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Es hora de que Torque se ocupe de la optimización

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Artículo de la edición de noviembre de WordlCement

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Uno de los sectores principales de la división de reductores industriales de Eickhoff es la molienda de cemento y otras materias primas mediante prensas de rodillos. A lo largo de los años, la empresa ha creado una serie de referencias en este ámbito. Para la fiabilidad de toda la planta, la caja de cambios desempeña un papel fundamental. El accionamiento, como componente esencial para el éxito en cuanto a la disponibilidad de la planta, garantiza la cantidad de producción prevista. En el desarrollo de la nueva serie de cajas de cambios ED de Eickhoff no sólo se han incorporado los últimos descubrimientos científicos en materia de cálculo y diseño, sino también la experiencia de campo de la empresa de los últimos 10 años. De este modo, la empresa pudo transferir los estándares de alta calidad del negocio en serie en el sector eólico a sus cajas de engranajes industriales. Esto ha sido posible gracias a la utilización de máquinas-herramienta de última generación y al control constante de la calidad de los materiales. Con 24 tamaños, la nueva serie de reductores planetarios ED ofrece un rango de par de 200 kNm a 8000 kNm. Con una a cuatro etapas de engranaje, las relaciones de 4,5 a 3550 pueden ajustarse con precisión para adaptarse a la aplicación

Los usuarios se benefician de una mayor densidad de potencia gracias a un aprovechamiento óptimo del material y una mayor disponibilidad gracias a un concepto de piezas brutas optimizado, sin tener que renunciar a la adaptabilidad del equipo.

Control de la situación

La base para el desarrollo del sistema Torque Monitoring fue la constatación de que, en el futuro, los productos se caracterizarán esencialmente por su capacidad de integración en sistemas conectados en red y menos por la evolución tecnológica de los componentes existentes, como los engranajes o los rodamientos. El concepto de monitor de par permite al usuario final determinar fácilmente el par de su proceso durante el funcionamiento, optimizando así su sistema. Al mismo tiempo, el usuario mantiene el control sobre sus datos y el conocimiento de su proceso.

Especialmente en el funcionamiento de las plantas de cemento, es importante tener un conocimiento preciso de los parámetros del proceso para poder adaptarlos de forma óptima al material que se muele. Un accionamiento en red permite la evaluación de parámetros adicionales que proporcionan información sobre la eficiencia de la planta. De este modo, se abren nuevas posibilidades, como la detección temprana de irregularidades en el funcionamiento. De este modo, los usuarios pueden reaccionar rápidamente y reducir al mínimo los posibles riesgos de avería de la máquina. Esto garantiza una planificación suficiente de las reparaciones necesarias y reduce su alcance también al mínimo.

Gracias a la supervisión continua del par, también es posible ajustar los parámetros de entrada para que el sistema pueda configurarse de forma que funcione con la mayor eficiencia posible. Esto ofrece un potencial de reducción de las emisiones de CO2 y, por tanto, de los costes. Con la nueva serie ED, Eickhoff ofrece las condiciones necesarias para una nueva generación de instalaciones conectadas en red que garanticen resultados óptimos con un consumo mínimo de energía mediante la vinculación y evaluación inteligentes de los parámetros determinantes del proceso.

En el futuro, todas las cajas de engranajes de la nueva serie se suministrarán con sensores integrados que permitirán la medición continua de la velocidad y el par en el accionamiento. También es posible el reequipamiento de cajas de cambios de sustitución o de cajas de cambios que ya se encuentran en el campo si se solicita.

Compuesto por dos sensores de galgas extensométricas, un imán y una antena para la captación de la señal, el sistema de sensores se instala de forma permanente en la caja de cambios y, por lo tanto, está óptimamente protegido contra la influencia de las duras condiciones ambientales. Gracias a la integración de la antena en la tapa del rodamiento, el concepto se ha podido implementar de forma muy compacta.

Mediante un proceso especial de soldadura por puntos, el paquete de sensores, compuesto por dos sensores de galgas extensométricas y un imán, está firmemente unido al eje de transmisión y protegido contra la corrosión mediante un revestimiento. La figura 1 muestra la sección aplicada de un eje de transmisión con los sensores. En la parte superior de la imagen se encuentra uno de los dos sensores de galgas extensométricas para determinar el par y en la parte inferior el imán para medir la velocidad. La antena está fijada de forma estática y capta las señales de los sensores giratorios. Para ello, el hilo de cobre incrustado en la antena crea un campo de inducción. Los componentes instalados en la caja de cambios son resistentes al aceite y a los esfuerzos mecánicos. Esto garantiza la durabilidad del sistema.

En el lado de la tapa del cojinete, en un lugar protegido, hay una toma de corriente para leer los valores medidos. Esta toma está dotada de protección IP-67 y evita la entrada de partículas gruesas de suciedad y polvo. La figura 2 muestra la toma de corriente cerrada.

La toma permite conectar un enchufe de cinco polos y sirve de interfaz para conectar la caja de cambios. Una cubierta protectora fijada a la caja de cambios en el lado de entrada proporciona una protección adicional contra los esfuerzos mecánicos en la toma de corriente. En el momento de la entrega, la cubierta protectora cubre la toma de corriente.

Gracias a la etiqueta de la cubierta protectora (figura 3), es posible identificar las cajas de engranajes que están preparadas para una medición por la huella. Además, el código QR enlaza con un manual de montaje en el que se describe con más detalle la puesta en marcha.

Tras el montaje en la fábrica, se realiza una prueba de funcionamiento del sistema de sensores y de las interfaces asociadas durante cada prueba. Los ajustes previos del sistema de sensores se guardan en este paso del proceso. De este modo, el sistema puede ponerse en funcionamiento fácilmente si es necesario. En la figura 5 se puede ver una demostración de la configuración.

Integración del sistema de medición

El sistema de medición se configura con la caja de medición, los cables de conexión, las herramientas y una licencia de software. El paquete incluye todos los componentes necesarios para integrar el sistema de medición en la infraestructura informática. Esto hace realidad la idea de "plug and play" del sistema de medición. Como se ha mencionado en el apartado anterior, la caja de medición puede conectarse a la caja de cambios mediante un conector de cinco pines. El conector está marcado con el número 2 en la figura 4. La unidad de evaluación instalada también se muestra en esta figura (etiquetada con el número 1).

La señal se transmite a través del conector de cinco pines situado en la tapa del rodamiento. La alimentación se realiza a través de la fuente de alimentación 100 - 240 V; 50/60 Hz; 0,45 A). La conexión a la fuente de alimentación se realiza a través de un enchufe Schuko®. El enchufe de 12 polos (número 3) que se muestra en la figura 4 está destinado a este fin. La caja de medición se fija en el interior de la cubierta de protección mediante las herramientas y los tornillos suministrados. Para esta conexión se han previsto dos orificios roscados en la cubierta de protección. De este modo, la cubierta protectora no sólo proporciona una protección adicional para la toma de corriente, sino también para la caja de medición. Además, las guías de cables permiten un fácil tendido de los mismos. La conexión de la caja de medición al ordenador o al portátil se realiza a través de una interfaz USB y del cable suministrado. La ranura 4 mostrada en la figura 4 está prevista para dicha conexión. Opcionalmente, la caja de medición se suministra también con una salida CAN adicional. Esto permite integrar el sistema de medición en los sistemas de control de máquinas habituales. Para un OEM, la ventaja es que la alimentación y la transmisión de datos pueden realizarse a través de la máquina. La compatibilidad IP-67 de las ranuras, así como de los cables de conexión, está garantizada incluso después del cableado completo del sistema. Esto significa que el sistema de medición está idealmente equipado para entornos polvorientos y difíciles.

La velocidad de muestreo del sistema de medición es de 2,0 kS/s. Es posible ajustar el sistema de medición a diferentes rangos de medición. En la configuración estándar, el sistema de medición tiene una precisión de medición de ±5%, que puede mejorarse a < ±1% mediante un proceso de calibración. Se puede conseguir una mayor precisión de medición mediante una calibración adicional de los ejes. La visualización gráfica de los datos de medición se consigue instalando el software suministrado. Éste es compatible con todos los sistemas operativos habituales de Windows. La velocidad y el par se procesan en tiempo real y se visualizan mediante un gráfico de barras y un valor numérico. La salida del valor medido tiene lugar a través de una interfaz analógica u opcionalmente también a través de una interfaz digital CAN.

Perspectivas

El primer paso en la dirección del Condition Monitoring (CM) se puede dar con la implementación del concepto de Torque Monitoring.

Esto sienta las bases para futuros desarrollos con el fin de reunir todos los parámetros necesarios que permitan al operador optimizar su proceso y proporcionar seguridad en la planificación del componente principal de la transmisión.Los usuarios se benefician de un aumento de la densidad de potencia mediante el aprovechamiento óptimo del material y una mayor disponibilidad gracias a un concepto de piezas brutas optimizado, sin tener que renunciar a la adaptabilidad del equipo.

Control de la situación

La base para el desarrollo del sistema Torque Monitoring fue la constatación de que, en el futuro, los productos se caracterizarán esencialmente por su capacidad de integración en sistemas en red y menos por los desarrollos tecnológicos de los componentes existentes, como los engranajes o los rodamientos. El concepto de monitor de par permite al usuario final determinar fácilmente el par de su proceso durante el funcionamiento, optimizando así su sistema. Al mismo tiempo, el usuario mantiene el control sobre sus datos y el conocimiento de su proceso.

Especialmente en el funcionamiento de las plantas de cemento, es importante tener un conocimiento preciso de los parámetros del proceso para poder adaptarlos de forma óptima al material que se muele. Un accionamiento en red permite la evaluación de parámetros adicionales que proporcionan información sobre la eficiencia de la planta. De este modo, se abren nuevas posibilidades, como la detección temprana de irregularidades en el funcionamiento. De este modo, los usuarios pueden reaccionar rápidamente y reducir al mínimo los posibles riesgos de avería de la máquina. Esto garantiza una planificación suficiente de las reparaciones necesarias y reduce su alcance también al mínimo.

Gracias a la supervisión continua del par, también es posible ajustar los parámetros de entrada para que el sistema pueda configurarse de forma que funcione con la mayor eficiencia posible. Esto ofrece un potencial de reducción de las emisiones de CO2 y, por tanto, de los costes. Con la nueva serie ED, Eickhoff ofrece las condiciones necesarias para una nueva generación de instalaciones conectadas en red que garanticen resultados óptimos con un consumo mínimo de energía mediante la vinculación y evaluación inteligentes de los parámetros determinantes del proceso.

En el futuro, todas las cajas de engranajes de la nueva serie se suministrarán con sensores integrados que permitirán la medición continua de la velocidad y el par en el accionamiento. También es posible el reequipamiento de cajas de cambios de sustitución o de cajas de cambios que ya se encuentran en el campo si se solicita.

Compuesto por dos sensores de galgas extensométricas, un imán y una antena para la captación de la señal, el sistema de sensores se instala de forma permanente en la caja de cambios y, por lo tanto, está óptimamente protegido contra la influencia de las duras condiciones ambientales. Gracias a la integración de la antena en la tapa del rodamiento, el concepto se ha podido implementar de forma muy compacta.

Mediante un proceso especial de soldadura por puntos, el paquete de sensores, compuesto por dos sensores de galgas extensométricas y un imán, está firmemente unido al eje de transmisión y protegido contra la corrosión mediante un revestimiento. La figura 1 muestra la sección aplicada de un eje de transmisión con los sensores. En la parte superior de la imagen se encuentra uno de los dos sensores de galgas extensométricas para determinar el par y en la parte inferior el imán para medir la velocidad. La antena está fijada de forma estática y capta las señales de los sensores giratorios. Para ello, el hilo de cobre incrustado en la antena crea un campo de inducción. Los componentes instalados en la caja de cambios son resistentes al aceite y a los esfuerzos mecánicos. Esto garantiza la durabilidad del sistema.

En el lado de la tapa del cojinete, en un lugar protegido, hay una toma de corriente para leer los valores medidos. Esta toma está provista de protección IP-67 y evita la entrada de partículas gruesas de suciedad y polvo. La figura 2 muestra la toma de corriente cerrada.

La toma permite conectar un enchufe de cinco polos y sirve de interfaz para conectar la caja de cambios. Una cubierta protectora fijada a la caja de cambios en el lado de entrada proporciona una protección adicional contra los esfuerzos mecánicos en la toma de corriente. En el momento de la entrega, la cubierta protectora cubre la toma de corriente.

Gracias a la etiqueta de la cubierta protectora (figura 3), es posible identificar las cajas de engranajes que están preparadas para una medición por la huella. Además, el código QR enlaza con un manual de montaje en el que se describe con más detalle la puesta en marcha.

Tras el montaje en la fábrica, se realiza una prueba de funcionamiento del sistema de sensores y de las interfaces asociadas durante cada prueba. Los ajustes previos del sistema de sensores se guardan en este paso del proceso. De este modo, el sistema puede ponerse en funcionamiento fácilmente si es necesario. En la figura 5 se puede ver una demostración de la configuración.

Integración del sistema de medición

El sistema de medición se configura con la caja de medición, los cables de conexión, las herramientas y una licencia de software. El paquete incluye todos los componentes necesarios para integrar el sistema de medición en la infraestructura informática. Esto hace realidad la idea de "plug and play" del sistema de medición. Como se ha mencionado en el apartado anterior, la caja de medición puede conectarse a la caja de cambios mediante un conector de cinco pines. El conector está marcado con el número 2 en la figura 4. La unidad de evaluación instalada también se muestra en esta figura (etiquetada con el número 1).

La señal se transmite a través del conector de cinco pines situado en la tapa del rodamiento. La alimentación se realiza a través de la fuente de alimentación 100 - 240 V; 50/60 Hz; 0,45 A). La conexión a la fuente de alimentación se realiza a través de un enchufe Schuko®. El enchufe de 12 polos (número 3) que se muestra en la figura 4 está destinado a este fin. La caja de medición se fija en el interior de la cubierta de protección mediante las herramientas y los tornillos suministrados. Para esta conexión se han previsto dos orificios roscados en la cubierta de protección. De este modo, la cubierta protectora no sólo proporciona una protección adicional para la toma de corriente, sino también para la caja de medición. Además, las guías de los cables permiten un fácil tendido de los mismos. La conexión de la caja de medición al ordenador o al portátil se realiza a través de una interfaz USB y del cable suministrado. La ranura 4 mostrada en la figura 4 está prevista para dicha conexión. Opcionalmente, la caja de medición se suministra también con una salida CAN adicional. Esto permite integrar el sistema de medición en los sistemas de control de máquinas habituales. Para un OEM, la ventaja es que la alimentación y la transmisión de datos pueden realizarse a través de la máquina. La compatibilidad IP-67 de las ranuras, así como de los cables de conexión, está garantizada incluso después del cableado completo del sistema. Esto significa que el sistema de medición está idealmente equipado para entornos polvorientos y difíciles.

La velocidad de muestreo del sistema de medición es de 2,0 kS/s. Es posible ajustar el sistema de medición a diferentes rangos de medición. En la configuración estándar, el sistema de medición tiene una precisión de medición de ±5%, que puede mejorarse a < ±1% mediante un proceso de calibración. Se puede conseguir una mayor precisión de medición mediante una calibración adicional de los ejes. La visualización gráfica de los datos de medición se consigue instalando el software suministrado. Éste es compatible con todos los sistemas operativos habituales de Windows. La velocidad y el par se procesan en tiempo real y se visualizan mediante un gráfico de barras y un valor numérico. La salida del valor medido tiene lugar a través de una interfaz analógica u opcionalmente también a través de una interfaz digital CAN.

Perspectivas

El primer paso en la dirección del Condition Monitoring (CM) se puede dar con la implementación del concepto de Torque Monitoring.

Esto sienta las bases para futuros desarrollos con el fin de reunir todos los parámetros necesarios que permitan al operador optimizar su proceso y proporcionar seguridad en la planificación del componente principal de la transmisión.

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