Motion control

Il sistema torque sensor bearing SKF: la trasmissione efficiente

SKF  presenta una innovativa soluzione per il controllo della potenza erogata alle prese di forza (PTO) utilizzate nei trattori.

 

Il sistema sviluppato dal Gruppo svedese si basa su un cuscinetto strumentato sull’anello esterno, che permette di determinare la presenza di potenza in uscita dalla PTO al fine di evitare sovraccarichi, sia sulla PTO sia all’interno della trasmissione di potenza.

Ciò si traduce in un controllo sulla performance del trattore; spesso viene erogata troppa potenza rispetto a quella realmente necessaria, sollecitando quindi in maniera eccessiva la catena di trasmissione determinando una usura precoce dei componenti meccanici. Senza dimenticare il maggiore consumo di combustibile e il conseguente maggiore inquinamento.

La soluzione SKF consiste nel sostituire un normale cuscinetto utilizzato nella PTO con un altro analogo dal punto di vista meccanico ma equipaggiato con estensimetri integrati nel cuscinetto stesso.

L’applicazione di una coppia resistente alla PTO produce dei carichi elevati all’ingranamento e quindi delle deformazioni degli anelli del cuscinetto: tali deformazioni possono essere rilevate dagli estensimentri e trasformate in segnali elettrici proporzionali alla deformazione stessa.

Il sistema non è “plug & play”, ma viene sviluppato in sinergia con il cliente sulla base delle specifiche tecniche della macchina sul quale verrà installato.

A livello operativo il progetto ha inizio con una prima valutazione generale, realizzata mediante software proprietario SKF per la modellazione e l’analisi. In questo modo è possibile individuare all’interno della PTO il cuscinetto più idoneo, cioè quello che, se equipaggiato con estensimetri, sia in grado di generare il segnale più affidabile per la rappresentazione delle condizioni di funzionamento della PTO.
Dalle stesse simulazioni virtuali, è possibile trarre una prima stima dei valori di deformazione e valutare le aree dell’anello non rotante maggiormente sollecitate. Queste informazioni sono rilevanti per la scelta della tipologia degli estensimetri e per il loro posizionamento.

Il sistema può essere applicato su diverse tipologie di cuscinetti. Viene individuata la soluzione migliore insieme al cliente, attraverso un’analisi della geometria che permette di riprodurre fedelmente la modalità di funzionamento e l’area del cuscinetto maggiormente sollecitata.

In questa prospettiva è importante definire con precisione la posizione angolare del cuscinetto montato nella PTO: una variazione della sua posizione potrebbe portare l’estensimetro a lavorare in condizioni di non massimo stress, con conseguenza variazione dei parametri calcolati e verificati invece in modo ottimale durante la fase di simulazione.

Il sistema sviluppato da SKF presenta diversi vantaggi, a cominciare dalla semplicità di installazione. È una soluzione robusta che garantisce una insensibilità da contaminanti esterni e interni. Permette inoltre di avere un migliore controllo della potenza che si traduce in una riduzione di consumo di combustibile, ottimizzando l’efficienza energetica e soddisfacendo quindi pienamente i requisiti di legge relativi alle emissioni di CO2 .

 

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