglager inte enbart att bära roterande komponenter utan även att övervaka sitt eget tillstånd samt fungera som bärare av information om maskinens kondition. Denna funktionalitet kommer att användas av system som ser till att informationen överförs från givaren till företagets ledningssystem. Utöver detta kommar lagret att kunna initiera åtgärder när ett fel detekterats. Lagret blir maskinens hjärta! 3 april 2017 © SKF Group Slide 27

Smart maskin – Vision 3 april 2017 © SKF Group Slide 28

The End 3 april 2017 © SKF Group Slide 29