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Spezial Gleit- und Wälzlager

Analyse – Schaeffler startet eine Offensive zur Predictive Maintenance im Zeichen von Industrie 4.0. Das System umfasst eine automatisierte Echtzeitanalyse von Wälzlagern mit konkreten Handlungsempfehlungen und deren Restlaufzeitberechnung.

19. Mai 2016

Die zuverlässigste Methode zur Wälzlagerüberwachung und zur Detektion von beginnenden Schäden an Lagern und anderen Maschinenelementen sind Systeme zur Schwingungsüberwachung. Die Condition-Monitoring-Experten von Schaeffler haben eine Möglichkeit gefunden, auch sehr große Datenmengen aus Schwingungsanalysesystemen intelligent, aussagekräftig und automatisch auszuwerten. Damit entfällt die manuelle, aufwendige Bearbeitung und Interpretation durch CM-Experten, und die Ergebnisse werden dem Kunden in Form von Handlungsempfehlungen zur Verfügung gestellt.

Ausdruck findet diese automatisierte Wälzlagerdiagnose im »Antriebsstrang 4.0«. Diese generische Motor-Kupplung-Getriebe-Kombination dient als Technologiedemonstrator, in den auch weitere Produkte und Micro-Services von Schaeffler im Zusammenhang mit Predictive Maintenance 4.0 integriert wurden.

Für die Datenerfassung der automatisierten Wälzlagerdiagnose kommt die neue Generation des CM-Systems FAG Smartcheck zum Einsatz. Es verfügt über eine Schnittstelle, um die Messdaten an die Schaeffler-Cloud zu übermitteln. Die Verarbeitung der Schwingungsdaten findet nun speziell bei diesem Service also nicht mehr im Smartcheck-Gerät selbst statt, sondern automatisiert in der Schaeffler-Cloud. Dort stehen eine größere Rechenleistung und mehr Analysemöglichkeiten aufgrund der Verknüpfung mit weiteren Maschinen- und Sensordaten zur Verfügung. Dies bietet dem Kunden eine erhöhte Diagnosesicherheit.

Da der Kunde seine Endgeräte lediglich als Client nutzt, stehen ihm über die Online-Verbindung zur Cloud immer die aktuellen Berechnungs- und Analysealgorithmen von Schaeffler zur Verfügung. Außerdem entfallen mit der Cloud-Lösung Software-Installationen und -updates. Die Software der automatisierten Wälzlagerdiagnose erkennt selbstständig Veränderungen in den Schwingungsmustern von beliebig vielen Smartcheck-Geräten. Dadurch wird eine sofortige Alarmierung auch in großen Anlagen sichergestellt.

Der Micro-Service »Automatisierte Wälzlagerdiagnose« erkennt Innenring-, Außenring- oder Wälzkörperschäden, aber auch Unwuchten, und alarmiert erkannte Fehler und die defekte Komponente per Klartext. Dadurch können Instandhaltungsmaßnahmen ohne den Einsatz von CM-Experten erfolgen. Am Demonstrator überwacht der FAG Smartcheck permanent die Schwingungsdaten des Elektromotors und übermittelt sie in die Schaeffler-Cloud. Die Ergebnisse der automatisierten Wälzlagerdiagnose werden an internetfähigen Endgeräten grafisch angezeigt.

Wie lange hält das Lager?

Schaeffler hat zudem einen neuen digitalen Service entwickelt, der sich auf die Berechnung der nominellen Restlaufzeit von Wälzlagern im Betrieb bezieht und somit auf Basis von realen Lastkollektiven. Mit dieser Marktneuheit bietet Schaeffler den Betreibern von Maschinen eine vorausschauende Instandhaltungslösung, die sehr weit in die Zukunft reicht, ohne dass bereits eine Unregelmäßigkeit an den Antrieben aufgetaucht und detektiert worden sein muss.

Auch die Restlaufzeitberechnung ist im »Antriebsstrang 4.0« veranschaulicht. Bestandteile sind das neue Drehmomentmessmodul FAG Xeleris, Daten aus der Maschinensteuerung und das Modell zur Berechnung der lokalen Lagerlasten in Bearinx, dem Wälzlagerberechnungs- und Simulationsprogramm von Schaeffler. Zur Verknüpfung der mitlaufenden Datenerfassung von FAG Xeleris mit dem Software-Tool Bearinx wird die Schaeffler-Cloud genutzt, in der sowohl die Daten verarbeitet, also klassiert, und die Lastkollektive abgeleitet werden als auch die eigentliche Wälzlagerberechnung implementiert ist.

Aus der in frei definierbaren Zeitabständen jeweils neu berechneten nominellen Lagerlebensdauer abzüglich der aktuellen Betriebszeit erhält das System für jedes Lager einer Maschine beziehungsweise Anlage die jeweilige nominelle Restlaufzeit. Der Kunde bekommt als Ergebnis auf seinem internetfähigen Endgerät alle Restlaufzeiten der Lager einer Maschine angezeigt. Eine Alarmierung per E-Mail erfolgt, sobald eine Lagerstelle in x Betriebsstunden oder Kalenderwochen ihre nominelle Lagerlebensdauer aufgrund des ermittelten Lastkollektives erreichen wird.

Wann muss ich tauschen?

Der Abgleich der Wälzlager-Restlaufzeiten in den Maschinen einer Produktionsstätte mit der nächsten geplanten Wartung ermöglicht es dem Betreiber, die Auslastung seiner Produktion so zu steuern, dass die Lager nicht vor dem geplanten Wartungsintervall ausfallen werden. Erfolgt nach Ablauf der berechneten Restlaufzeit kein Lageraustausch, ist mit einem baldigen Lagerausfall zu rechnen. In Verbindung mit dem Condition-Monitoring-System FAG Smartcheck besteht nun die Möglichkeit, nach Ablauf der Restlaufzeit die Alarmschwellen des Smartcheck-Systems automatisch abzusenken, um Auffälligkeiten früher zu alarmieren. Dies verschafft Betreibern und Instandhaltern mehr Reaktionszeit für ihre Wartungsmaßnahmen.

Die fortlaufende Berechnung der Restlaufzeit von Wälzlagern und Führungen – häufig gleichbedeutend mit der Restlaufzeit ganzer Antriebe – ermöglicht eine frühzeitige Planung der Instandhaltung und Ersatzteilbestellung, eine Verlängerung der Instandhaltungsintervalle über die Anpassung der Maschinenauslastung oder eine höhere Auslastung von einzelnen Achsen und ganzen Maschinen bis zum nächsten Wartungsintervall.

Auf einen Blick

• Die Schaeffler-Gruppe ist ein weltweit tätiger integrierter Automobil- und Industriezulieferer. Mit Präzisionskomponenten und Systemen in Motor, Getriebe und Fahrwerk sowie Wälz- und Gleitlagerlösungen für eine Vielzahl von Industrieanwendungen will die Schaeffler-Gruppe einen entscheidenden Beitrag für die »Mobilität für morgen« leisten. Im Jahr 2015 lag der Umsatz bei rund 13,2 Milliarden Euro. Mit rund 84.000 Mitarbeitern ist Schaeffler eines der weltweit größten Familienunternehmen und verfügt mit rund 170 Standorten in über 50 Ländern über ein weltweites Netz aus Produktion, Forschung und Entwicklung sowie Vertrieb.

• Das Portfolio der Sparte Industrie umfasst Komponenten und Systeme für 60 verschiedene Industriebranchen und reicht von millimetergroßen Miniaturlagern bis zu Großlagern mit einem Außendurchmesser von mehreren Metern.

Erschienen in Ausgabe: 04/2016