CZ31977U1 - Automatický prediktivní mazací systém - Google Patents

Description

Oblast techniky

Automaticky prediktivní mazací systém pro intervalové mazání alespoň jednoho valivého ložiska, který obsahuje mazací agregát s nádrží maziva, dopravním čerpadlem a řídicí jednotkou a alespoň čidlo vibrací ložiska a čidlo teploty ložiska, přičemž výstupy čidel jsou připojeny na vstupy řídicí jednotky.

Dosavadní stav techniky

V průmyslových odvětvích zvláště strojírenských oborů je jednou z trvale sledovaných oblastí jsou životnost a spolehlivost třecích dvojic. Životnost a spolehlivost ložisek všech typů je přímo ovlivňována údržbou. Předpokladem účinné údržby je ovšem sledování jejich stavu, na jehož základě lze předem stanovit mazací plán. Vedle požadavků dokonalého mazání je ovšem z hlediska ekologického nutné přivést do mazaného místa jenom takový objem maziva, který se v průběhu mazacího intervalu v podstatě v ložisku „spotřebuje“.

V oblasti mazání strojních uzlů se vedle systémů preventivní údržby stále častěji uplatňují také principy prediktivní údržby, tedy údržby na základě sledování provozních podmínek a stavu mazaného uzlu.

V případě valivých ložisek je nej významnějším ukazatelem stavu hodnocení hladiny vibrací. Rozvoj diagnostických metod umožňuje nasazení těchto přístupů i tam, kde to dříve bylo neekonomické. Ačkoli tento přístup eliminuje katastrofální selhání stroje, stále je nezbytná servisní odstávka.

Většinou jsou valivá ložiska mazána intervalově plastickým mazivem nebo v některých konstrukčních případech směsí oleje a vzduchu. Interval mazání je obvykle pevně nastaven na základě doporučení výrobce ložiska a stav ložiska je v provozu sledován.

Kromě tohoto způsobu prediktivní údržby se nabízí začlenění informací o stavu a provozních podmínkách ložiska do řízení procesu mazání. Provozní podmínky lze využít k optimalizaci intervalu mazání v aplikacích, ve kterých k významným změnám během provozu dochází, na zhoršený stav z hlediska hladiny vibrací nebo teploty lze reagovat změnou schématu mazání. Takový přístup bývá někdy označován jako proaktivní.

Předpokladem pro udržování bezvadného chodu mazaného zařízení je včasná a nezkreslená informace o okamžitém stavu kritických mazaných míst. Rychlost předání této informace a její „očištění“ například od nežádoucích vlivů tuhého spojení monitorovaného zařízení a snímače vibrací zajistí dodání pravdivých signálů na vstupy řídicí jednotky automaticky prediktivního mazacího systému.

Podstata technického řešení

Cíle technického řešení je dosaženo automaticky prediktivním mazacím systémem pro intervalové mazání alespoň jednoho valivého ložiska, jehož podstatou je to, že čidlo vibrací ložiska je v pružném kontaktu s vnější povrchovou plochou ložiska, přičemž mezi vnější povrchovou plochou ložiska a čidlem vibrací ložiska je vložen tuhý dutý vlnovod, v němž je uloženo čidlo teploty ložiska, přičemž vývod čidla vibrací a vývod čidla teploty jsou spojeny s řídicí jednotkou. Vzhledem k tomu, že čidlo vibrací je pružně přitlačováno k povrchu vnějšího kroužku mazaného ložiska, nejsou vibrace ložiska omezovány obvyklým tuhým kontaktem čidla

- 1 CZ 31977 U1 s vibrující plochou a informace snímané čidlem nejsou zkresleny.

Funkčně, prostorově i cenově je výhodné, když je pružným přítlačným prvkem tlačná pružina mezi nákružkem na tělese vlnovodu a pevnou plochou spojenou s tělesem ložiska.

Objasnění výkresů

Automaticky prediktivní mazací systém podle technického řešení je znázorněn na výkrese, kde je na obr. 1 schéma celého příkladného systému a na obr. 2 podélný řez sdružených snímačů vibrací a teploty připojených k vnějšímu kroužku valivého ložiska.

Příklady uskutečnění technického řešení

Automaticky prediktivní mazací systém je obecně znázorněn na obr. 1. Je umístěn v blízkosti stroje, z něhož je zobrazeno jenom těleso 10 s mazaným ložiskem 11. V tělese 10 uložení ložiska 11 je umístěno alespoň čidlo 12 vibrací a čidlo 13 teploty, která jsou datovými vodiči 121 a 131 spojena s řídicí jednotkou 100 uzavřenou ve skříni 101.

Od výše popsaného systému se automaticky prediktivní mazací systém _l_ podle technického řešení liší tím, že čidlo 12 vibrací a čidlo 13 teploty jsou v tělese 10 ložiska 11 sdružena do jednoho celku jako sdružené čidlo 14. a samostatná čidla 12 a 13 zde neexistují. Sdružené čidlo 14 podle technického řešení je detailně znázorněno na obr. 2.

Mazací agregát 2 podle technického řešení je tvořen nádrží 21 oleje, na kterou seshora navazuje celek blíže neznázoměného dopravního čerpadla s hnacím elektromotorem 22. Dopravní čerpadlo dodává olej do alespoň jednoho směšovače 23, ke kterému je připojen přívod tlakového vzduchu 24 ovládaný ventilem 25, přičemž tlak oleje a vzduchu je kontrolován tlakovým snímačem 26 respektive 27. Olej je ze směšovače 23 unášen tlakovým vzduchem do spirálové hadice 28, v níž dochází k dávkování maziva a promísení směsi maziva a vzduchu vedené do mazaného ložiska 11.

Na společném rámu mazacího agregátu 2 je umístěna uzavíratelná skříň 101, která obsahuje elektroniku pro napájení, ovládám a jištění hnacího elektromotoru 22, s ním spřaženého dopravního čerpadla, ovládacího ventilu 25 přívodu tlakového vzduchu a tlakových snímačů 26 a 27. Součástí skříně 101 je řídicí jednotka 100. Tato jednotka obsahuje řídicí programovatelný automat 110, k němuž jsou prostřednictvím průmyslové sběrnice připojeny vstupně-výstupní moduly. Jedná se alespoň o modul 120 pro zpracování informací ze sdruženého čidla 14 týkajících se vibrací a modul 130 pro vyhodnocení teploty, modul 140 pro vyhodnocení frekvence otáčení měřené čidlem 15 a modul 150 pro vyhodnocení zatížení hřídele ložiska 11 měřeného čidlem 16. Řídicí jednotka 100 je elektricky spojena s dopravním čerpadlem, ventilem 25 pro přívod tlakového vzduchu a s čidly 12 vibrací, 13 teploty, 15 frekvence otáčení ložiska, 16 hřídele ložiska, a s tlakovými snímači 26 a 27.

Na obr. 2 je znázorněn detail sdruženého čidla 14 v podélném osovém řezu vedeném rovinou kolmou na rotační osu 111 mazaného ložiska 11.

Do osazeného válcového otvoru 141 uspořádaného v tělese 10 ložiska 11 radiálně proti vnější obvodové ploše 142 vnějšího kroužku radiálního ložiska 11 je vložen dutý vlnovod 143 čidla 12 vibrací, jehož konec přilehlý k vnějšímu kroužku ložiska 11 je uzavřen dnem. Ve střední oblasti délky vlnovodu 143 čidla 12 vibrací je na vlnovodu 143 vytvořen obvodový nákružek 144, který se nachází v rozšířené části radiálního otvoru v místě, ve kterém má osazená dutina v tělese 10 ložiska 11 větší průměr. O horní čelo obvodového nákružku 144 se shora opírá tlačná pružina 145, která je shora předepnuta uzavírací maticí 146 a která shora trvale přitlačuje dno vlnovodu

-2CZ 31977 U1

143 čidla 12 vibrací na vnější obvodovou plochu 142 vnějšího kroužku radiálního ložiska 11.

Ve vlnovodu 143 čidla 12 vibrací je vloženo čidlo 13 teploty, které je trvale v kontaktu s dnem vlnovodu 143 čidla 12 vibrací.

Vlnovod 143 čidla 12 vibrací přesahuje směrem nahoru horní plochu uzavírací matice 146. V této přesahující části vlnovodu 143 je radiální otvor 147, kterým je vyveden vývod 148 čidla 13 teploty spojený s datovým vodičem 131 připojeným na vstup řídicí jednotky 100.

Na horním konci vlnovodu 143 čidla 12 vibrací je pevně připojeno vlastní čidlo 12 vibrací, jehož vývod 149 ie spojen s datovým vodičem 121 připojeným na vstup řídicí jednotky 100.

Zásadní předností řešení sdruženého čidla 14 vibrací a teploty ložiska je trvalý, a přitom pružný kontakt vlnovodu 143 s vnější obvodovou plochou 142 vnějšího kroužku radiálního ložiska 11. Pružný přítlak dna vlnovodu 143 na ložisko dokonale sleduje vibrace ložiska a bez zkreslení je vlnovodem 143 přenáší do čidla 12 vibrací. Přitom trvalý kontakt mezi ložiskem 11 a čidlem 13 teploty zajišťuje nepřerušovaný přestup tepla z ložiska 11 do čidla 13 teploty.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (3)

1. Automaticky prediktivní mazací systém pro intervalové mazání alespoň jednoho valivého ložiska (11), který obsahuje mazací agregát (2) s nádrží (21) maziva, dopravním čerpadlem a řídicí jednotkou (100) a alespoň čidlo (12) vibrací ložiska (11) a čidlo (13) teploty ložiska (11), přičemž výstupy čidel (12, 13) jsou připojeny na vstupy řídicí jednotky, vyznačující se tím, že čidlo (12) vibrací ložiska (11) je v pružném kontaktu s vnější povrchovou plochou (142) ložiska (11), přičemž mezi vnější povrchovou plochou ložiska (11) a čidlem (12) vibrací ložiska (11) je vložen tuhý dutý vlnovod (143), v němž je uloženo čidlo (13) teploty ložiska (11), přičemž vývod (149) čidla (12) vibrací a vývod (148) čidla (13) teploty jsou spojeny s řídicí jednotkou (100).

2. Automaticky prediktivní mazací systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že na vlnovodu (143) je uložena tlačná pružina (145) mezi nákružkem na tělese vlnovodu a pevnou plochou spojenou s tělesem (10) ložiska (11).

3. Automaticky prediktivní mazací systém podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že řídicí jednotka (100) obsahuje alespoň modul (120) pro zpracování informací týkajících se vibrací ložiska (11) a modul (130) pro vyhodnocení teploty ložiska (11).