Un produttore di attrezzature agricole utilizza Simcenter SCADAS Recorder per aumentare la durabilità dei propri prodotti

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Kverneland Group Kerteminde AS (Kverneland Group) è un importante produttore internazionale di attrezzature agricole che sviluppa, produce e distribuisce macchinari e servizi per l'agricoltura. Grazie alla sua attenzione per l'innovazione, l'azienda è in grado di fornire una gamma ampia ed esclusiva di prodotti di alta qualità, incluse seminatrici, raccoglitrici di foraggio, imballatrici, spargitrici, spruzzatrici e soluzioni elettroniche per macchinari e trattori agricoli.

Fondata nel 1879 con sede in Norvegia, Kverneland Group possiede fabbriche in Norvegia, Danimarca, Germania, Francia, Paesi Bassi, Italia, Russia e Cina. Possiede società di vendita in 19 paesi ed esporta i propri prodotti in altri 60 paesi.

La durabilità costituisce uno dei parametri più importanti per le attrezzature agricole, e Kverneland Group era molto interessata ad aumentare e pubblicizzare la durabilità dei suoi mezzi. Gli ingegneri di Kverneland Group dovevano trovare il modo di progettare attrezzature durevoli, ovvero mezzi con una vita utile all'altezza delle aspettative dei clienti. Le condizioni di utilizzo dei macchinari variano notevolmente da un mercato all'altro. Inoltre, i singoli utenti utilizzano i macchinari con livelli di asperità diversi, pertanto gli ingegneri Kverneland Group sospettavano che i processi di test della durabilità in uso fossero eccessivi per i loro progetti, e producevano risultati che non rispecchiavano la durabilità reale dei prodotti.

Per risolvere il problema, Kverneland Group ha adottato un sistema di test formato dall'hardware Simcenter SCADAS™ Recorder e dai prodotti software Simcenter™ Testxpress e Simcenter™ Tecware di Siemens Digital Industries Software. Le nuove apparecchiature acquistate aiuteranno gli ingegneri a verificare i diversi scenari di carico e a progettare test di durata realistici. Simcenter SCADAS Recorder e Simcenter Testxpress vengono utilizzati insieme per raccogliere dati di carico dinamici durante i test in laboratorio e sul campo, mentre Simcenter Tecware semplifica il processo di consolidamento dei dati di carico e l'analisi delle caratteristiche di durabilità.

Esigenze locali

Di norma, i mezzi devono sopportare carichi elevati, pertanto i carichi devono essere misurati in modo preciso. Ad esempio, la falciatrice più caricare da 50 a 60 kg d'erba a ogni taglio, pari a 2-3 tonnellate al minuto. Molti vincoli locali accentuano particolarmente l'esigenza di eseguire test esaustivi. Kverneland Group utilizza pertanto i prodotti di test Siemens Digital Industries Software per raccogliere più dati allo scopo di delineare tutti i profili di carico possibili.

Per illustrare la natura locale del problema, pensate ad esempio che in Irlanda i raccolti sono più pesanti che nel Benelux, perché il trifoglio ha una densità superiore a quella dell'erba. In alcuni paesi asiatici si coltiva il sorghum sudanense, una specie di erba ibrida spessa quasi quanto il bambù. Nel Benelux gli agricoltori tagliano e mietono più volte l'anno, mentre alcuni agricoltori americani mietono solo una volta l'anno. Kverneland Group esporta prodotti in Francia, Regno Unito, Germania, Spagna, Italia, Stati Uniti, Giappone e Corea, pertanto le sue attrezzature devono funzionare efficacemente in qualsiasi condizione.

L'esperienza dimostra che i danni peggiori sono causati dalla guida su strada. I trattori moderni sono più confortevoli e meno sensibili a rumori e vibrazioni. Pertanto, gli agricoltori tendono a guidare a una velocità eccessiva sullo sterrato, sottoponendo i mezzi a condizioni estreme.

I nuovi progetti sono influenzati anche dai trend economici. Con l'aumento dei prezzi del carburante, i mezzi devono essere il più possibile leggeri ed efficienti per ridurre il consumo di carburante. Occorre pertanto ottimizzare sia il peso che le dimensioni dei mezzi.

Per Kverneland Group, è fondamentale comprendere esattamente a quali carichi verranno sottoposte le attrezzature nel corso della loro vita utile, per progettare soluzioni veramente durevoli. A tale scopo, i team di test determinano il carico dinamico effettuando test fisici sul campo, sulla strada e in laboratorio.

Aumento dei punti di verifica

Simcenter SCADAS Recorder ha consentito a Kverneland Group di raccogliere informazioni più dettagliate sui profili di carico. Questi prodotti consentono all'azienda di conoscere meglio la cronistoria di carico, al fine di ricreare condizioni e test di carico più realistici in base alla maggior parte delle condizioni di carico.

In precedenza, Kverneland Group eseguiva test manuali con cinque o sei punti di riferimento (normalmente sensori di deformazione) sul suo banco di prova. Ora i sensori di misurazione della deformazione vengono posizionati su un massimo di 30 punti di misurazione, fornendo risultati più precisi. In questo modo Kverneland Group è in grado di eseguire:

• Misurazioni pratiche su come le attrezzature reagiranno al lavoro sul campo
• Misurazioni pratiche su come le attrezzature reagiranno al trasporto su strada
• Misurazioni su come le attrezzature reagiranno alle irregolarità standardizzate
• Una valutazione dei risultati, per determinare l'entità della deformazione sull'attrezzatura
• Un'analisi per identificare i segnali dei sensori che sono risultati più importanti
• Un controllo sui valori utilizzati per accelerare i test di durata

Insight ottimizzati

Kverneland Group è molto soddisfatta di Simcenter Testxpress per l'acquisizione dei dati. L'azienda ha registrato dati temporali sul campo utilizzando il sensore GPS incorporato in Simcenter SCADAS Recorder. I progettisti hanno la possibilità di acquisire i dati di carico più diversi da vari sensori, inclusi quelli di deformazione, pressione, flusso, posizione e accelerazione. Sono in grado di visualizzare gli eventi sulla mappa, utilizzando i dati di Simcenter Tecware esportati per la funzionalità Google Earth.

"I nostri ingegneri sono molto soddisfatti dagli insight offerti da queste informazioni", afferma Jan Vestergaard Madsen, Head of Design Department di Kverneland Group. "Con il tempo, questi insight più dettagliati consentiranno di definire profili standard per la riproduzione di test realistici in laboratorio".

Henrik Christensen Aarenstrup, progettista di Kverneland Group, aggiunge che "Controllare i valori e risalire ai dati misurati in precedenza è semplicissimo. Gli ingegneri ottengono una panoramica completa sui dati misurati, con la massima semplicità."

Gli ingegneri di Kverneland Group hanno riscontrato che le soluzioni di test di Siemens Digital Industries Software consentono di ottenere dati migliori più rapidamente, migliorando le informazioni disponibili sui carichi.

Possono misurare in modo preciso i carichi in varie condizioni, ad esempio falciando con un lato dell'attrezzo ripiegato oppure con attrezzi sospesi in modi diversi. Hanno anche la possibilità di eseguire una misurazione diretta dei carichi da utilizzare nei calcoli, nonché utilizzare misuratori di deformazione e sensori di accelerazione, posizione, pressione e temperatura per misurare l'effetto di una serie di fattori.

Gli ingegneri di Kverneland Group hanno già sperimentato le misurazioni di pressione, flusso e temperatura per le applicazioni idrauliche e sono rimasti molto soddisfatti della semplicità di utilizzo e dei risultati. Gli ingegneri si aspettano molto dalle informazioni aggiuntive fornite dai sensori, come la misurazione della piegatura e dell'estensione idraulica dell'attrezzatura, che fornisce maggiori dettagli sulle forze idrauliche applicate all'attrezzo. Alla fine, intendono utilizzare i dati di carico come input per l'analisi della durata della fatica tramite l'analisi a elementi finiti (FEA).

Alla ricerca del miglioramento continuo

Nel frattempo, gli ingegneri continuano a lavorare al miglioramento dei processi di progettazione della durabilità di Kverneland Group, cercando di aggiungere i requisiti di coppia e potenza e di fornire informazioni complete sulla cronistoria del carico. I dati raccolti possono essere utilizzati anche come input per la modellazione a elementi finiti (FEM) e la previsione della durata della fatica tramite la regola di Palmgren-Miner (che misura l'accumulo dei danni). Poiché, per motivi di tempo e costi, non conviene viaggiare per il mondo a raccogliere informazioni su ogni singolo macchinario, gli ingegneri di Kverneland Group utilizzano Simcenter Tecware per fornire un percorso di test verificato o procedure che rispecchiano l'utilizzo da parte dei clienti.