En la buena vía
Los intervalos flexibles de mantenimiento pueden aumentar la productividad del tráfico ferroviario. Schaeffler proporciona la tecnología necesaria para ello.
La seguridad ante todo
El tren circula a 300 kilómetros por hora. Los pasajeros ni siquiera lo notan; algunos leen, otros charlan tomando un café en el restaurante de a bordo. El trabajo pesado lo llevan a cabo las 32 cajas de grasa que mantienen el tren de 500 toneladas sobre los raíles. No solo soportan el peso y están expuestas a vibraciones, sino que también deben soportar la fuerza de viraje en cada curva. Los rodamientos de las cajas de grasa soportan cargas especialmente elevadas y funcionan como interfaces entre las cajas de grasa y los bogies conectados a los vagones. Los rodamientos para cajas de grasa de Schaeffler se utilizan en vehículos ferroviarios de todo el mundo, desde metros hasta trenes de alta velocidad.
Por ejemplo, en los trenes alemanes de tipo ICE, los rodamientos de las cajas de grasa se reemplazan tras 1,2 millones de kilómetros. Sin embargo, puesto que un ICE suele recorrer una media de 1.500 kilómetros al día, el mantenimiento deberá realizarse al cabo de tan solo dos años, independientemente de la condición técnica de los rodamientos. Los rodamientos para cajas de grasa no se eliminarán, sino que se desmontarán, se inspeccionarán y se reacondicionarán. Un proceso costoso que requiere mucho tiempo debido al desmontaje y montaje necesarios, lo que nos hace pensar en algo lógico: observar permanentemente la condición de los rodamientos de las cajas de grasa durante el funcionamiento y reemplazar solo los rodamientos que estén realmente desgastados, y no si solo se sospecha que podrían estarlo. Schaeffler ofrece la tecnología necesaria para hacerlo con el Condition Monitoring, la monitorización del estado.
Mayores intervalos de mantenimiento
Por muy adversas que puedan ser las condiciones de funcionamiento de un rodamiento para cajas de grasa, si ha sido fabricado por Schaeffler, sus componentes mecánicos no mostrarán síntomas de desgaste ni siquiera después de un millón de kilómetros, lo que significa que las cajas de grasa se podrán utilizar durante más tiempo de lo que permiten los intervalos de mantenimiento prescritos. Un aspecto crítico suele ser el lubricante que requiere el rodamiento para cajas de grasa. Las fuerzas de cizallamiento, las presiones y las altas temperaturas hacen que el lubricante envejezca tanto a nivel mecánico como químico y pierda gradualmente su efecto. En casos extremos, la caja de grasa puede sobrecalentarse, lo que provocaría la desactivación inmediata del tren. La velocidad a la que se produce el proceso de envejecimiento depende mucho de las condiciones de funcionamiento.
Aquí es donde entra en juego el sistema de Condition Monitoring de Schaeffler, ya que unos sensores integrados en los rodamientos para cajas de grasa miden permanentemente las cargas principales: velocidad, temperatura y vibración. Los datos se envían inicialmente a una unidad de evaluación que se encuentra dentro del bogie. Este ordenador en miniatura calcula constantemente la vida útil residual del lubricante según una fórmula desarrollada por expertos de Schaeffler. Este valor clave no solo se puede visualizar como mensaje claro de texto a bordo, sino que también se puede utilizar para programar los intervalos de mantenimiento basándose en la demanda.
Este procedimiento permitiría que las capacidades de previsión mejoraran tanto que se podrían alargar los intervalos de mantenimiento independientemente del envejecimiento, con el mismo nivel de seguridad y fiabilidad. En tiempos de aumento del tráfico, éste es un auténtico valor añadido para los operadores y los pasajeros.
Unidades que se automonitorizan
Los fabricantes de vehículos ferroviarios confían cada vez más en fuentes de energía secundarias en los vagones remolcados. Todas las cajas de grasa del ICE3 cuentan con un generador eléctrico de 500 kilovatios, lo que permite que algunas funciones de los trenes funcionen sin precisar energía del coche motor, lo que, a su vez, aumenta la capacidad de transporte. También proporciona energía para que el sistema de Condition Monitoring del rodamiento para cajas de grasa monitorice a toda la caja de grasa.
"Utilizamos el mismo enfoque que ya presentamos en la Feria de Hannover para la industria de la maquinaria y la ingeniería de construcción de plantas", dijo el Dr. Holzapfel. Como parte de una exposición especial sobre el mantenimiento predictivo, Schaeffler presentó una unidad de accionamiento que consiste en un motor, un reductor y un acoplamiento que se monitoriza constantemente a sí misma. Se han programado funciones específicas para su utilización en trenes de pasajeros. Por ejemplo, el sistema utiliza datos de medición para detectar influencias externas tales como superficies planas en las llantas de las ruedas que tienen un impacto negativo en el confort de conducción debido a su desarrollo de ruido y a que aumentan el desgaste de los vehículos y los recorridos. Este tipo de diagnósticos se pueden visualizar como mensajes claros de texto en la cabina.
Los primeros prototipos de este nuevo sistema de Condition Monitoring de Schaeffler alimentado por la misma caja de grasa se probaron por primera vez con éxito en trenes de alta velocidad en 2015. El sistema se está probando actualmente en colaboración con diversos clientes y se espera que pueda demostrar en la práctica que consigue aumentar la productividad del transporte ferroviario.