Cài đặt giám sát tình trạng vòng bi của SKF trên đường ray

Nhà điều hành tàu hỏa lớn nhất của Anh, Govia Thameslink Railway (GTR), đã lắp đặt một hệ thống giám sát tình trạng do SKF phát triển để giúp tránh bảo trì ngoài kế hoạch và sự gián đoạn liên quan đến dịch vụ tàu hỏa.

Đối với bất kỳ nhà điều hành tàu nào, việc bảo trì đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì hoạt động của các dịch vụ đường sắt và tránh việc dừng sửa chữa ngoài kế hoạch gây tốn kém. Đối với ngành đường sắt, các quy trình kiểm tra và bảo dưỡng phản ứng là rất quan trọng cho sự vận hành an toàn của đường sắt và cho sự an toàn của tất cả những người đi lại và làm việc trong ngành.

Theo dõi tình trạng đã được chứng minh trong các ngành công nghiệp khác là một công nghệ quan trọng trong việc giảm chi phí bảo trì và kéo dài thời gian bảo dưỡng thông qua việc phát hiện sớm các hư hỏng vòng bi, bạc đạn tiềm ẩn. Để đáp ứng các yêu cầu riêng của ngành đường sắt, SKF đã phát triển hệ thống giám sát tình trạng của riêng mình, được gọi là SKF Insight Rail.

Ông Ivan Rochford, giám đốc giám sát tình trạng đường sắt khu vực Châu Âu tại SKF cho biết: “Ngành công nghiệp đường sắt được coi là biên giới cuối cùng để giám sát tình trạng. “Sự phức tạp của các hệ thống đo lường truyền thống là một trở ngại cho việc chấp nhận công nghệ.”

SKF đã vượt qua rào cản này bằng một giải pháp không xâm phạm có thể dễ dàng lắp đặt trên toàn bộ đoàn tàu trong một khoảng thời gian ngắn. Việc áp dụng giám sát điều kiện cho đường sắt là một thách thức, vì thiết bị phải chịu va đập và rung động cường độ cao. Làm cho ngành công nghiệp chấp nhận công nghệ này “rất nhiều bản lề trên một sản phẩm có thể đáp ứng nhu cầu về độ chắc chắn và dễ dàng lắp đặt và sử dụng trong đường sắt cùng với việc dễ dàng lắp đặt và sử dụng. “Đưa một sản phẩm đã có từ trước vào ứng dụng đường sắt đơn giản không phải là một lựa chọn.”

Thử thách bảo trì
Đối với SKF, cơ hội thử nghiệm hệ thống giám sát điều kiện lần đầu tiên tại Vương quốc Anh đến với việc GTR cần phải khắc phục các vấn đề với đội xe đa dạng và nâng cao hiệu suất nhất. Đội tàu là xương sống của vận tải xe lửa ở phía đông nam nước Anh, với một số lượng lớn các đơn vị hoạt động trong môi trường đường sắt thứ ba mỗi ngày.

Peter Cooper, một kỹ sư đội xe tại GTR, giải thích, “GTR đã sử dụng các tay đua vòng bi, bạc đạn trong nhiều năm để giảm thiểu các hỏng hóc của vòng bi, bạc đạn, tuy nhiên, bất chấp những hành động này, GTR đã trải qua một số sự kiện quan trọng, dẫn đến việc một đơn vị ngừng hoạt động trong vài tháng để sửa chữa. ”

May mắn thay, năm 2017 GTR đang trong giai đoạn đầu thử nghiệm cảm biến SKF Insight trên thực địa. Daniele Santomassimo, một kỹ sư kinh doanh tại SKF, người đã hợp tác chặt chẽ với GTR trong việc cài đặt hệ thống giám sát tình trạng, cho biết, “GTR nổi tiếng ở Vương quốc Anh với tư cách là một nhà điều hành tàu hỏa có tương lai mong muốn đầu tư vào công nghệ để cuối cùng cải thiện hiệu suất đội tàu của họ và độ tin cậy.”

Vượt qua những thách thức của đường sắt thứ ba
Việc lắp đặt SKF Insight Rail trên các chuyến tàu của GTR đặc biệt khó khăn vì mạng lưới đường sắt trên mặt đất của London sử dụng đường ray thứ ba để lấy điện. Do đó, điều này tạo ra một môi trường điện từ tích cực trong đó các cảm biến được sử dụng trong hệ thống phải hoạt động. Cả hai công ty đã hợp tác chặt chẽ với nhau để đưa ra một giải pháp hoạt động thành công.

Ivan Rochford nhớ lại, “Chúng tôi không lường trước được ảnh hưởng của đường ray thứ ba đối với hoạt động của các cảm biến của chúng tôi. Từ trường liên kết với thanh ray thứ ba đã kích hoạt các công tắc kích hoạt từ tính của cảm biến. Vì cảm biến được cấp nguồn bằng pin, các nỗ lực giao tiếp được cố ý giữ ở mức tối thiểu. Tuy nhiên, sự can thiệp từ trường này đã buộc tất cả các cảm biến phải giao tiếp với máy chủ, điều này làm tiêu hao pin của chúng. Trong một thời gian ngắn, tất cả 32 cảm biến đều bị lỗi. Đó là một thảm họa ”.

Tuy nhiên, SKF đã làm việc chăm chỉ để giải quyết các vấn đề và cởi mở về vấn đề mà SKF đang gặp phải. Hai công ty đã làm việc với nhau trong nhiều năm về việc lắp và tháo vòng bi, bạc đạn và đã xây dựng được mối quan hệ tốt đẹp. Một giải pháp nhanh chóng được tìm ra, và kích hoạt từ trường được thay thế bằng kích hoạt giao tiếp trường gần (công nghệ không dây tầm ngắn). Rochford nói: “Điều này rất giống với cơ chế không tiếp xúc được sử dụng cho thanh toán bằng thẻ tín dụng. “Tất cả các cảm biến đã được thay thế chỉ trong sáu tuần và quá trình thử nghiệm đã được tiếp tục.” Sau thành công của thử nghiệm, việc lắp đặt đầy đủ đã bắt đầu và hơn 1.000 cảm biến đã được lắp.

Đạt được phần thưởng
Cooper lưu ý, “Lợi ích là chúng tôi có thể làm việc với những điều này kết hợp với cưỡi vòng bi, bạc đạn và chúng tôi đã lắp đặt các cảm biến trên những vị trí quan trọng nhất trong đội xe, sau khi phân tích các chế độ hỏng hóc gần đây. Chúng dễ dàng và nhanh chóng để cài đặt và hoa hồng. GTR có 5.536 đầu trục trên đội xe, vì vậy việc lắp ráp cần phải dễ dàng. Sau khi người lái nhận thấy vòng bi, bạc đạn bị lỗi, chúng tôi sẽ lắp các cảm biến SKF Insight vào vòng bi, bạc đạn đó và điều đó mang lại cho chúng tôi mức độ đảm bảo rằng chúng tôi có thể tiếp tục chạy thiết bị đó. Khi SKF đã xác định được thiết bị nào trong số bốn bánh xe bị lỗi, chúng tôi có thể chủ động đưa thiết bị vào mà không ảnh hưởng đến khả năng sẵn sàng của đội bay. ”

Santomassimo chỉ ra những ưu điểm khác trong việc áp dụng theo dõi tình trạng, bao gồm khả năng hiểu được các dạng khuyết tật trên vòng bi. Ông nói: “Khi các chế độ lỗi rõ ràng, có thể phát triển các thay đổi thiết kế liên quan đến ứng dụng để tăng độ tin cậy của bộ bánh xe lửa. “Dòng điện đi qua là một trong những khuyết tật nổi trội được quan sát thấy và là một hiện tượng nổi tiếng trong ngành.”

Trong ngắn hạn, các khoản tiết kiệm sẽ được tập trung chủ yếu vào việc cải thiện các đơn đặt hàng vật tư và giảm các hoạt động bảo trì ngoài kế hoạch. Về lâu dài, khách hàng sẽ được hỗ trợ chương trình bảo dưỡng theo điều kiện để giảm thiểu chi phí vận hành của đoàn tàu. Tuy nhiên, Santomassimo nói, “Phần quan trọng nhất của khoản tiết kiệm, theo quan điểm của tôi, là cơ hội liên tục giám sát một tài sản quan trọng của đội tàu để loại bỏ các điểm dừng ngoài kế hoạch và tăng tính khả dụng của các chuyến tàu.”

Tương lai
GTR đang nghiên cứu việc lắp giải pháp giám sát tình trạng SKF Insight cho một đội bay khác của mình. Cooper nói: “Môi trường đường sắt thứ ba rất khó khăn đối với các vòng bi, bạc đạn. “Với tư cách là một ngành công nghiệp, tôi nghĩ chúng ta không chỉ cần giám sát tốt hơn các vòng bi, bạc đạn để có thể xử lý chúng trước khi hỏng hóc thảm khốc mà còn đưa ra các giải pháp để cải thiện tuổi thọ của vòng bi, bạc đạn.

Santomassimo cho biết thêm rằng trong điều kiện hiện tại của COVID-19, áp lực đã tăng lên đối với các nhà khai thác ở Anh trong việc cung cấp dịch vụ đáng tin cậy, đúng giờ và hiệu quả về chi phí cho tất cả các đội bay của họ. Ông nói: “Thị trường đường sắt đang đối mặt với những thách thức mới và quan trọng mà SKF sẵn sàng hỗ trợ.