BRPI1004909B1 - método de predição de vida restante de rolamento, aparelho de diagnóstico de vida restante de rolamento e sistema de diagnóstico de rolamento - Google Patents
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Abstract
MÉTODO DE PREDIÇÃO DE VIDA RESTANTE DE ROLAMENTO, APARELHO DE DIAGNÓSTICO DE VIDA RESTANTE DE ROLAMENTO E SISTEMA DE DIAGNÓSTICO DE ROLAMENTO. A presente invenção refere-se a um método de predição de vida restante de rolamento, a um aparelho de diagnóstico de vida restante de rolamento e a um sistema de diagnóstico de rolamento. O sistema de diagnóstico de rolamento 20 inclui: um testador de corrente parasita 11 que mede a impedância X de uma certa porção de um rolamento 24 antes e após a utilização do rolamento; um transmissor de informações de rolamento 30 que transmite as informações de rolamento s1 que contêm a impedância X; e um receptor de informações de rolamento 31 que recebe as informações; uma seção de diagnóstico 12 que obtém as informações de vida restante s2 do rolamento 24 com base na impedância X recebida; e um transmissor de informações de vida 36 que transmite as informações de vida restante s2; e um receptor de informações de vida 40 que recebe as informações. Com isto, o rolamento utilizado pelo usuário pode ser inspecionado não destrutivamente, e a vida restante do rolamento pode ser predita.
Description
[0001] A presente invenção refere-se a um método de predição de vida restante de rolamento, a um aparelho de diagnóstico de vida restante de rolamento e a um sistema de diagnóstico de rolamento, e mais especificamente a um método de predição de vida restante de rolamento, um aparelho de diagnóstico de vida restante de rolamento e um sistema de diagnóstico de rolamento capazes de predizer a vida restante de um rolamento incorporado em uma máquina de usuário antes do rolamento ser danificado conforme a fadiga progride.
[0002] Numerosos rolos suportados rotativos utilizando rolamentos são utilizados em um laminador de ferro, um laminador de fabricação de papel, etc. Em cada um de tais laminadores, as vidas dos rolamentos são monitoradas e diagnosticadas utilizando sensores de vibração ou similares, um plano de substituição de componente é feito, uma estimativa é solicitada ser preparada por um fabricante de rolamento e um pedido é colocado. No entanto, no diagnóstico em um laminador não especializado em rolamentos, pode ser difícil diagnosticar precisamente as vidas dos rolamentos em alguns casos devido a problemas nas instalações e na tecnologia, e é geral que numerosos rolamentos para substituição estejam em estoque contra acidentes súbitos. Mais ainda, o fabricante de rolamento precisa preparar uma grande quantidade de estoque e muitos vendedores de modo a estar pronto para uma mudança significativa na quantidade de pedidos e para os pedidos súbitos recebidos.
[0003] Para o propósito de resolver estes problemas, um sistema de monitoramento/diagnóstico e um método para este estão providos nos quais um sensor é montado sobre um rolamento utilizado por um usuário para medir a forma de onda de vibração, a temperatura, imagens, etc. do rolamento e os estados do rolamento são monitorados captando o sinal transmitido do sensor em uma localização remota, e a vida do rolamento é diagnosticada por um fabricante de rolamento na localização remota (por exemplo, o Documento de Patente 1). De acordo com o Documento de Patente 1, no caso em que o estado de um rolamento no estágio inicial de anormalidade é detectado, a máquina é parada antes que os danos ao rolamento tornem-se extensos, por meio disto impedindo efeitos adversos aos produtos a serem produzidos e impedindo sérios danos às instalações anexas, e o rolamento a ser substituído é pedido com antecedência de modo que a substituição possa ser executada tranquilamente, e mais ainda o número de rolamentos requeridos serem substituídos é otimizado para aperfeiçoar a eficiência em gerenciamento de estoque.
[0004] Além disso, quando a fadiga ocorre em um material de rolamento, mudanças ocorrem na textura do material de rolamento tais como a transformação de austenita residual em martensita, a diminuição em densidade de deslocamento e o aumento na tensão residual compressiva. Como uma tecnologia para predizer a progressão de fadiga de um rolamento, uma tecnologia na qual a progressão de fadiga é predita por mudanças de medição na textura utilizando raios X foi prevista (por exemplo, ver Documento de Patente 2). Mais ainda, uma tecnologia é conhecida na qual o grau de fadiga de um objeto de teste, não um rolamento, feito de aço inoxidável austenítico é predito pela medição, utilizando uma corrente parasita, da mudança na permeabilidade magnética causada pela mudança da fase de austenita para a fase de martensita devido à transformação de trabalho (por exemplo, ver Documento de Patente 3). Mais ainda, um método de diagnóstico de estado de carga de rolamento é conhecido no qual a quantidade diminuída de austenita residual é medida utilizando uma corrente parasita (por exemplo, ver Documento de Patente 4).
[0005] Documento de Patente 1: JP-A-2001-356808
[0006] Documento de Patente 2: JP-A-S63-34423
[0007] Documento de Patente 3: JP-A-H8-248004
[0008] Documento de Patente 4: JP-A-2004-198246
[0009] No entanto, na tecnologia de acordo com o Documento de Patente 1 na qual a presença ou a ausência de anormalidade é detectada com base na forma de onda de vibração, na temperatura, imagens, etc. de um rolamento, é muito difícil determinar se um rolamento está normal se nenhuma anormalidade ocorrer no rolamento. Com isto, apesar de ser possível prevenir danos ao rolamento, a expansão da influência a produtos e sérios danos às instalações anexas, é muito difícil de eliminar a influência dos danos de rolamento sobre os produtos e a ocorrência de acidentes nas instalações anexas. Mais ainda, após o rolamento ser danificado, o pedido para um novo rolamento é colocado; com isto, no pior caso, a instalação é requerida ser parada durante um período da colocação do pedido pelo usuário até a entrega, por meio de que existe um problema de diminuição da taxa de operação da instalação. Especificamente, no caso em que o dano de rolamento ocorre subitamente, o usuário não tem o rolamento em estoque em alguns casos, por meio de que o tempo de parada da instalação pode ser estendido.
[00010] Mais ainda, na tecnologia de acordo com o Documento de Patente 2 para predizer a progressão de fadiga de um rolamento, como a mudança na textura do material de rolamento é medida utilizando raios X, existem problemas que é difícil fazer a medição no local e assim uma inspeção destrutiva tende a ser executada. Na tecnologia de acordo com o Documento de Patente 3, um objeto de teste feito de aço inoxidável austenítico é testado e a mudança da fase e austenita para a fase de martensita é medida; no entanto, como a mudança devido à fadiga não está limitada à mudança na quantidade de austenita residual no caso de um rolamento de rolos, o grau de fadiga do rolamento de rolos não pode ser predito precisamente medindo somente a mudança em permeabilidade magnética utilizando uma corrente parasita. Mais ainda, a tecnologia de acordo com o Documento de Patente 4 pode diagnosticar o estado carregado de um rolamento, mas não pode predizer a sua vida restante.
[00011] Em consideração aos problemas acima mencionados, um objetivo da presente invenção é prover um método de predição de vida restante de rolamento, um aparelho de diagnóstico de vida restante de rolamento e um sistema de diagnóstico de rolamento nos quais um rolamento utilizado por um usuário pode ser inspecionado não destrutivamente e a vida restante do rolamento pode ser predita.
[00012] O objeto acima da presente invenção pode ser conseguido com a seguinte configuração. (1) Em um método de predição de vida restante de rolamento para predizer uma vida restante de um rolamento incorporado em uma máquina, o método inclui:
[00013] medir uma impedância do rolamento utilizando um testador de corrente parasita em um estado que o rolamento está em um estado estacionário, e
[00014] obter a vida restante do rolamento com base na impedância medida do rolamento. (2) No método de acordo com o item (1), a vida restante do rolamento é obtida com base em uma diferença entre os valores de medição de impedância antes e após a utilização do rolamento, os valores de medição de impedância sendo medidos utilizando o testador de corrente parasita. (3) No método de acordo com o item (2), a vida restante do rolamento é obtida com base em uma diferença entre:
[00015] uma impedância de uma superfície de pista ou uma superfície de contato de rolo do rolamento antes da utilização do rolamento, a qual é medida utilizando o testador de corrente parasita; e
[00016] uma impedância da superfície de pista ou à superfície de contato de rolo do rolamento após a utilização do rolamento, a qual é medida utilizando o testador de corrente parasita. (4) No método de acordo com o item (2), a vida restante do rolamento é obtida com base em uma diferença entre:
[00017] uma impedância da superfície de pista em uma área não carregada do rolamento, a qual é medida utilizando o testador de corrente parasita; e
[00018] uma impedância da superfície de pista em uma área carregada do rolamento após a utilização do rolamento, a qual é medida utilizando o testador de corrente parasita. (5) No método de acordo com o item (2), a vida restante do rolamento é obtida com base em uma diferença entre:
[00019] uma impedância de uma face de extremidade do rolamento, a qual é medida utilizando o testador de corrente parasita; e
[00020] uma impedância da superfície de pista em uma área carregada do rolamento após a utilização do rolamento, a qual é medida utilizando o testador de corrente parasita. (6) Em um aparelho de diagnóstico de vida restante de rolamento para predizer uma vida restante, de um rolamento incorporado em uma máquina, o aparelho inclui:
[00021] um testador de corrente parasita que mede as impedâncias de uma certa porção do rolamento antes e após a utilização do rolamento, e
[00022] uma seção de diagnóstico que obtém a vida restante do rolamento com base nas impedâncias medidas. (7) Em um sistema de diagnóstico de rolamento incorporado em uma máquina do usuário, o sistema inclui:
[00023] um testador de corrente parasita que mede uma impedância de uma certa porção do rolamento enquanto o rolamento está em um estado estacionário;
[00024] um transmissor de informações de rolamento que transmite as informações de rolamento para um fabricante de rolamento, as informações de rolamento contendo a impedância do rolamento medida utilizando o testador de corrente parasita e as informações de identificação do rolamento;
[00025] um receptor de informações de rolamento que recebe as informações de rolamento transmitidas do transmissor de informações de rolamento;
[00026] uma seção de diagnóstico provida no fabricante de rolamento para obter as informações de vida restante do rolamento com base na impedância recebida;
[00027] um transmissor de informações de vida que transmite as informações de vida restante obtidas utilizando a seção de diagnóstico, para o usuário; e
[00028] um receptor de informações de vida que recebe as informações de vida restante transmitidas do transmissor de informações de vida. (8) No sistema de acordo com o item (7), a seção de diagnóstico tem um banco de dados no qual as informações de relação entre as informações de rolamento e a vida restante do rolamento estão armazenadas, e a seção de diagnóstico obtém a vida restante do rolamento, com base no banco de dados e nas informações de rolamento recebidas utilizando o receptor de informações de rolamento. (9) No sistema de acordo com o item (7), o banco de dados contém uma correlação entre as informações de vida do rolamento e as informações de distância de impedância que contêm uma diferença entre as impedâncias antes e após a utilização do rolamento, e a vida restante do rolamento é obtida referindo-se às informações de distância de impedância.
[00029] No método de predição de vida restante de rolamento, e no aparelho de diagnóstico de vida restante de rolamento de acordo com a presente invenção, a impedância de um rolamento é medida não destrutivamente utilizando o testador de corrente parasita, e a mudança na textura de material e a mudança na dureza da superfície e da camada superficial do rolamento são detectadas, por meio de que o tempo de danos do rolamento, isto é, a vida restante do rolamento, pode ser predito antes dos danos devido ao progresso de fadiga que ocorre no rolamento.
[00030] Especificamente, a vida restante pode ser predita com um alto grau de precisão pela obtenção da vida restante com base na diferença (a distância de impedância) entre as impedâncias antes e após a utilização do rolamento.
[00031] Além disso, no sistema de diagnóstico de rolamento de acordo com a presente invenção, a impedância medida utilizando o testador de corrente parasita é recebida pelo fabricante de rolamento situado em uma localização remota e analisada em uma seção de diagnóstico, por meio de que a vida restante do rolamento pode ser predita. Mais ainda, a vida restante pode ser transmitida para o usuário antes do rolamento realmente falhar. Por esta razão, o usuário pode fazer arranjos para obter o rolamento e pode executar a substituição preliminarmente, por meio de que a influência sobre o produto, as instalações anexas e a programação de produção pode ser minimizada. Além disso, a programação de linha para a substituição de rolamento pode ser determinada preliminarmente, por meio de que o custo para manutenção pode ser reduzido, o período de parada de instalação pode ser minimizado, e a eficiência de produção pode ser aperfeiçoada. Mais ainda, como o sensor executa a medição enquanto o rolamento está estacionário, o rolamento pode ser diagnosticado mais precisamente do que um rolamento que está operando.
[00032] A figura 1 é uma vista que mostra uma configuração geral de um aparelho de diagnóstico de vida restante de rolamento de acordo com a presente invenção;
[00033] a figura 2 é uma vista que mostra um estado no qual a impedância de um rolamento é medida utilizando um testador de corrente parasita;
[00034] a figura 3 é um gráfico que mostra as impedâncias antes e após a utilização do rolamento;
[00035] a figura 4(a) é um gráfico que mostra a relação entre a distância de impedância e a vida restante, a figura 4(b) é um gráfico que mostra a relação entre a distância de impedância e a progressão de fadiga;
[00036] as figuras 5(a) e 5(b) são vistas que mostram um estado no qual as impedâncias nas áreas carregadas e não carregadas sobre a superfície de pista da pista externa são medidas utilizando o testador de corrente parasita;
[00037] a figura 6 é uma vista que mostra um estado no qual as impedâncias sobre a face de extremidade do rolamento e sobre a superfície de pista da pista externa na sua área carregada são medidas utilizando o testador de corrente parasita;
[00038] a figura 7 é um diagrama de blocos que mostra um sistema de diagnóstico de rolamento de acordo com a presente invenção;
[00039] a figura 8 é uma vista conceitual que mostra o fluxo de informações no sistema de diagnóstico de rolamento mostrado na figura 7;
[00040] a figura 9 é uma vista que ilustra um exemplo de configuração do sistema de diagnóstico de rolamento mostrado na figura 7; e
[00041] a figura 10 é um gráfico que mostra a relação entre a progressão de fadiga e as respectivas razões de mudança da quantidade de austenita residual, a meia largura de martensita e a rugosidade de superfície da superfície de pista.
[00042] As modalidades de acordo com um método de predição de vida restante e um aparelho de diagnóstico de vida restante de acordo com a presente invenção serão abaixo descritas em detalhes com referência aos desenhos.
[00043] A figura 1 é uma vista que mostra uma configuração geral de um aparelho de diagnóstico de vida restante de rolamento de acordo com a presente invenção; um aparelho de diagnóstico de vida restante 10 inclui: um testador de corrente parasita 11; uma seção de diagnóstico 12 que obtém a vida restante de um rolamento; um receptor 13; e uma seção de display 14. O testador de corrente parasita 11 e a seção de diagnóstico 12 são principalmente configurados pelos assim denominados computadores; uma sonda 15 para medir a impedância em uma certa porção do rolamento está conectada no testador de corrente parasita 11, e um banco de dados 33 para armazenar a correlação entre a impedância e a vida restante (progressão de fadiga) está conectada na seção de diagnóstico 12.
[00044] O testador de corrente parasita 11 faz com que uma corrente de excitação flua através de uma bobina (não mostrada) dentro da sonda 15, induz uma corrente parasita dentro de um metal a ser medido (neste caso, a pista externa, a pista interna ou os elementos de rolos do rolamento), e detecta uma impedância gerada dentro da bobina pela sua corrente parasita, por meio disto medindo a textura do metal (por exemplo, a quantidade de austenita residual) não destrutivamente.
[00045] Com base na impedância medida utilizando a sonda 15, a seção de diagnóstico 12 obtém a vida restante do rolamento referindo- se à correlação entre a impedância e a vida restante (progressão de fadiga) armazenada no banco de dados 33 e exibe a vida restante na seção de display 14.
[00046] A figura 2 é uma vista que mostra um estado no qual a impedância da superfície de pista externa do rolamento é medida utilizando um testador de corrente parasita; primeiro, a sonda 15 é colocada próxima da superfície de pista 16a da pista externa 16 estando em um estado não utilizado, mede a impedância X1 da superfície de pista 16a no tempo de não utilização, e armazena a impedância juntamente com o número de identificação do rolamento a ser medido no banco de dados 33. A seguir, quando o tempo de utilização do rolamento atingiu um tempo de operação predeterminado, tal como o tempo de manutenção periódica do rolamento, o rolamento é desmontado, e a impedância X2 da superfície de pista 16a após a utilização é medida.
[00047] A figura 3 é um gráfico que mostra as impedâncias antes e após a utilização do rolamento; A figura 4(a) é um gráfico que mostra a relação entre a distância de impedância e a vida restante, e a figura 4(b) é um gráfico que mostra a relação entre a distância de impedância e a progressão de fadiga. A relação entre a distância de impedância e a vida restante (progressão de fadiga) indica uma característica diferente dependendo do material do rolamento, tal como o aço inoxidável ou o aço de rolamento de alto carbono, e os dados para cada material de rolamento são armazenados no banco de dados 33. As impedâncias X1 e X2 da superfície de pista 16a da pista externa 16, medidas antes e após a utilização do rolamento como mostrado na figura 2, são registradas sobre o gráfico como mostrado na figura 3, e a distância de impedância A que representa a diferença entre ambas as impedâncias X1 e X2 é obtida. Esta vista plana de impedância mostrada na figura 3 indica o local das coordenadas da impedância, com o eixo geométrico horizontal representando o componente de resistência da impedância e o eixo geométrico vertical representando o seu componente de reatância. A seguir, a seção de diagnóstico 12 refere-se à relação entre a distância de impedância A e a vida restante L (progressão de fadiga F) mostrada nas figuras 4(a) ou 4(b), armazenadas no banco de dados 33, por meio disto obtendo a vida restante L ou a progressão de fadiga F do rolamento.
[00048] No caso em que uma pluralidade de valores limite, por exemplo, dois valores limite, é determinada para a distância de impedância A e que a vida restante L é representada em três estágios (por exemplo, normal, cuidado e aviso) com base nestes valores limite, os estágios são utilizados como índices de fácil compreensão referentes à vida restante L. É desejável que o diagnóstico de vida restante por medição de impedância seja executado a cada tempo de operação constante, isto é, periodicamente, uma pluralidade de vezes, durante o período de utilização do rolamento e que os dados sejam armazenados no banco de dados.
[00049] Como um resultado de examinar a relação entre a textura e a superfície de estado do rolamento e o valor de medição de corrente parasita em numerosos rolamentos sendo utilizados no mercado, a requerente aqui descobriu que, apesar do valor de medição de corrente parasita mostrar um comportamento complicado devido a mudanças em permeabilidade magnética, condutividade, conexão intercircuitos, etc. no caso de fadiga de rolos, o valor de medição de corrente parasita move regularmente ao longo do gráfico de impedância conforme a fadiga de rolos progride. Mais ainda, a requerente teve sucesso em construir um sistema capaz de predizer a vida restante de acordo com o valor de medição de corrente parasita construindo um banco de dados que mostra a relação entre a progressão de fadiga e o gráfico de impedância.
[00050] Como as pistas e os elementos de rolos de rolamentos de rolos são produzidos de materiais através de numerosos processos, tais como forjamento, torneamento de torno, tratamento térmico e retífica, os respectivos rolamentos têm ligeiras variações na textura de material e no seu estado de superfície no seu estado inicial (não utilizado). Por outro lado, o valor de medição de corrente parasita é altamente sensível às ligeiras diferenças na textura de material e no estado de superfície, os valores de impedância dos respectivos rolamentos tornando-se diferentes em alguns casos apesar da progressão de fadiga ser a mesma. Com isto, a vida restante pode ser predita mais precisamente pela obtenção da progressão de fadiga de acordo com a diferença (distância de impedância) entre a impedância no estado inicial (não utilizado) e a impedância após a utilização do rolamento do que pela obtenção da progressão de fadiga de acordo com o valor absoluto do valor de impedância obtido pela medição de corrente parasita.
[00051] Como acima descrito, no método de predição de vida restante de rolamento e no aparelho de diagnóstico de vida restante de rolamento 10 de acordo com esta modalidade, o testador de corrente parasita 11 mede a impedância X de um certo ponto de um rolamento não destrutivamente, e a seção de diagnóstico 12 obtém a vida restante L do rolamento com base na impedância medida X; com isto, os índices da progressão de fadiga F, tais como a mudança na textura de material e a mudança em dureza da superfície e a porção de camada superficial do rolamento são detectados, por meio de que o tempo de danos do rolamento, isto é, a vida restante do rolamento, pode ser predito antes do dano devido à progressão de fadiga que ocorre no rolamento. Especificamente, a vida restante L pode ser predita com um alto grau de precisão pela obtenção da vida restante L com base na diferença (a distância de impedância A) entre as impedâncias X medidas antes e após a utilização do rolamento. Mais ainda, no caso em que o aparelho de diagnóstico de vida restante 10 é construído como um aparelho portátil e independente, o aparelho pode predizer a vida restante L no local onde o rolamento é utilizado.
[00052] Quando é difícil medir a impedância X1 da superfície de pista antes da utilização do rolamento, a impedância X1' medida sobre a superfície de pista 16a em uma área não carregada (no lado oposto de uma carga P fornecida para o rolamento) do membro lateral estacionário (a pista externa 16) do rolamento mostrado nas figuras 5(a) e 5(b) pode ser utilizada ao invés da impedância X1 antes da utilização do rolamento. Mais ainda, como mostrado na figura 6 a impedância X1' medida sobre a face de extremidade 16b do rolamento (pista externa 16) pode também ser utilizada como a impedância X1 antes da utilização do rolamento.
[00053] Mais ainda, é desejável que a medição da impedância X deva ser executada não somente na pista externa 16, mas também sobre a superfície de pista da pista interna e as faces de rolo dos elementos de rolo, e é desejável que a vida restante L deva ser obtida utilizando o menor valor dos três valores de vida restante com base nestas três distâncias de impedância A.
[00054] A seguir, uma modalidade de um sistema de diagnóstico de rolamento de acordo com a presente invenção será descrita em detalhes com base nos desenhos.
[00055] Como mostrado nas figuras 7 a 9, no sistema de diagnóstico de rolamento 20, o rolamento 24 de uma máquina 23 instalada para um usuário 22 é diagnosticado por um fabricante de rolamento 21 e as informações de vida restante do rolamento 24 são retornadas para o usuário 22.
[00056] O rolamento 24 a ser diagnosticado pelo sistema de diagnóstico de rolamento 20 é incorporado e utilizado na máquina 23, tal como, um moinho de vento, um veículo de estrada de ferro, uma instalação de processamento de aço em um laminador de ferro, uma máquina de fabricação de papel em um laminador de papel ou uma máquina de construção em uma mina. As informações de vida restante do rolamento 24 são obtidas utilizando a seção de diagnóstico 12 provida ao lado do fabricante de rolamento 21 com base no valor de medição (impedância X) referente ao valor físico da porção interna de um material de rolamento e a ser medido utilizando o testador de corrente parasita 11. Mais especificamente, a seção de diagnóstico 12 obtém as informações de vida restante da impedância X medida quando a sonda 15 é colocada próxima do rolamento 24 que serve como uma amostra de teste.
[00057] O usuário 22 tem um transmissor de informações de rolamento 30 para transmitir as informações de rolamento s1 que contêm os valores de medição de impedância medidos utilizando o testador de corrente parasita 11 para a Internet (linha pública) 29. O transmissor de informações de rolamento 30 é formado de uma seção de coletamento de informações 30a e um transmissor de informações 30b. Além disso, as informações de rolamento s1 contêm o nome de usuário, a máquina 23, a posição de utilização, as condições de utilização, o ambiente de utilização, o tempo total de utilização, etc. do rolamento 24 a ser diagnosticado.
[00058] O transmissor de informações de rolamento 30 não está especificamente limitado, desde que este possa transmitir as informações de rolamento s1 para a Internet 29, e um computador, vários dispositivos de processamento de informações podem ser utilizados; é preferível que o transmissor tenha uma seção para armazenar as informações de rolamento s1 que contêm os valores de medição medidos utilizando o testador de corrente parasita 11 e as informações de identificação.
[00059] O fabricante de rolamento 21 tem um receptor de informações de rolamento 31 para receber as informações de rolamento s1 transmitidas do usuário 22 através da Internet 29 e a seção de diagnóstico 12 para diagnosticar a vida restante do rolamento 24, de acordo com as informações de rolamento s1. Além disso, uma seção de adição de informações de produto 35, um transmissor de informações de vida 36 e um processador de pedido recebido 37 estão providos para o fabricante de rolamento 21. No caso em que o receptor de informações de rolamento 31 e a seção de diagnóstico 12 são providos para uma divisão de tecnologia/pesquisa 21A e que a seção de adição de informações de produto 35, o transmissor de informações de vida 36 e o processador de pedido recebido 37 são providos para uma divisão de vendas/produção 21B, vários tipos de informações podem ser manipulados eficientemente; isto é preferível.
[00060] O receptor de informações de rolamento 31 pode receber as informações de rolamento s1 transmitidas do transmissor de informações de rolamento 30 do usuário 22 através da Internet 29 e pode identificar o usuário 22 o qual transmitiu as informações de rolamento s1. O receptor de informações de rolamento 31 pode ser um aparelho de processamento de informações de uso geral que tem uma função de comunicação, tal como um computador, ou um aparelho eletrônico dedicado, e está de preferência equipado com uma seção de armazenamento de informações (não mostrado) para armazenar as informações de rolamento s1 recebidas.
[00061] A seção de diagnóstico 12 está equipada com o banco de dados 33 para armazenar as informações de relação entre as informações de rolamento s1 e a vida restante (progressão de fadiga) do rolamento 24 e obtém a vida restante do rolamento 24 dependendo da impedância X medida utilizando o testador de corrente parasita 11 com base nos dados armazenados no banco de dados 33.
[00062] A seção de adição de informações de produto 35 está conectada a um banco de dados 34 para armazenar as informações de produto, tais como as informações de estoque, as informações de preço e as informações de entrega por modelo, e as informações de produto requeridas são extraídas dos dados armazenados no banco de dados 34 e adicionadas às informações de vida restante s2 obtidas utilizando a seção de diagnóstico 12 para obter as informações de vida de rolamento s3. As informações de vida de rolamento s3 são transmitidas do transmissor de informações de vida 36 para o receptor de informações de vida 40 provido para o usuário 22.
[00063] A figura 9 mostra um exemplo de configuração do hardware do sistema de diagnóstico de rolamento 20 no qual uma pluralidade de computadores 41 e 42 e o banco de dados 33 que constituem uma rede de área local estão conectados na Internet 29 através de um adaptador de terminal 43, um roteador 44 e um hub 45 e gerenciados utilizando um servidor da Web 46. O banco de dados 33 é formado de um computador 47 e uma seção de armazenamento de grande capacidade 48, e o receptor de informações de rolamento 31 é formado do roteador 44, do hub 45, do servidor da Web 41, etc. Além disso, a seção de diagnóstico 12 é formada do computador 41, etc.
[00064] Na divisão de vendas/produção 21B do fabricante de rolamento 21, uma pluralidade de computadores 49 e 50, o banco de dados de informações de produto 34, etc., constituem uma rede de área local e estão conectados na Internet 29 através de um adaptador de terminal 51, um roteador 52 e um hub 53 e gerenciados utilizando um servidor da Web 54. A seção de adição de informações de produto 35, o transmissor de informações de vida 36 e o processador de pedido recebido 37 são formados dos computadores 49 e 50.
[00065] O usuário 22 forma uma rede de área local pela utilização de uma pluralidade de computadores 56, um controlador que serve como o transmissor de informações de rolamento 30, etc. e a rede de área local está conectada na Internet 29 através de um adaptador de terminal 57, um roteador 58 e um hub 59 e gerenciada utilizando um servidor da Web 60. O receptor de informações de vida 40 é formado dos computadores 56.
[00066] No caso em que o número de usuários 22 é plural, o receptor de informações de rolamento 31 (o roteador 44, o hub 45 e o servidor da Web 46) e o transmissor de informações de vida 36 (os computadores 49 e 50) do fabricante de rolamento 21 estão conectados nos computadores 56 e 61 que constituem o transmissor de informações de rolamento 30 e o receptor de informações de vida 40 de cada usuário 22 através da Internet 29 como mostrado na figura 9.
[00067] Na figura 8, uma vista conceitual que mostra o fluxo das informações do sistema de diagnóstico de rolamento na figura 7, o símbolo de referência 30' designa um controlador de coletor de dados que constitui o transmissor de informações de rolamento 30, o símbolo de referência 30' designa uma interface de gerenciamento de informações que constitui o receptor de informações de rolamento, o símbolo de referência 26 designa a análise de dados de divisão de tecnologia/pesquisa que constitui a seção de diagnóstico 12, o símbolo de referência 33' designa a criação de bancos de dados para criar o banco de dados de fadiga 33, o símbolo de referência 35' designa o suporte de manutenção de divisão de vendas que tem a seção de adição de informações de produto 35, o transmissor de informações de vida 36 e o processador de pedido recebido 37.
[00068] O método de diagnóstico de acordo com esta modalidade será descrito. Como mostrado na figura 7, o usuário 22 pára a máquina 23, desmonta o rolamento 24 e mede a impedância X de sua superfície de pista utilizando o testador de corrente parasita 11 (ver figura 2). Quando o rolamento 24 está estacionário, a impedância X do rolamento 24 pode ser medida precisamente, e uma medição mais precisa pode ser feita desmontando o rolamento 24 e medindo as impedâncias X de cada uma dentre a superfície de pista 16a da pista externa 16, a superfície de pista da pista interna e as superfícies de contato de rolo dos elementos de rolo.
[00069] As informações de rolamento s1 que contêm o valor de medição da impedância X medida utilizando o testador de corrente parasita 11 e o número de identificação do rolamento 14 são transmitidas do transmissor de informações de rolamento 30 através da Internet 29 e recebidas utilizando o receptor de informações de rolamento 31 do fabricante de rolamento 21. De acordo com as informações de rolamento s1 recebidas utilizando o receptor de informações de rolamento 31, a seção de diagnóstico 12 obtém a vida restante do rolamento 24 com base nos dados armazenados no banco de dados 33.
[00070] Mais especificamente, o banco de dados 33 armazena a impedância X1 (que contém o histórico de medição da impedância X medida cada vez no caso de medição periódica) do rolamento 24 antes da utilização em conjunto com as informações de identificação juntamente com as informações de relação (diferentes dependendo do material de rolamento) entre a distância de impedância A e a vida restante (progressão de fadiga), a distância de impedância A é obtida da impedância X1 armazenada do rolamento 24 antes da utilização e a impedância X2 do rolamento 24 após a utilização contida nas informações de rolamento s1 transmitidas desta vez, e a vida restante é obtida da distância de impedância A com base nos dados do banco de dados 33 (ver figuras 3 e 4).
[00071] Como o procedimento de cálculo de vida restante é similar àquele de acordo com a primeira modalidade, a sua descrição é omitida. Além disso, no caso em que o histórico de medição da impedância X está disponível, é preferível que a vida restante deva ser obtida por referência ao histórico de medição.
[00072] No caso em que a impedância X1 do rolamento 24 antes da utilização não está armazenada no banco de dados 33, a impedância X da face de extremidade, da superfície de pista ou da face de rolo em uma área não carregada do rolamento 24 pode ser utilizada ao invés da impedância X1 (ver figuras 5 e 6). Mais ainda, a vida restante pode também ser obtida somente da impedância X2 do rolamento 24 após a utilização, apesar da precisão ser ligeiramente bruta.
[00073] As informações que contêm o número de identificação, as porções de rolamento, tais como a pista externa, a pista interna e os elementos de rolo, do rolamento 24 a ser diagnosticado, as aplicações, etc. são adicionadas à vida restante obtida utilizando a seção de diagnóstico 12, e as informações de vida restante s2 são obtidas. As informações de produto, tais como as informações de estoque, as informações de preço e as informações de entrega de cada modelo, e as informações de consulta de pedido, assumidas serem requeridas dos dados armazenados no banco de dados 34 das informações de produto são adicionadas conforme necessário às informações de vida restante s2 para obter as informações de vida de rolamento s3, e as informações são transmitidas do transmissor de informações de vida 36 para o receptor de informações de vida 40 do usuário 22.
[00074] O processador de pedido 42 provido dentro do receptor de informações de vida 40 transmite as informações de pedido s4 para o processador de pedido recebido 37 através da Internet 29 com base nas informações de estimativa contidas nas informações de vida de rolamento s3. O processador de pedido recebido 37 transmite as informações de disposição de entrega para a seção de armazenamento de produto 71 de acordo com o pedido das informações de pedido s4. O rolamento 24 é produzido em uma seção de produção de produto 72 e fornecido da seção de armazenamento de produto 71 para o usuário 22 de acordo com as informações de disposição recebidas.
[00075] Como acima descrito, no sistema de diagnóstico de rolamento 20 de acordo com esta modalidade, a impedância X do rolamento 24 medida utilizando o testador de corrente parasita 11 e as informações de rolamento s1 que contêm as informações de identificação do rolamento 24 são recebidas pelo fabricante de rolamento 21 situado em uma localização remota, e a vida restante do rolamento 24 é obtida utilizando a seção de diagnóstico 12 com base nos dados armazenados no banco de dados 33, por meio de que as informações de vida restante s2 podem ser transmitidas para o usuário 22 antes do rolamento 24 falhar. Em outras palavras, antes que um dano externo ao rolamento 24 ocorra, enquanto o rolamento 24 é utilizado em um estado normal, as informações de status relativas à vida restante do rolamento podem ser medidas e as informações de vida restante s2 podem ser preditas, por meio de que é possível obter um longo período para manutenção e ajuste de estoque. Por esta razão, o usuário 22 pode fazer arranjos para obter o rolamento 24 e pode executar a substituição preliminarmente, por meio de que a influência sobre o produto, as instalações anexas e a programação de produção pode ser minimizada. Além disso, a programação de linha para a substituição de rolamento pode ser determinada preliminarmente, por meio de que o custo para manutenção pode ser reduzido, o período de parada de instalação pode ser minimizado, e a eficiência de produção pode ser aperfeiçoada.
[00076] Para o propósito de verificar como os respectivos fatores mudam conforme a fadiga progride, um teste de resistência foi parado no meio, e a relação entre a mudança na quantidade de austenita residual, a quantidade de mudança na meia largura de martensita e a quantidade de mudança na rugosidade de superfície da superfície de pista foi examinada.
[00077] Um rolamento de rolos de centragem automática (modelo 22211) foi utilizado como um rolamento a ser testado. Sob as condições de teste, a uma carga radial Fr de 4614 kg como uma carga de teste, e uma carga axial Fa de 0 kg e uma velocidade de rotação n de 1500 min-1, um lubrificante (ISO-VG68) foi suprido por circulação forçada. O teste foi parado após 1h, 5h, 10h, 50h, 100h, 500h e 1000h, e a quantidade de austenita residual, a meia largura de martensita e a rugosidade de superfície foram medidas. A quantidade de austenita residual e a meia largura de martensita foram medidas utilizando difração de raios X. Mais ainda, a rugosidade de superfície foi medida utilizando um Form Talysurf feito por Taylor Hobson. A figura 10 mostra a relação entre a progressão de fadiga e cada uma da rugosidade de superfície, da quantidade de austenita residual e da meia largura de martensita. A progressão de fadiga é definida como (tempo de operação no momento da medição dividido pelo tempo de separação), e a quantidade de mudança sobre a vertical está na figura 10 indicada por uma razão, o valor do produto inicial sendo 1.
[00078] Como mostrado na figura 10, foi descoberto que a rugosidade de superfície muda no estágio muito inicial do processo de fadiga, a meia largura de martensita então muda, e finalmente a quantidade da austenita residual muda. Com isto, a vida restante pode ser predita medindo a mudança em rugosidade de superfície no estágio inicial da fadiga, a mudança na meia largura de martensita no estágio médio, e a mudança na quantidade de austenita residual no estágio final pela execução de medição de corrente parasita.
[00079] Numerosos rolos de pressão são utilizados para várias instalações em um laminador de ferro. Em uma instalação de fundição contínua, por exemplo, aproximadamente centenas de rolos são utilizadas; como dois rolamentos são usualmente providos para cada rolo, o número total de rolamentos chega a diversos milhares. Mesmo se um das centenas de rolos causar um problema em rotação, existe um temor de influenciar significativamente a forma do produto (placa). Por esta razão, no caso do sistema de diagnóstico convencional no qual a anormalidade no rolamento é detectada após o rolamento ser danificado, existe um temor de danificar seriamente o produto e a instalação. No sistema de diagnóstico de rolamento de acordo com a presente invenção, como o estado (vida restante) do rolamento pode ser verificado antes do rolamento ser danificado, um súbito dano na instalação pode ser impedido; mais ainda, como a programação de linha para a substituição de rolamento pode ser determinada preliminarmente, o custo para manutenção pode ser reduzido.
[00080] Também em um laminador de fabricação de papel, numerosos rolos são utilizados como no caso do laminador de ferro. Com isto, no caso em que um rolamento utilizado para um rolo é danificado, é predito que a instalação será significativamente influenciada como no caso da instalação acima mencionada do laminador de ferro; no entanto, é possível evitar a influência pela utilização do sistema de diagnóstico de rolamento de acordo com a presente invenção.
[00081] A capacidade de geração de potência de geração de potência de vento aumenta ano após ano, e grandes moinhos de vento de multimega watts (5 MW ou mais) foram instalados em anos recentes. Apesar da maioria destes ser instalada em terra, alguns destes estão começando a ser instalados offshore devido a restrições em transporte, instalação e meio ambiente. Na geração de potência de vento, um rotor é girado por energia de vento, a sua velocidade de rotação é aumentada para uma velocidade de rotação predeterminada utilizando um dispositivo de aumento de velocidade, e um gerador de potência é girado para converter a energia mecânica em energia elétrica. O dispositivo de aumento de velocidade e o gerador de potência, acomodados em um contentor denominado nacele, estão instalados a uma alta altitude (100 m ou mais) que corresponde à posição do rotor. Como numerosos rolamentos são utilizados para o dispositivo de aumento de velocidade e o gerador de potência, se um rolamento tornar-se anormal, a geração de potência não pode ser executada, e os seus componentes periféricos (engrenagens e gerador de potência) são significativamente influenciados. Como a nacele está instalada em tão alta altitude ou offshore em alguns casos, é difícil tomar uma ação imediata para o trabalho de substituição do rolamento danificado em muitos casos. No sistema de diagnóstico de rolamento de acordo com a presente invenção, o estado do rolamento pode ser detectado preliminarmente; como um resultado, no caso de substituir o rolamento, o controle de transmissão de energia elétrica e a programação de substituição podem ser executados com antecedência, por meio de que a perda em custo de geração de energia pode ser minimizada. Mais ainda, o rolamento é substituído antes deste ser danificado, por meio de que os seus componentes periféricos podem ser impedidos de serem danificados.
[00082] Os locais de escavação de minas são frequentemente localizados em áreas remotas e inconvenientes, tais como áreas em montanhas em altas altitudes; se os rolamentos para utilização em tratores, caminhões de despejo ou máquinas de escavação utilizados em tal local forem danificados, uma enorme mão de obra e custo são requeridos para substituir os rolamentos. No sistema de diagnóstico de rolamento de acordo com a presente invenção, como a vida restante do rolamento pode ser conhecida com antecedência é possível minimizar a perda em danos de rolamento e mão de obra e o custo para manutenção.
[00083] A presente invenção não está limitada às modalidades e exemplos acima descritos, mas pode ser modificada ou aperfeiçoada conforme necessário.
[00084] Por exemplo, pode ser possível que a impedância medida na fábrica do usuário seja inserida em uma etiqueta de IC juntamente com o número de identificação, tal como um número de peça de rolamento, e as informações de relação entre a impedância e a vida restante são também inseridas na mesma, e a etiqueta de IC é fornecida para o usuário de modo que a vida restante do rolamento possa ser determinada no local do usuário.
[00085] Mais ainda, apesar da impedância X da superfície de pista ser medida utilizando o testador de corrente parasita 11 em um estado onde a máquina 23 está parada e o rolamento 24 esta desmontado nesta modalidade, a medição pode ser executada em um estado onde a máquina 23 é parada mas o rolamento 24 não é desmontado. No caso em que o rolamento 24 não é desmontado, pode ser possível que a medição seja executada no tempo de parada da máquina 23 ou que a máquina 23 seja parada e a medição seja executada periodicamente.
[00086] Mais ainda, apesar das impedâncias X da superfície de pista antes e após a utilização serem medidas utilizando o testador de corrente parasita 11 nesta modalidade, pode ser possível que o dano de superfície que ocorre sobre uma superfície de pista do rolamento seja detectado utilizando um sensor ótico e que a sua vida útil restante seja obtida com base no resultado da medição.
[00087] A presente invenção está baseada no Pedido de Patente Japonesa depositado em 17 de dezembro de 2009 (Pedido de Patente Japonesa Número 2009-286398) e no Pedido de Patente Japonesa depositado em 20 de Janeiro de 2010 (Pedido de Patente Japonesa Número 2010-017802), os seus conteúdos sendo aqui incorporados por referência. LISTAGEM DE REFERÊNCIA 10 aparelho de diagnóstico de vida restante 11 testador de corrente parasita 12 seção de diagnóstico 16 pista externa 16a superfície de pista 16b face de extremidade 20 sistema de diagnóstico de rolamento 21 fabricante de rolamento 22 usuário 23 máquina 24 rolamento 30 transmissor de informações de rolamento 31 receptor de informações de rolamento 33 banco de dados 36 transmissor de informações de vida 40 receptor de informações de vida A distância de impedância L vida restante 51 informações de rolamento 52 informações de vida restante X, X1, X2 impedância
Claims (7)
1. Método de predição de vida restante de rolamento para predizer uma vida restante (L) de um rolamento (24) incorporado em uma máquina (23), o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: medir uma impedância (X) do rolamento (24) usando um testador de corrente parasita (11) em um estado que o rolamento (24) está em um estado estacionário, e obter a vida restante (L) do rolamento (24) com base na impedância (X) medida do rolamento (24), em que a vida restante (L) do rolamento (24) é obtida ao obter uma distância de impedância (A), que é uma diferença entre os valores de medição de impedância antes e depois do uso do rolamento (24), os valores de medição de impedância sendo medidos usando o testador de corrente parasita (11) e, então, referindo-se a um gráfico mostrando uma relação entre a distância de impedância (A) e a vida restante (L) do rolamento (24).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a vida restante (L) do rolamento (24) é obtida com base em uma diferença entre: uma impedância (X) de uma superfície de pista (16a) ou uma superfície de contato de rolo do rolamento (24) antes do uso do rolamento (24), que é medida usando o testador de corrente parasita (11); e uma impedância (X) da superfície de pista (16a) ou da superfície de contato de rolo do rolamento (24) após o uso do rolamento (24), que é medida usando o testador de corrente parasita (11).
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a vida restante (L) do rolamento (24) é obtida com base em uma diferença entre: uma impedância (X) da superfície de pista (16a) em uma área não carregada do rolamento (24), que é medida usando o testador de corrente parasita (11); e uma impedância (X) da superfície de pista (16a) em uma área carregada do rolamento (24) após o uso do rolamento (24), que é medida usando o testador de corrente parasita (11).
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a vida restante (L) do rolamento (24) é obtida com base em uma diferença entre: uma impedância (X) de uma face de extremidade (16b) do rolamento (24), que é medida usando o testador de corrente parasita (11); e uma impedância (X) da superfície de pista (16a) em uma área carregada do rolamento (24) após o uso do rolamento (24), que é medida usando o testador de corrente parasita (11).
5. Aparelho de diagnóstico de vida restante de rolamento (10) para predizer uma vida restante (L) de um rolamento (24) incorporado em uma máquina (23), o aparelho caracterizado pelo fato de que compreende: um testador de corrente parasita (11) que mede impedâncias de uma certa porção do rolamento (24) antes e após o uso do rolamento (24), e uma seção de diagnóstico (12) que obtém a vida restante (L) do rolamento (24) com base nas impedâncias medidas ao obter uma distância de impedância (A), que é uma diferença entre os valores de medição de impedância antes e depois do uso do rolamento (24), os valores de medição de impedância sendo medidos usando o testador de corrente parasita (11), e, então, referindo-se a um gráfico mostrando uma relação entre a distância de impedância (A) e a vida restante (L) do rolamento (24).
6. Sistema de diagnóstico de rolamento (20) incorporado em uma máquina (23) do usuário, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende: um testador de corrente parasita (11) que mede uma impedância (X) de uma certa porção do rolamento (24) enquanto o rolamento (24) está em um estado estacionário; um transmissor de informações de rolamento (36) que transmite informações de rolamento (s1) para um fabricante de rolamento (21), as informações de rolamento (s1) contendo a impedância (X) do rolamento (24) medida usando o testador de corrente parasita (11) e informações de identificação do rolamento (24); um receptor de informações de rolamento (31) que recebe as informações de rolamento (s1) transmitidas do transmissor de informações de rolamento (36); uma seção de diagnóstico (12) provida no fabricante de rolamento (21) para obter informações de vida restante (s2) do rolamento (24) com base na impedância (X) recebida ao obter uma distância de impedância (A), que é uma diferença entre os valores de medição de impedância antes e depois do uso do rolamento (24), os valores de medição de impedância sendo medidos usando o testador de corrente parasita (11) e, então, referindo-se a um gráfico mostrando uma relação entre a distância de impedância (A) e a vida restante (L) do rolamento (24); um transmissor de informações de vida (36) que transmite as informações de vida restante (s2) obtidas usando a seção de diagnóstico (12), para o usuário; e um receptor de informações de vida (40) que recebe as informações de vida restante (s2) transmitidas do transmissor de informações de vida (36).
7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a seção de diagnóstico (12) tem um banco de dados (33) no qual informações de relação entre as informações de rolamento (s1) e a vida restante (L) do rolamento (24) estão armazenadas, e a seção de diagnóstico (12) obtém a vida restante (L) do rolamento (24), com base no banco de dados (33) e nas informações de rolamento (s1) recebidas usando o receptor de informações de rolamento (31).
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| CN103955750B (zh) * | 2014-04-04 | 2017-02-15 | 西安交通大学 | 基于特征融合和粒子滤波的滚动轴承剩余寿命预测方法 |
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| US20170199157A1 (en) * | 2016-01-07 | 2017-07-13 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Sub-surface non-metallic inclusion detection |
| JP6650030B2 (ja) | 2016-05-25 | 2020-02-19 | 株式会社日立製作所 | 転がり軸受疲労状態予測装置及び転がり軸受疲労状態予測方法 |
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| CN108760301B (zh) * | 2018-05-08 | 2020-03-31 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种用于隧道掘进机主轴承寿命状态定量预估方法 |
| SG11202103383UA (en) * | 2018-10-16 | 2021-05-28 | Shimadzu Corp | Magnetic body management system and magnetic body management method |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3675665B2 (ja) * | 1999-04-16 | 2005-07-27 | 光洋精工株式会社 | 転がり疲れによる疲労度の測定方法 |
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