JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise
måndag 20 maj 2019 VECKA 21

Så fick SKF lagret att börja prata

Drygt hundra år efter att SKF-ingenjören Sven Wingqvist fick världspatent på det sfäriska kullagret svarar SKF för ett nytt tekniskt genombrott – att göra själva lagret till en sensor som trådlöst talar om hur maskinerna mår.
Uppfinningen är omgiven av hundratals patent och varumärkesskyddad under namnet SKF Insight.

- Vi tog ett kliv bakåt och frågade oss: ”Vad är det som vi inte kan göra med dagens teknik? Hur borde det vara?”, säger Fredrik H Larsson, chef för SKF:s Conditioning Monitoring Centre i Luleå till Elektroniktidningen.

SKF visade upp den nya tekniken på den stora industrimässan Hannovermässan i våras och fick stor uppmärksamhet. (Bilden till höger).

Men redan i höstas demonstrerade Fredrik H Larsson den nya sensortekniken för en IVA-delegation med kungen i spetsen vid en konferens på Luleå tekniska universitet.

Både kung Carl Gustaf och förre Volvochefen Leif Johansson gillade vad de såg. (Bilderna från Luelåseminariet är tagna av Leif Nyberg på LTU).

- Ett lager som havererar i en stor maskin, i ett vindkraftverk eller i ett godståg kan få allvarliga konsekvenser. Men om lagret i förväg kan slå larm om det är för varmt, överbelastat, vibrerar eller är dåligt smort, så kan felet åtgärdas innan det blir akut, säger Fredrik H Larsson.

Tidigare har det varit en omöjlig uppgift i miljöer där det inte varit möjligt, eller varit för dyrt, att dra kablar. Men med ny sensorteknik i kombination med trådlös överföring har förutsättningarna ändrats.

- Teknikutvecklingen inom trådlös kommunikation har inneburit att vi kan använda själva lagret som en sensor och kommit väldigt nära ”absolut mätning” som gör att vi kan undvika skador istället för att som tidigare bara upptäcka skador, säger han.

Det tog drygt tre år från tanke till patenterad produkt, att skapa ett integrerat sensorpaket med egen strömförsörjning som trådlöst kommunicerar tillståndet för ett lager när som helst.
 
Fredrik H Larsson beskriver lagret som hjärtat i en roterande maskin.

- All stress i maskinen dyker upp i lagret. Om en axel är krokig är det i lagret som man kan läsa ut det, säger Fredrik H Larsson.

Nu har SKF också gjort lagret till hjärnan i maskinen genom att bygga in egendesignade sensorer i lagrets ringar – sensorer för last, temperatur, rotationshastighet och vibrationer – och med ett trådlöst meshnätverk och eget kommunikationsprotokoll få lagret att självt ge en statusrapport.

- Nu kan vi börja mäta vad som egentligen händer, inte bara i lagret utan även hur hela maskinen mår, hur man kör maskinen och hur det påverkar hela utrustningen, säger Fredrik H Larsson.

SKF Insight beskrivs som en helt igenom integrerad lösning utan kablar och där lagret i sig fungerar som en sensor.

- All information är från lagrets perspektiv. Vi kommer väldigt nära källan. Körs maskinen eller tåget rätt? Hur är smörjningen. Är lagret överbelastat? Det är det som är ”insight-faktorn” och det är därför som lagret och tekniken heter SKF Insight.

Genom att övervaka belastningen direkt i lagret får man information om den faktiska belastningen, snarare än den belastning som lagret är konstruerat för. Den informationen är värdefull för konstruktörerna som kan förbättra både systemdesign och lagerdesign.

Den tekniska utvecklingen inom sensorteknik och trådlös överföring har gett oss möjlighet att göra detta. Men det är till syvende och sisdt SKF:s långa erfarenhet och kunskap att tolka signalerna från lager som gjort det möjligt, säger Fredrik H Larsson.

I regel räcker det med att göra mätningar ett par gånger om dagen.

Kunderna är i första hand maskintillverkare, vindkraftsföretag och tågoperatörer men på sikt räknar SKF med att alla typer av industrier kan dra nytta av tekniken.

- Vi har testat SKF Insight på Malmbanan. Tåg är den värsta miljön man kan tänka sig när det gäller den här typen av trådlös sensormätning. Du har oberäkneliga jordströmmar som du inte i förväg kan parera. Vindkraftverk är en annan tuff miljö med elektriska fält runt generatorn, säger Fredrik H Larsson. (Bilden nedan är från LKAB:s arkiv).

Maskintillverkarna har visat stort intresse för SKF Insight.

- De kan effektivisera underhållet på maskinerna och får bra serviceverktyg, säger Fredrik H Larsson.


Detta är SKF Insight

Den nya lagertekniken är ännu ingen färdig standardprodukt som man kan köpa från hyllan. Det handlar mer om en tjänst där SKF skräddarsyr en lösning åt den specifika kunden.

Det rör sig i fall om inbyggda sensorer och elektronik i lagrets ringar för mätning av vibrationer, rotationshastighet, temperatur, last etcetera.

Men vad det är för teknik i sensorerna - mikromekanik, kapacitiv, resistiv, halleffekt eller något annat vill inte SKF avslöja idag.

Kommunikationen från sensorerna till beräkningsdatorerna är trådlös med strömsnåla och tåliga tekniker som 6wlopan, wireless heart, zigbee etcetera. Wlan funkar inte i dessa miljöer.

Kretskorten med processorer och radiokrets är placerade inne i sensorhusen. Sensorerna kommunicerar med kretskorten genom ledningsbanor i kretskorten.

Räckvidden i den trådlösa kommunikationen varierar beroende på hur det ser ut runt givaren. Det krävs en antenn som måste synas. Den kan inte placeras innanför lagerlocket.

Sensordata utvärderas med hjälp av smarta algoritmer för att kunna lita på signalerna.

Sensorerna och radiokretsarna är självförsörjande på el. Just nu utnyttjar man rotationsenergin för att generera el till sensorerna men på sikt kan även andra rörelser utnyttjas för energialstring, typ vibrationer och temperaturskillnader.
MER LÄSNING:
 
Branschens egen tidning
För dig i branschen kostar det inget att prenumerera på vårt snygga pappers­magasin.

Klicka här!
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)