1. Einleitung
Katastrophale Ausfälle von Antriebskomponenten in der ukrainischen Industrie beginnen häufig mit unauffälligen Abweichungen im Betrieb von Verbindungselementen. Im nächsten Fall unserer ingenieurtechnischen Praxis trat auf einem Zementwerk in der Dniprogerichtsregion eine Stilllegung des Dosierungsantriebsystems mit inerten Materialien ein. Während der geplanten Inspektion feststellte der Schichtmechaniker einen kritischen Druckabfall in der Hydrauliksystem auf 45 Bar anstelle der nominalen 140 Bar, begleitet von erhöhter Schwingung bei einer Frequenz von 50 Hz und einer Flüssigkeitsausfluss am Wellenende. Die vorherige Diagnose zeigte den Ausfall des Hydromotors DANFOSS OMR160 (Code 151-0714, früher 1510213) sowie die Zerstörung der elastischen Kupplung des Antriebsystems. In diesem Material führen wir einen vollständigen kriminaltechnischen Ausfallanalyse auf der Grundlage der Standards ISO und DSTU durch.
2. Überblick über den Komponenten
Hydraulischer Motor DANFOSS OMR160 ist ein geradzahnter Niederschlagmotor mit hohem Drehmoment (LSHT). Er ist im Schneckenförderergetriebe integriert und arbeitet unter zyklischen Belastungen mit einer Drehzahl bis zu 770 U/min und einem Betriebsdruck bis zu 175 bar (Spitzen druck bis zu 225 bar). Das Drehmoment vom Hydromotorwelle wird über eine Kardanwelle mit Polyurethan-Elementen an das Getriebe weitergeleitet.
Normative Betriebsbedingungen gemäß der technischen Dokumentation des Herstellers:
- Betriebs温度 der Flüssigkeit (Hydrauliköl ISO VG 46): von -30 °C bis +80 °C.
- Kinetische Viskosität: optimal 20–75 mm²/s, minimal 4 mm²/s.
- Maximaler radialer Druck auf die Welle: hängt vom Angriffspunkt der Kraft ab (bis zu 1100 N bei einer Distanz von 15 mm vom Flansch).
- Zulässiges Axialverschiebung der Wellen: innerhalb von ±0,5 mm.
3. Nachweis der Ausfallsicherheit
Demontierter Knoten ist an unsere Laboratorium gelangt, um untersucht zu werden. Visueller und instrumenteller Überblick zeigte folgende Mängel:
- Zustand der Kupplung: Die Polyurethan-Elemente (Sternchen) sind vollständig zerstört und haben sich durch thermische Zersetzung in eine klebrige Polymermasse verwandelt. Die Haltekupplungen aus grauem Gusseisen weisen Spuren von Schlagverschleiß und axialer Abriebsspuren auf.
- Zustand der Welle des Hydromotors DANFOSS OMR160: Die Zahnradseite der Welle weist ein asymmetrisches Verschleiß auf, der sich auf eine Tiefe von bis zu 0,8 mm auf einer Seite des Zahnprofils erstreckt. Der radiale Spielraum im vorderen Kegelradlager ist viermal größer als der nominelle Wert (0,25 mm anstelle von 0,06 mm).
- Schwingungsmesswerte (vor der Störung): Ein峰值 Schwingungswert in vertikaler Richtung am Getriebewellenlagergehäuse wurde festgestellt — 11,4 mm/s (entspricht der Zone D «Unzulässig» gemäß ISO 10816-3). Das Ansteigen der Schwingungsintensität bei der Wellenrotation deutete auf ein Auscentrieren hin.
- Thermografie: Aufzeichnungen des Scanners innerhalb von 12 Stunden vor Stillstand zeigten ein lokales Temperaturanstieg in der Verbindungsbereich der Kupplung auf +92 °C.
- Demontage des Not-Hydraulikmotors und Einbau eines neuen originalen Bauteils DANFOSS OMR160 (151-0714).
- Ersetzen der Verbindungskupplung durch eine neue mit Polyurethan-Elementen der Härte 98 Shore A (gemäß DIN 53505).
- Die Durchführung präzisen Axialausrichtens von Wellen mit einem Toleranzbereich für radiale Ausrichtung von nicht mehr als 0,05 mm (gemäß Norm ISO 14253-1).
- Spülen der hydraulischen Leitung und Austausch der Filterelemente (Feinheit der Filtration β20(c) ≥ 200 gemäß ISO 16889).
- Einführung quartalsweise thermografischer Kontrolle von Kupplungen und Lagerungseinheiten.
- Wechsel auf schraubengekoppelte Verbindungen mit mittlerer Festigkeit und Kontrolle der Zugkraft mit einem Drehmomentenschlüssel bei jedem Wartungspunkt.
- Einbau von Vibrations-Sensoren für kontinuierliches Überwachen des Antriebszustands entsprechend den Anforderungen EN ISO 20816-1.
- Visueller Oberflächencheck der Kupplung: Prüfen Sie auf Anwesenheit von Gummi-/Polymerstaub oder Rissen im Schutzschlauch.
- Temperaturkontrolle: Die Temperatur des Kupplungskörpers mit einem Pyrometer messen (Norm: bis +50 °C über der Umgebungstemperatur).
- Schwingungsanalyse: Stellen Sie sicher, dass der Schwingungswert am Hydraulikmotor nicht mehr als 4,5 mm/s nach Standard ISO 10816-3. überschreitet.
- Prüfung der Befestigungen: Prüfen Sie den Schraubmoment der Flanschbolzen des Hydraulikmotors OMR160 (Schraubmoment der M12-Bolzen der Klasse 8.8 — 85 Nm).
- Schraubkontrolle: Prüfen Sie das Wellenabdichtungsdichtung des Hydromotors auf Ölflecken.
- Öltemperatur: Die Betriebstemperatur der Hydraulikflüssigkeit im Tank prüfen (max. +65 °C).
- Druckabfall am Filter: Lesen Sie die Anzeigewerte des Verunreinigungsindikators am Auslassfilter (Druckabfall darf nicht mehr als 2,5 bar überschreiten).
- Geräusche und Pulsationen: Den Hydraulomotor mit einem Stethoskop auf Vorhandensein von Kavitationsschall abhören.
- Wartungsintervall für verschleiβende Teile: Die Polyurethan-Elemente der Kupplungen müssen jederzeit ausgetauscht werden, nach 12 000 Stunden Betriebszeit oder bei Erreichen von 25 % Verschleiß der Arbeitsflächen. Der mittlere Betriebszeit bis zur Ausfall (MTBF) für die Hydromotoren der Serie OMR beträgt mindestens 25 000 Stunden unter der Bedingung, dass die Reinheit der Arbeitsflüssigkeit gemäß Standard ISO 4406 (Klasse 20/18/15) eingehalten wird.
- Zustandsüberwachung (Condition Monitoring): Die Einführung von Schwingungsanalyse ermöglicht die Erkennung von Lagerverschleiß und Auskoppelung in frühen Phasen (300–500 Stunden vor kritischer Ausfallzeit).
- Auswahl von Ersatzteilen: Nutzen Sie während der Modernisierung von Anlagen stets zertifizierte Komponenten entsprechend den technischen Vorschriften CE und UkrSEPRO.
- ISO 10816-3: Mechanische Schwingungen — Bewertung der Maschinen schwingung durch Messungen an nicht rotierenden Teilen.
- ISO 4406: Hydraulikflüssigkeitskraft — Flüssigkeiten — Verfahren zur Kennzeichnung des Kontaminationseins von festen Partikeln.
- DSTU EN ISO 14121-1: Maschinen Sicherheit. Risikobewertung.
- Technische Dokumentation Danfoss Power Solutions: OMR-Serie Hydraulische Motoren, Datenblatt 520L0324.
- Handbuch der Hydraulikflüssigkeits-Technologie, 2. Auflage, George E. Totten.
4. Systematischer Ursachenanalyse
Zur Bestimmung der Kette von Ereignissen, die zur Katastrophe führten, wurde die Methode der Fehlertreemanalyse (Fault Tree Analysis) sowie die 5-Whys-Analyse eingesetzt.
Warum 1? Die Polyurethan-Unterlegscheibe des Kupplungsringes ist beschädigt.
Warum 2? Die Temperatur in der Kupplungszone lag über +90 °C, was zum Schmelzen des Polyurethans führte.
Warum 3? Es trat eine übermäßige zyklische Deformation der Bauteile auf, verursacht durch winkel- und radialen Ausgleich der Wellenachsen des Hydraulikmotors und Getriebes.
Warum 4? Während der letzten Montage wurde keine Wellenzentrierung mit Lasermethode durchgeführt, und die Schrauben des Flanschmontages des Hydraulikmotors wurden durch Vibration überzogen.
Warum 5? Fehlende Regelung zur Prüfung des Schraubmomentes und zur Kontrolle der Zentrierung in den vorbeugenden Wartungsarbeiten (VWA).
5. Erkannte Ursachen (Rangliste nach Wahrscheinlichkeit)
| Erstursache | Wahrscheinlichkeit | Beweise |
|---|---|---|
| 65% | Asymmetrischer Verschleiß der Nuten des Wellenelements OMR160, Erwärmen der Kupplung, Zerstörung der Dichtungen. | |
| 20% | Spuren von Frettingkorrosion am Sitzflansch, ungleichmäßiger Schraubzugs. | |
| 15% | Die Viskosität des Öls ist unter 15 mm²/s gesunken, da die Ölstation auf +74 °C überheizt wurde. |
6. Korrekturmaßnahmen
Zur Beseitigung der Folgen der Katastrophe und Verhinderung ihrer Wiederholung wurde ein Komplex von dringenden und strategischen Maßnahmen entwickelt.
Sofortiger Reparatur (immediate fix):
Langfristige Prävention (long-term prevention):
7. Schneller Diagnose-Checkliste für den technischen Dienstleistungspersonal
Verwenden Sie diese Checkliste während der wöchentlichen Inspektionen auf Tablet oder mobilen Gerät:
8. Strategie zur Verhinderung von Ausfällen
Um eine zuverlässige Funktion der Anlagen auf ukrainischen Unternehmen zu gewährleisten, müssen folgende normative Intervalle und Verfahren eingehalten werden:
9. Schlussfolgerung
Eine Störung des Antriebsystems mit dem Hydraulikmotor DANFOSS OMR160 zeigte, dass das Vermeiden grundlegender Regeln zur Ausrichtung und regelmäßigen Überprüfung der Zustands der Kupplungen unweigerlich zu Stillständen des Equipments führt. Ein systematischer Ansatz zur Diagnose, die Erfüllung der Anforderungen der Normen ISO sowie die Verwendung von qualitativ hochwertigen Originalersatzteilen ermöglichen die maximale Zuverlässigkeit von Produktionslinien. Für die Auswahl von Originalhydraulikmotoren, Dichtungen und Übertragungskomponenten besuchen Sie UNITEC-D E-Katalog.
