No bom caminho
Os intervalos flexíveis de manutenção podem aumentar a produtividade do tráfego ferroviário. A Schaeffler fornece a tecnologia necessária para isso.
A segurança antes de tudo
O comboio circula a 300 km por hora. Os passageiros nem percebem isso; alguns leem, outros conversam enquanto tomam um café no restaurante a bordo. O trabalho pesado é realizado pelas 32 caixas de eixo que mantêm o comboio de 500 toneladas sobre os carris. Não só suportam o peso e estão expostos a vibrações, como também precisam de suportar a força de viragem em cada curva. Os rolamentos das caixas de eixo suportam cargas especialmente elevadas e funcionam como interfaces entre as caixas de eixo e os bogies ligados aos vagões. Os rolamentos da caixa de eixo da Schaeffler são usados em veículos ferroviários em todo o mundo, desde metros até comboios de alta velocidade.
Por exemplo, nos três comboios alemães do tipo ICE, os rolamentos das caixas de eixo são substituídos após 1,2 milhões de quilómetros. No entanto, como um ICE percorre geralmente uma média de 1.500 quilómetros por dia, a manutenção deve ser realizada após apenas dois anos, independentemente da condição técnica dos rolamentos. Os rolamentos para caixas de eixo não são eliminados, mas sim desmontados, inspecionados e recondicionados. Um processo dispendioso que requer muito tempo devido à necessidade de desmontagem e montagem, o que nos faz pensar em algo lógico: observar permanentemente a condição dos rolamentos das caixas de eixo durante a operação e proceder à substituição apenas dos rolamentos que estejam realmente desgastados, e não apenas quando se suspeitar que o possam estar. A Schaeffler oferece a tecnologia necessária para o fazer com o Condition Monitoring, a monitorização do estado.
Intervalos mais prolongados de manutenção
Por mais adversas que possam ser as condições operacionais de um rolamento para caixas de eixo, se tiver sido fabricado pela Schaeffler, os seus componentes mecânicos não apresentarão sinais de desgaste mesmo depois de um milhão de quilómetros, o que significa que as caixas de eixo podem ser usadas durante mais tempo do que o permitido pelos intervalos de manutenção prescritos. Um aspeto crítico é geralmente o lubrificante requerido pelo rolamento para caixas de eixo. As forças de cisalhamento, as pressões e as altas temperaturas fazem com que o lubrificante envelheça mecânica e quimicamente e que perca gradualmente o seu efeito. Em casos extremos, a caixa de eixo pode sobreaquecer, o que provocaria a desativação imediata do comboio. A velocidade a que ocorre o processo de envelhecimento depende muito das condições operacionais.
É aqui que atua o sistema de Condition Monitoring da Schaeffler, já que os sensores integrados nos rolamentos para caixas de eixo medem permanentemente as principais cargas: velocidade, temperatura e vibração. Os dados são enviados inicialmente para uma unidade de avaliação que se encontra dentro do bogie. Este computador em miniatura calcula constantemente a vida útil residual do lubrificante de acordo com uma fórmula desenvolvida pelos especialistas da Schaeffler. Este valor chave não só pode ser visualizado como uma mensagem clara de texto a bordo, como também pode ser usado para programar intervalos de manutenção com base na procura.
Este procedimento permitiria que os recursos de previsão melhorassem tanto que seria possível aumentar os intervalos de manutenção, com o mesmo nível de segurança e fiabilidade e independentemente do envelhecimento. Em épocas de aumento de tráfego, este é um valor acrescentado real, para os operadores e para os passageiros.
Unidades que se monitorizam automaticamente
Os fabricantes de veículos ferroviários confiam cada vez mais em fontes de energia secundárias nos vagões rebocados. Todas as caixas de eixo ICE3 possuem um gerador elétrico de 500 kW, o que permite que algumas funções dos comboios funcionem sem necessitar de energia da máquina, o que, por sua vez, aumenta a capacidade de transporte. Também fornece energia para que o sistema de Condition Monitoring do rolamento para caixas de eixo monitorize toda a caixa de eixo.
"Usamos a mesma abordagem que já apresentamos na Feira de Hannover para a indústria de maquinaria e para a engenharia de construção de fábricas", disse o Dr. Holzapfel. Como parte de uma exposição especial sobre a manutenção preditiva, a Schaeffler apresentou uma unidade de acionamento composta por um motor, um redutor e um acoplamento que se monitoriza constantemente a si mesma. Foram programadas funções específicas para utilização em comboios de passageiros. Por exemplo, o sistema utiliza dados de medição para detetar influências externas, tais como superfícies planas nos aros de rodado, que têm um impacto negativo no conforto de condução devido ao seu desenvolvimento de ruído e porque aumentam o desgaste dos veículos e dos percursos. Este tipo de diagnósticos pode ser visualizado como mensagens claras de texto na cabina.
Os primeiros protótipos deste novo sistema de Condition Monitoring da Schaeffler, alimentado pela mesma caixa de eixo, foram testados pela primeira vez com sucesso em comboios de alta velocidade em 2015. O sistema está atualmente a ser testado em colaboração com vários clientes e espera-se que possa demonstrar na prática que consegue aumentar a produtividade do transporte ferroviário.