Vers la maintenance conditionnelle sans fil

Auteurs : Nils Ekholm Directeur Technique des nouvelles offres de marché chez SKF et Mark Rhodes Directeur Technique du projet de développement chez SKF

Dans l'industrie ferroviaire, le programme de maintenance le plus courant consiste à vérifier l'entretien des trains selon une base horaire ou kilométrique. Ce programme est appliqué avec succès depuis de nombreuses années et pourtant, le besoin réel de remplacement ne rentre jamais en ligne de compte, ni même le fait de savoir si un tel programme permet de prévenir efficacement les défaillances.

Réduire les pannes !

La maintenance conditionnelle analyse des paramètres tels que les vibrations et la température pour détecter des anomalies à un stade précoce. Elle est utilisée depuis de nombreuses années dans divers secteurs industriels. Récemment, le secteur ferroviaire a décidé d'utiliser plus largement la maintenance conditionnelle. Les trains doivent circuler sur les voies et transporter des passagers, plutôt que de passer du temps dans les centres de maintenance. Au-delà des coûts liés à la maintenance, ce sont les interruptions de service provoquées par des défaillances qui ont le plus d'impact. Ainsi, en complément de la réduction des temps de maintenance, les opérateurs du secteur ferroviaire doivent donc diminuer les pannes qui empêchent la circulation des passagers.

Au cœur des essieux

SKF a développé un système de maintenance conditionnelle sans fil, appelé SKF Insight, qui peut être utilisé sur les trains. Ce système consiste à installer en seconde monte un petit capteur sur les ensembles de boîtes d'essieux des trains, de façon à détecter les éventuels dommages sur les roulements. Le capteur détecte la moindre anomalie dans le comportement vibratoire du roulement, même dans un environnement particulièrement bruyant. Un traitement de signal et des algorithmes sophistiqués séparent le signal du bruit et permettent la transmission de données précises pour une analyse ultérieure. Chacun des nœuds de capteurs sans fil dispose d'un réseau de différents capteurs. Il est capable de prendre différentes mesures relatives à la santé du roulement, y compris l'enveloppe d'accélération (gE) SKF et la température. L'enveloppe d'accélération (gE) SKF est une mesure de vibrations reconnue, capable de détecter de manière précoce la défaillance d'un roulement. Il s'agit d'une mesure de vibration d'accélération brute redressée et filtrée par passe-bande spécifique.

Déterminer l'élément défectueux du roulement

Le capteur est doté d'un GPS pour la localisation et la vitesse, d'un accéléromètre trois axes, d'un détecteur de mouvements, d'un capteur de température, d'un capteur de vibrations haute sensibilité et haute fréquence ainsi que d'une horloge en temps réel. Une batterie intégrée permet d'éviter de recourir à un câblage externe et offre une source d'alimentation fiable, prévisible et durable.
Grâce au logiciel SKF @ptitude Observer, le signal produit est ensuite traité de manière approfondie et des tendances sont alors générées. Cette mesure permet non seulement de détecter la présence d'un dommage mais également de déterminer quel est l'élément défectueux du roulement et d'autres défauts possibles. Le système complet utilise la transmission sans fil. Les données du capteur sont envoyées vers un centre de diagnostic à distance, via des données mobiles. Il n'est plus nécessaire d'installer un routeur embarqué encombrant et pour plus d'efficacité, tous les câbles ont pu être éliminés. La technologie du capteur elle-même est éprouvée car utilisée sur un système soumis à une validation de principe. Le capteur peut être installé en quelques minutes, en le positionnant sur l'un des boulons qui fixe le couvercle de la boîte d'essieux. En plus de vérifier la santé des roulements, le système surveille également les méplats. Ceux-ci surviennent généralement lors du freinage et, si aucun contrôle n'est effectué, ils peuvent endommager les rails. Habituellement, les méplats sont surveillés à l'aide de détecteurs positionnés sur les rails mais, SKF Insight peut également mener à bien cette opération essentielle.