Los rodamientos montados en carcasa son esenciales en muchas aplicaciones en una amplia gama de industrias de procesos, incluidas la minería, los agregados, el cemento y los alimentos y bebidas. Los rodamientos montados se utilizan en transportadores de manipulación de materiales a granel que mueven agregados, cemento, arena, grava o granos durante el proceso de fabricación. También encontrarás rodamientos en una fábrica de alimentos o bebidas, productos en movimiento o botellas. Otra aplicación habitual es el tratamiento del aire, con rodamientos montados en ventiladores industriales. Los soportes de rodamientos son fáciles de instalar y sus alojamientos ofrecen mayor protección, lo que ayuda en este tipo de aplicaciones.
Mantener el control sobre el rendimiento de los rodamientos es fundamental. La falla de los rodamientos puede provocar costosos tiempos de inactividad, no solo debido a la pérdida de producción sino también a daños secundarios. Además, los rodamientos suelen estar ubicados en lugares remotos o de difícil acceso, lo que dificulta y requiere mucho tiempo las inspecciones periódicas y también plantea problemas de seguridad para los trabajadores. Los sensores inteligentes pueden ayudar a resolver algunos de los problemas de rendimiento y seguridad asociados con los rodamientos montados.
Desafíos comunes
Aunque existen muchos tipos de rodamientos, los sensores inteligentes se utilizan en rodamientos de hierro fundido estándar, rodamientos de bolas fundidos y rodamientos de rodillos a rótula, todos con carcasas soportadas. También se pueden utilizar en rodamientos de rodillos cónicos.
Como se mencionó, el mantenimiento de rutina introduce riesgos de seguridad cuando los trabajadores trabajan alrededor de equipos giratorios o intentan alcanzar cojinetes difíciles o peligrosos. Con los métodos de mantenimiento tradicionales, el usuario tiene poca visibilidad sobre cuándo puede ocurrir una falla en los componentes. La capacidad de monitorear los rodamientos de forma remota con sensores inteligentes permite al personal de mantenimiento verificar de manera segura el estado de los rodamientos sin tocar el equipo.
Si bien existen otros desafíos comunes, este artículo se centra en dos problemas críticos con los rodamientos montados: la vibración y el sobrecalentamiento.
Enfrentar retos
Para abordar algunos desafíos clave asociados con los rodamientos ensamblados, ABB llevó a cabo una extensa investigación de clientes que indicaron que querían ayuda para el mantenimiento y la resolución de problemas de los productos de rodamientos. Una de las principales razones de esto son los cambios demográficos. Muchos trabajadores de mantenimiento altamente cualificados se están acercando a la edad de jubilación. Estos son especialistas que a menudo pueden diagnosticar problemas en los rodamientos basándose en pequeños cambios en los sonidos o las temperaturas. Las empresas tienen dificultades para encontrar reemplazos con tanta experiencia y conocimiento en mecánica práctica.
La encuesta también encontró que muchos usuarios finales no entendían completamente la tecnología de monitoreo de condición o cómo evaluar los datos de monitoreo de condición. Algunas empresas subcontratan esta tarea, pero resulta cara. A menudo, el análisis lo llevan a cabo personas que no son expertos en el transporte. Algunos clientes entrevistados ya habían implementado un programa de monitoreo de condición. Sin embargo, muchos otros no tenían los recursos o consideraban demasiado alto el costo actual del análisis.
Sin embargo, estaba claro que la mayoría de los clientes vieron el beneficio de monitorear el estado de sus activos clave y el consiguiente aumento en el tiempo de actividad. Muchos clientes entrevistados también creen que el Internet de las cosas (IoT) tendrá un impacto significativo en la reducción de las barreras que anteriormente impedían la difusión de soluciones de monitoreo de condición.
En esencia, la investigación identificó la necesidad de un sistema de monitoreo de condición fácil de usar y de bajo costo que cumpla con la mayoría de los requisitos de los clientes.
Comprobar el estado de los rodamientos montados.
Como resultado, se desarrolló un nuevo sensor inteligente para rodamientos ensamblados para informar a los operadores de fábrica cuando el rendimiento de un rodamiento muestra signos de dificultad. La tecnología de sensores inteligentes evalúa el estado de los rodamientos basándose en la información de temperatura y vibración y proporciona indicaciones tempranas de posibles problemas. Un rodamiento que se sobrecalienta, por ejemplo, puede indicar que no se aplican los procedimientos de lubricación adecuados. Los problemas de vibración pueden indicar posibles problemas con el sistema. Con base en la información recopilada por el sensor, los operadores pueden decidir cuándo reemplazar el rodamiento para evitar fallas catastróficas, lo que puede generar beneficios de seguridad y costos. Las capacidades de diagnóstico integradas también reducen la necesidad de analistas de monitoreo de condición. Con la información proporcionada por el sensor, los operadores pueden determinar cómo el equipo que funciona en diferentes condiciones operativas afecta la vida útil de la máquina. Esta información les ayuda a saber cuándo pedir piezas de repuesto y cómo optimizar los programas de mantenimiento y reparación.
El sensor inteligente para rodamientos montados es parte del concepto de tren motriz digital, una oferta de servicio digital ampliada que proporciona a los usuarios finales monitoreo y análisis integrados de otros activos del tren motriz, incluidos variadores, motores y bombas. Conectar todos estos dispositivos puede mejorar el rendimiento, la confiabilidad y la eficiencia de todos los componentes del tren motriz.
Instalación
Debido a que el sensor inteligente es inalámbrico, los costos de instalación tienden a ser más bajos que los de la tecnología de sensores tradicional. Los sensores instalados también reducen o eliminan la necesidad de visitas de mantenimiento para monitorear equipos o tomar lecturas con instrumentos portátiles. El sensor inteligente se monta directamente en una carcasa de rodamiento utilizando herramientas sencillas. Las carcasas de cojinetes más nuevas aceptan el sensor y también hay disponible un adaptador de actualización para la base instalada. Por ejemplo, las almohadillas montadas en Dodge están listas para sensores con orificios de instalación perforados, roscados y roscados. El sensor inteligente se instala quitando el enchufe e insertando el sensor en el enchufe provisto. El sensor se activa presionando un interruptor de activación LED.
El sensor incorpora acelerómetros para medir la vibración y sensores de temperatura para medir la temperatura del rodamiento y la temperatura dentro del sensor. La carcasa del sensor está sellada para mantener la certificación ATEX.
Conectividad
Se utiliza tecnología inteligente, como el protocolo Bluetooth, para conectar el sensor a teléfonos móviles Android o iOS mediante una aplicación o mediante una puerta de enlace para conectarse a la plataforma de monitoreo o al sistema de confiabilidad del cliente. Esto simplifica el proceso para los operadores porque pueden acceder a una interfaz para verificar el estado de sus rodamientos o motores.
Una aplicación móvil proporciona una descripción general rápida de su estado de salud y también proporciona información básica sobre mediciones de temperatura y vibración. Si los comerciantes desean ver información más detallada, los usuarios pueden observar las líneas de tendencia o extraer datos para realizar su propio análisis.
Cuando los rodamientos se encuentran en lugares de difícil acceso, fuera del alcance de los dispositivos móviles, los datos del sensor se pueden enviar automáticamente a través de Bluetooth Low Energy a la plataforma de monitoreo a través de una puerta de enlace. Veinte de estos sensores se pueden conectar a una puerta de enlace.
ciberseguridad
El sensor inteligente para rodamientos montados incluye acceso gratuito a la plataforma digital ABB Ability y está diseñado para cumplir con estrictas medidas de seguridad. En particular, esto cubre la propiedad de los datos, ya que el operador siempre será el propietario de sus datos y nadie fuera de su empresa no podrá acceder a ellos a menos que usted tenga permiso.
El sensor está protegido contra accesos no deseados mediante autenticación de número de identificación personal (PIN) de 16 bits. Este PIN se puede cambiar durante la puesta en marcha y durante el uso normal del sensor, mientras que la aceleración del PIN que limita el número de intentos de adivinar un PIN evita ataques de fuerza bruta. Todas las mediciones de los sensores están encriptadas de acuerdo con la recomendación del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST).
Conclusión
Los sensores de rodamientos montados de forma inteligente, que funcionan con otras herramientas de monitoreo de condición, pueden proporcionar información sobre las condiciones de salud de los activos que pueden ayudar a los operadores a maximizar el tiempo de actividad del proceso. Esto forma un elemento integral de un concepto de tren motriz digital que conecta transmisiones, motores, bombas y rodamientos para mejorar el tiempo de actividad y la productividad. Armados con conocimientos de los datos del tren motriz, los operadores pueden conectarse mejor con sus activos y tomar mejores decisiones para garantizar operaciones seguras, confiables y eficientes.
