Первый в отрасли продукт предотвращающий заклинивание за счет расширенного мониторинга состояния

NTN Corporation (далее NTN) разработала "Подшипниковый узел с интегрированным сенсором” для шпинделя станка, который позволяет осуществлять расширенный мониторинг состояния и предотвращать заклинивание, измеряя возле поверхности дорожки качения подшипника. Преждевременное предотвращение заклинивания подшипника, которое вызывает неисправность станка (заклинивание шпинделя), сокращает трудозатраты и издержки на приобретение деталей и замену шпинделя. Это сокращает время возобновления работы станка, повышает производительность и снижает издержки. Кроме того, это способствует повышению надежности, поскольку регулярное техническое обслуживание может выполняться своевременно.

В последние годы на фоне нехватки рабочей силы станки обязаны отслеживать и контролировать более сложные ситуации, автоматизированную работу и сокращение трудоемкости (достигается благодаря использованию IoT и AI), а также дальнейшее повышение производительности. Чтобы реализовать это, необходимо уже на ранней стадии обнаруживать аномальную работу шпинделя, который является основной частью станка, и шпиндельного подшипника, тем самым помогая предотвратить такие неисправности, как внезапное и неожиданное повреждение, остановка работы, и сопутствующую замену шпинделя. То есть требуется профилактика. Однако, несмотря на то, что измерение температуры и вибрации на поверхности внешнего диаметра главного шпинделя имеет преимущество в простоте установки датчика, место измерения находится далеко от поверхности дорожки качения подшипника и такие отклонения, как внезапное повышение температуры подшипника, заранее трудно обнаружить.

В "Подшипниковом узле с интегрированным сенсором" разработанном для главного шпинделя станка датчик встроен в примыкающую к подшипнику наружную распорную втулку. Датчик измеряет температуру, вибрацию и тепловой поток подшипника¹⁾ вблизи дорожки качения. По сравнению с измерением на поверхности наружного диаметра шпинделя датчик может измерять состояние подшипника с высокой чувствительностью. Измерение теплового потока позволяет выявиться аномалии до заклинивания подшипника. Это связано с тем, что изменения состояния подшипника могут определяться быстрее и точнее, чем при измерении только температуры или вибрации.

По сравнению с измерением температуры на поверхности наружного диаметра шпинделя чувствительность измерения при помощи разработанного датчика, на основании оценочных тестов NTN, примерно в 40 раз лучше. Это позволяет обеспечить расширенный контроль состояния шпинделя станка и предотвратить повреждение из-за заклинивания подшипника. Данный продукт является первым в отрасли подшипниковым узлом для шпинделя станка, который включает датчик теплового потока²⁾.

NTN представит этот продукт на “29-й Японской международной выставке станков (JIMTOF2018)”, которая пройдет в Токио с 1 по 6 ноября, и предложит его производителям станков и шпинделей.

Примечание

1) Количество тепла, которое проходит через единицу площади за единицу времени.
 

2) Датчик теплового потока имеет несколько встроенных в него термопар. По сравнению с датчиками температуры, со встроенной только одной термопарой, это делает возможным измерение с высокой чувствительностью.

Особенности

1. Обеспечивается расширенный мониторинг состояния с помощью встроенного во внешнее распорное кольцо примыкающего к подшипнику датчика.
 

2. Предотвращение повреждения шпинделя до того, как оно произойдет из-за заклинивания, за счет быстрого обнаружения изменения теплового потока с помощью датчика теплового потока.Чувствительность измерения теплового потока перед заклиниванием в 40 раз больше, чем при общем измерении температуры на наружном диаметре поверхности шпинделя.

Применение

Шпиндели станков (обрабатывающий центр, токарные станки, многофункциональные станки) и т.д.

Фотография продукта
 

Рисунок 1 - "Подшипниковый узел с интегрированным сенсором" для шпинделей станков
 

Конструкция
 

Рисунок 2 - Конструкция шпинделя с "Подшипниковым узлом с интегрированным сенсором" (в разрезе)

Рисунок 3 - Конструкция "Подшипникового узла с интегрированным сенсором" для шпинделей станков