DE112010003390T5

DE112010003390T5 - Verfahren und System zum Ermitteln und Ausführen korrekter automatischer Nachschmierung für eine Anzahl von Lagern

Info

Publication number: DE112010003390T5
Application number: DE201011003390
Authority: DE
Inventors: Roger Emlind; Hans Hansson; Björn Mathiasson
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2009-08-27
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2012-12-06
Also published as: CN102713322B; US9316252B2; CN102713322A; US20120221153A1; JP2013503308A; WO2011025430A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Ermitteln und Ausführen korrekter automatischer Nachschmierung für eine Anzahl von in einem Fettschmiersystem enthaltenen Lagern, wobei Anfangswerte für das Nachschmierintervall tf und/oder Schmiermittelvolumen gemäß empirischen Verfahren berechnet und ermittelt werden, Daten hinsichtlich Lagerlast, Lagertemperatur und Lagerumdrehungsgeschwindigkeit von den verschiedenen Lagerbaugruppen während des Betriebs gesammelt werden, die Daten zum Berechnen eines Werts für das derzeitige Schmierintervall tf verwendet werden, der Anfangswert mit dem derzeitigen Wert verglichen wird und ein mit einem derzeitigen Nachschmierintervall tf assoziiertes korrektes Schmiermittelvolumen unabhängig davon berechnet wird, ob das derzeitige Nachschmierintervall gleich dem anfänglich ermittelten ist oder nicht, das berechnete derzeitige Nachschmierintervall tf und Schmiermittelvolumen einer automatischen Schmiervorrichtung (6) zugeführt werden und begonnen wird, neue Anfangswerte zu berechnen, nachdem eine Schmiersequenz durchgeführt wurde, und neue derzeitige gemessene Daten hinsichtlich Lagerlast, Lagertemperatur und Lagerumdrehungsgeschwindigkeit eingegeben werden, falls eine Schmiersequenz nicht durchgeführt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft die Nachschmierung einer Anzahl von Lagern insbesondere für fettgeschmierte Lager, die durch ein automatisiertes Schmiersystem nachgeschmiert werden.
Stand der Technik
Zum Schmieren von Lagern verwendete Fette weisen oft eine kürzere Gebrauchsdauer als die erwartete Gebrauchsdauer für die dadurch geschmierten Lager auf. Aus diesem Grund müssen Wälzlager nachgeschmiert werden und die Nachschmierung soll an einem Zeitpunkt stattfinden, an dem der Zustand des Schmiermittels noch zufriedenstellend ist.
Die Anforderung von Nachschmierung hängt von vielen diesbezüglichen Faktoren ab, darunter Lagertyp und -größe, Geschwindigkeit, mit der die Lager laufen, Betriebstemperatur, Art des Fettes, Lagerumgebung etc.
Das übliche Verfahren zum Entscheiden der Nachschmierintervalle t_f für Lager ist durch Verwendung von statistischen Regeln, wobei zum Beispiel die von SKF empfohlenen Nachschmierintervalle als der Zeitraum definiert sind, an dessen Enden 99% der Lager immer noch zuverlässig geschmiert sind.
Es wurden Diagramme erstellt, die zum Ermitteln des Nachschmierintervalls für ein spezifisches Lager bei einem Geschwindigkeitsfaktor A, multipliziert mit dem relevanten Lagerfaktor b_f verwendet werden, wobei die Graphen das Lastverhältnis C/P darstellen. Ein solches Nachschmierintervalldiagramm ist in der beigefügten 1 zu sehen. Für ein Lager mit einem Wert von A b_f << 475000 und einem C/P-Verhältnis = 8 ist zu sehen, dass der berechnete t_f-Wert 1000 Betriebsstunden sein wird.
Mit diesem früheren und üblicherweise verwendeten Verfahren ist es möglich, vor dem Betrieb der Lagerbaugruppe oder Lagerbaugruppen zu entscheiden, dass nachgeschmiert werden soll, und das Verfahren hat sich erwiesen, ein relativ zufriedenstellendes und zuverlässiges Ergebnis zu geben.
Bestimmte der zu berücksichtigenden Faktoren können sich jedoch während des Betriebs für die Lagerbaugruppe oder Lagerbaugruppen, die durch das automatisierte Schmiersystem nachgeschmiert werden, allmählich ändern.
Somit ist es möglich, dass sich die an einem Lager wirkende Last ändern kann, die Temperatur, mit der das Lager arbeitet, kann aus externen Gründen variieren und die Umdrehungsgeschwindigkeit kann geändert werden. Das oben beschriebene vorherige Verfahren des Setzens des t_f-Werts wird somit nur unter der Voraussetzung ein sicher zufriedenstellendes Ergebnis geben, dass alle bei der ursprünglichen Einstellung des Nachschmierintervalls verwendeten Parameter oder Faktoren unverändert gehalten werden.
Kurzfassung der Erfindung
Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein neues effizientes Verfahren und ein neues verbessertes System vorzuschlagen, um korrekte Nachschmierintervalle zu bestimmen und korrekte Nachschmierung für eine Anzahl von Lagern auszuführen, die vorzugsweise durch ein automatisiertes Schmiersystem nachgeschmiert werden, wobei Änderungen bei Variationen von Faktoren wie Last, Temperatur und Umdrehungsgeschwindigkeit automatisch bewirkt werden.
Ein Verfahren für diesen Zweck ist durch die Merkmale des beigefügten Anspruchs 1 charakterisiert, während ein System zu seiner Bewirkung durch die Merkmale in dem beigefügten Anspruch 7 charakterisiert ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt – wie oben beschrieben – ein Beispiel für ein Nachschmierintervalldiagramm, das zum Bestimmen der korrekten Anfangsnachschmierintervalle verwendet wird.
2 ist ein Flussdiagramm des Prinzips des neuen Systems gemäß der Erfindung,
3 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung und
4 ist ein Flussdiagramm einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
Wie oben beschrieben wird bei dem früheren üblichen Verfahren zum Bestimmen von geeigneten Nachschmierintervallen zur Fettnachschmierung ein Nachschmierintervalldiagramm des in 1 dargestellten Typs verwendet. Mit Hilfe eines solchen Utensils wird es möglich, das geschätzte Nachschmierintervall t_f für eine Anzahl von mit dem System verbundenen Lagern, die bei einer erwarteten Temperatur, bei einer vorbestimmten Last und bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit, die im Wesentlichen konstant ist, arbeiten, zufinden. Der Geschwindigkeitsfaktor A wird mit dem Lagerfaktor b_f multipliziert, der von dem Lagertyp und den Lastbedingungen C/P abhängt.
In dem in 1 dargestellten Beispiel wird erwartet, dass der A b_f-Wert eines Lagers 475000 und das C/P-Verhältnis = 8 ist, und wenn eine vertikale Linie von der Ab_f-Achse gezogen wird, um die Kurve zu treffen, die das C/P-Verhältnis darstellt, und dann eine horizontale Linie von dem Schnittpunkt zwischen dem C/P-Wert und dem Abf-Wert gezogen wird, ist zu sehen, dass das Nachschmierintervall tf 1000 Betriebsstunden sein wird. Da zum Beispiel eine Zunahme der Betriebstemperatur von 15 Grad über 70 Grad Celsius bedeutet, dass das Nachschmierintervall die Hälfte des mit der Anfangstemperatur erhaltenen sein sollte, ist es natürlich wichtig, dass die Temperatur nicht zu viel variieren kann und auch dass die anderen Faktoren (Last und Umdrehungsgeschwindigkeit) während einer Betriebsperiode, wie etwa die mit dem früheren Verfahren geschätzten t_f-Werte, drastisch verringert werden könnten, wenn die Betriebsbedingungen geändert werden.
In 2 ist schematisch eine Lagerbaugrupe 1 dargestellt, die mit einem Sensor 2 zur Messung der Lagertemperatur in Echtzeit während des Betriebs der Lagerbaugruppe ausgestattet ist. Ferner ist ein zweiter Sensor 3 angeordnet, der dafür ausgelegt ist, die derzeitige Last zu detektieren, der die Lagerbaugruppe ausgesetzt ist, und schließlich ist in der dargestellten Ausführungsform außerdem ein dritter Sensor 4 vorgesehen, der dafür ausgelegt ist, die Umdrehungsgeschwindigkeit der Lagerbaugruppe zu messen und auch ein für die Geschwindigkeit repräsentatives Signal auszusenden. Die Werte von allen Sensoren 2, 3 und 4 werden auf geeignete Weise durch Kabel- oder drahtlose Übertragung von den Lagern zu einer Prozessoreinheit 5 gesendet, die dafür ausgelegt ist, in Echtzeit das erforderliche Nachschmierintervall auf der Basis der gerade gemessenen derzeitigen Werte für die Parametertemperatur, Umdrehungsgeschwindigkeit und Last zu berechnen und kontinuierlich oder in Abständen Signale zu einer automatischen Schmiervorrichtung 6 zu senden, die dafür ausgelegt ist, ein dynamisches Volumen von Schmiermittel, das so während des Betriebs berechnet wird, an die einzelnen Lager abzugeben.
3 zeigt schematisch ein Flussdiagramm einer ersten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung, das durch die Prozessoreinheit 5 ausgeführt wird. Die Verfahrenssequenz wird im Kasten 7 gestartet, von dem aus die Sequenz an den Kasten 8 gegeben wird, indem Anfangswerte z. B. auf dieselbe Weise wie zuvor berechnet werden, d. h. mit Hilfe eines Nachschmierintervalldiagramms, wie mit Bezug auf 1 beschrieben und dargestellt.
Durch die Sensoren 2, 3 und 4 in 2 gemessene Daten werden bei 9 geliefert und bei 10 eingegeben, d. h. die derzeitigen Werte für Temperatur, Last und Umdrehungsgeschwindigkeit, denen die verschiedenen Teile der Lagerbaugruppen ausgesetzt sind.
Im Kasten 11 wird ein neues Intervall t_f berechnet und dieser neue t_f-Wert wird im Kasten 12 mit dem Anfangs-t_f-Wert verglichen. Wenn sich der neue t_f-Wert von dem Anfangs-t_f-Wert unterscheidet, d. h. unter den Anfangs-t_f-Wert fällt, wird nach der Berechnung im Kasten 13 der neue t_f-Wert als ein neuer derzeitiger t_f-Wert eingeführt. Dieser neue derzeitige t_f-Wert wird dann dem Kasten 14 zugeführt, in dem eine korrekte Menge Schmiermittel für den derzeitigen t_f-Wert berechnet wird.
Falls der berechnete t_f-Wert nicht kleiner als der anfängliche oder derzeitige t_f-Wert ist, wird der anfängliche oder derzeitige t_f-Wert direkt dem Kasten 14 zugeführt.
Das derzeitige Nachschmierintervall t_f und die erforderliche Menge Schmiermittel werden von Kasten 15 an einen Vergleichskasten in 16 ausgegeben, in dem die derzeitige Zeit mit dem aus Kasten 15 empfangenen Wert des Intervalls t_f verglichen wird.
Wenn die tatsächliche Zeit und die derzeitige Nachschmierintervallzeit zusammenfallen, werden Informationen an den Kasten 17 ausgegeben, aus denen ein Schmierimpuls an die in 2 gezeigte automatische Schmiervorrichtung 6 abgegeben wird, und von dieser Position aus wird die Sequenz neu gestartet, nachdem der Impuls an den Kasten 8 ausgegeben ist.
Wenn eine Differenz zwischen der tatsächlichen Zeit und dem berechneten Nachschmierintervall t_f besteht, sendet der Vergleichskasten ein Signal an den Kasten 10 zum Eingeben von Last-, Temperatur- und Geschwindigkeitswerten aus, die die Momentanzustände repräsentieren, die vom Kasten 9 geliefert werden. Nachdem ein solches Signal ausgesendet wurde und die derzeitigen Daten eingegeben wurden, wird die Sequenz über die Kästen 11–16 wiederholt.
Die erforderlichen Eingangsdaten können kontinuierlich oder in Abständen gelesen werden und die von dem Kasten 15 ausgesendeten Signale werden vorzugsweise an ein elektromagnetisches Ventil einer beliebigen geeigneten Art abgeliefert.
4 zeigt ein Flussdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung.
Nach dem Start des Systems erfolgt in diesem Fall eine Berechnung von Anfangswerten im Kasten 18, woraufhin Last-, Geschwindigkeits- und Temperaturvariablen zusammen mit Details derzeitiger Laufbedingungen, die aus Kasten 20 eingeführt werden, in 19 eingegeben werden.
Im Kasten 21 werden Laufzeitberechnungen ausgeführt, um einen neuen t_f-Wert zu bestimmen, und im Kasten 22 wird dieser neue t_f-Wert mit einem tatsächlichen t_f-Wert verglichen. Wenn das Ergebnis dieser Berechnung darin besteht, dass der neue Wert kleiner als der tatsächliche ist, wird der neue t_f-Wert als derzeitiger tatsächlicher t_f-Wert in den Kasten 23 eingegeben, und wenn nicht, wird der „alte” tatsächliche t_f-Wert in den Kasten 24 eingefügt, in dem die erforderliche Fettmenge berechnet und gesetzt wird. Falls der Vergleich im Kasten 22 zu einem „Ja” führt, wird der im Kasten 23 erhaltene neue tatsächliche t_f-Wert für die Fettmengenberechnung im Kasten 24 verwendet. Die derzeitigen Werte aus Kasten 24 werden in Kasten 25 angezeigt, und im Kasten 26 wird gesehen, ob es Zeit zum Nachschmieren ist oder nicht. Wenn der Vergleich zu einem „Nein” führt, wird im Kasten 19 ein neuer Berechnungsprozess eingeleitet. Wenn der Vergleich im Kasten 26 zu einem „Ja” im Kasten 27 führt, wird ermittelt, ob die letzte gesetzte Fettmenge größer als die kleinste Menge ist, die das System in einem Nachschmierzyklus abgeben kann. In einem solchen Fall wird bei 28 die Nachschmierung ausgeführt und die Menge an Kasten 29 zurückgegeben, in dem ermittelt wird, ob die maximale Fettmenge erreicht ist oder nicht. Wenn dieser Vergleich positiv ist, wird im Kasten 30 eine Nachricht hinsichtlich des Entfernens von Fett und ein Rücksetzen erfordernd angezeigt, während bei einem negativen Ergebnis, d. h. wenn die maximale Fettmenge nicht erreicht wurde. Die Sequenz wird zum Start eines neuen Nachschmierzyklus wieder zum Kasten 19 zurückgeführt. Wenn das Ergebnis des Vergleichs im Kasten 27 negativ ist, d. h. die letzte gesetzte Schmiermittelmenge nicht großer als die kleinste Menge ist, die das System abgeben kann, wird zuerst im Kasten 31 ermittelt, ob die maximalen Zyklen ohne Schmierung erreicht wurden. Wenn das Ergebnis dieses Vergleichs „Ja” ist, wird bei 32 eine Nachschmierung erzwungen und die Menge an Kasten 29 zurückgegeben. Im Fall eines „Nein” wird an dieser Stelle im Kasten 33 eingeleitet, dass die Nachschmierung nicht ausgeführt werden soll, und die Anzahl zum Halten der Nachschmierzyklen wird inkrementiert. Daraufhin wird die Sequenz im Kasten 29 fortgesetzt.
Bei dieser Ausführungsform prüft das System somit, ob die letzte gesetzte Fettmenge größer als die kleinste Menge ist, die das System in einem Nachschmierzyklus abgeben kann. Wenn die letzte gesetzte Menge größer als die kleinste Menge ist, triggert das System eine Nachschmiersequenz und addiert die Fettmenge zu einer „Fettmengenvariablen” (Kasten 29).
Wenn die letzte gesetzte Fettmenge kleiner als die kleinste Menge ist, hält das System den Schmierzyklus für das nächste Mal, dies kann aber nur eine vorbestimmte Anzahl von Malen bewirkt werden.
Wenn die maximale Anzahl von Haltezyklen erreicht ist, wirkt das System zum Durchsetzen einer Nachschmierung und addiert die Menge zu der „Fettmengenvariablen”.
Vor dem Rückkehren zu der Hauptschleife prüft das System die Gesamtschmiermittelmenge „Fettmengenvariable”, die dem Lager zugeführt wurde, im Vergleich mit einer „Maximal-Fettmengenvariablen”.
Wenn die maximale Menge erreicht wurde, tritt das System in eine Endlosschleife ein, die dem Bediener mitteilt, anzuhalten, zu reinigen und rückzusetzen.
Mit den hier beschriebenen Verfahren und Systemen wird das Problem mit falschen Eingangsdaten hinsichtlich Last, Temperatur und Umdrehungsgeschwindigkeit bei der Bestimmung des Schmierintervalls beseitigt.
Das Verfahren und das System ermöglichen ferner die Anwendung eines dynamisch justierbaren Schmierintervalls und/oder einer justierbaren Schmiermittelmenge während des Betriebs der mit dem System assoziierten Lagerbaugruppen.

Claims

Verfahren zum Ermitteln und Ausführen korrekter automatischer Nachschmierung für eine Anzahl von in einem Fettschmiersystem enthaltenen Lagern, wobei Anfangswerte für das Nachschmierintervall t_f und/oder Schmiermittelvolumen gemäß empirischen Verfahren berechnet und ermittelt werden, Daten hinsichtlich Lagerlast, Lagertemperatur und Lagerumdrehungsgeschwindigkeit während des Betriebs von den verschiedenen Lagerbaugruppen gesammelt werden, die Daten zum Berechnen eines Werts für das derzeitige Schmierintervall t_f verwendet werden, der Anfangswert mit dem derzeitigen Wert verglichen und ein mit einem derzeitigen Nachschmierintervall t_f assoziiertes korrektes Schmiermittelvolumen berechnet wird, unabhängig davon, ob das derzeitige Nachschmierintervall gleich dem anfänglich ermittelten ist oder nicht, das berechnete derzeitige Nachschmierintervall t_f und Schmiermittelvolumen einer automatischen Schmiervorrichtung (6) zugeführt werden und begonnen wird, nach dem Ausführen einer Schmiersequenz neue Anfangswerte zu berechnen und neue derzeitige gemessene Daten hinsichtlich Lagerlast, Lagertemperatur und Lagerumdrehungsgeschwindigkeit eingegeben werden, falls eine Schmiersequenz nicht ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Messung von Daten hinsichtlich Lagerlast, Lagertemperatur und Lagerumdrehungsgeschwindigkeit an den verschiedenen Lagerbaugruppen kontinuierlich während des Betriebs des Systems durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Messung von Daten hinsichtlich Lagerlast, Lagertemperatur und Lagerumdrehungsgeschwindigkeit an den verschiedenen Lagerbaugruppen in Abständen während des Betriebs des Systems durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die an den verschiedenen Lagerbaugruppen kontinuierlich während des Betriebs des Systems durchgeführte in Abständen erfolgende Messung von Daten hinsichtlich Lagerlast, Lagertemperatur und Lagerumdrehungsgeschwindigkeit in vorbestimmten Zeitintervallen durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, wenn eine letzte gesetzte Fettmenge größer als die kleinste Menge ist, die das System in einem Nachschmierzyklus abgeben kann, eine Nachschmiersequenz getriggert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Rezirkulationssequenz eine voreingestellte Anzahl von Malen zurückgehalten wird, wenn eine letzte gesetzte Fettmenge kleiner als die kleinste Menge ist, die das System in einem Nachschmierzyklus abgeben kann.
System zum Ermitteln und Ausführen korrekter automatischer Nachschmierung für eine Anzahl von in einem Fettschmiersystem enthaltenen Lagern gemäß dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System Folgendes umfasst: eine Zentralprozessoreinheit (5), eine Anzahl von in Verbindung mit Lagerbaugruppen (1) vorgesehenen Sensoren (2, 3, 4), die dafür ausgelegt sind, Temperatur, Last und Umdrehungsgeschwindigkeit für die Lagerbaugruppen (1) zu messen, Mittel zum Übermitteln der durch die Sensoren (2, 3, 4) gemessenen Werte zu der Zentralverarbeitungseinheit (5) und eine automatische Schmiervorrichtung (6) in Kommunikation mit der Zentralverarbeitungseinheit (5), die dafür ausgelegt ist, den Lagerbaugruppen (1) ein korrektes Fettvolumen mit einem korrekten Nachschmierintervall t_f zuzuführen, das durch die Zentralverarbeitungseinheit (5) gemäß den durch die Sensoren (2, 3, 4) gemessenen derzeitigen Werten berechnet wird.