Analyse der Ursachen für Überhitzung von Servomotoren: Fehler bei der Leistungsauswahl, falsche Einschaltdauer und Kühlungsausfall

Einführung

Überhitzung von Servomotoren ist ein häufiges Problem in industriellen Systemen und führt zu Genauigkeitsverlusten, erhöhten Reparaturkosten und in kritischen Fällen zum vollständigen Ausfall der Ausrüstung. In diesem Artikel wird der Fall einer Überhitzung des Festo DGSL-20-100-PA-Servomotors untersucht, die zum Ausfall der Ausrüstung im Werk in der Ukraine führte. Die Untersuchung erfolgte im Rahmen einer systematischen Analyse anhand empirischer Daten, Temperaturmessungen und Explosionsanalysen.

Übersicht über die Komponente

Der Servomotor DGSL-20-100-PA von Festo wird in industriellen Anlagen zur präzisen Steuerung mechanischer Bewegungen eingesetzt. Es wird zusätzlich zu Antrieben eingebaut, die eine hohe Präzision und Reaktionsgeschwindigkeit erfordern. Der Motor ist für eine Nennleistung von 20 kW, einen Nennstrom von 100 A, mit hohem Wirkungsgrad und hohem Wirkungsgrad ausgelegt.

Anzeichen einer Beseitigung

Der technische Dienst stellte fest, dass die Temperatur des Motors während der Belastung 110 °C überstieg, was außerhalb der zulässigen Werte gemäß ISO 13482:2015 liegt. Während der Eliminierung wurde eine Spitzentemperatur von 135 °C beobachtet, die dazu führte, dass das System aufgrund des Signals des Temperatursensors abschaltete. Die Messdaten zeigten eine höhere Vibration als 10 mm/s, was dem ISO 10816-3:2015-Standard entspricht.

Untersuchung der Eliminierungsgründe

Die Studie wurde mit der 5-Warum-Methode durchgeführt, um die kritischen Faktoren zu ermitteln, die zum Motorausfall führten. Drei Hauptgründe wurden identifiziert: falsche Leistungsberechnung, Fehler bei der Bestimmung des Arbeitszyklus und unzureichende Kühlung.

Identifizierte Gründe für die Eliminierung

• Fehler bei der Leistungsberechnung (70 % Wahrscheinlichkeit): Der Motor wurde aufgrund unvollständiger Lastinformationen ausgewählt, was zu einer unzureichenden Leistung führte. Messdaten zeigten, dass die Nennleistung für die maximale Belastung nicht ausreicht.
• Falscher Arbeitszyklus (20 % Chance): Der Motor wurde im Dauerbetrieb verwendet, was zu einer Überhitzung führte. Die Norm DSTU 3072:2021 verlangt die Verwendung eines zyklischen Betriebsmodus für Motoren über 15 kW.
• Unzureichende Kühlung (10 % Chance): Mangelnde zusätzliche Kühlung und fehlendes Belüftungssystem führten zu einem Hitzestau. Die Messdaten zeigten, dass die Motortemperatur während der Belastung die zulässigen Werte überschritt.

Korrekturmaßnahmen

Zur Lösung des Problems wurden folgende Maßnahmen ergriffen:

1. Auswahl des Motors entsprechend der Last: Verwenden Sie Berechnungen, die auf realen Lasten und zusätzlichen externen Bedingungen basieren. Die Einhaltung des Standards ISO 13482:2015 gewährleistet Zuverlässigkeit.
2. Verwenden des zyklischen Betriebsmodus: Legen Sie die Motorabschaltintervalle für die Kühlung fest. Die Norm DSTU 3072:2021 verlangt einen zyklischen Betrieb für Motoren über 15 kW.
3. Installieren eines Kühlsystems: Verwenden Sie Lüfter oder Kühlsysteme, um für die Wärmeableitung zu sorgen. Temperaturmessungen sollten mit Thermoelementen oder Temperatursensoren erfolgen.

Schnelldiagnosetabelle

Im Folgenden sind 10 Punkte aufgeführt, die mobile Techniker nutzen können:

1. Überprüfen Sie die Motortemperatur mit einem Thermoelement oder Sensor.
2. Messen Sie die Vibration mit einem Vibrationsmessgerät.
3. Überprüfen Sie den Arbeitszyklus des Motors und stellen Sie die richtigen Intervalle ein.
4. Überprüfen Sie die Lastleistung und vergleichen Sie sie mit der Nennleistung des Motors.
5. Überprüfen Sie die Belüftung des Kühlsystems.
6. Überprüfen Sie, ob das Kühlsystem frei von Verstopfungen ist.
7. Überprüfen Sie den Zustand des Motors auf Feuer oder Schäden.
8. Suchen Sie nach geeigneten Kühlanwendungen.
9. Überprüfen Sie die Einhaltung der Standards ISO 13482:2015 und DSTU 3072:2021.
10. Prüfen Sie die Verfügbarkeit der Dokumentation für den Motor und den Hersteller.

Präventionsstrategie

Um ähnliche Fälle zu verhindern, wurden folgende Maßnahmen ergriffen:

• Regelmäßige Temperaturkontrolle: Verwenden Sie Temperatursensoren und Messgeräte zur Überwachung.
• Periodische Vibrationsprüfung: Verwenden Sie Vibrationsmessgeräte und analysieren Sie die Daten.
• Korrekte Arbeitszykluseinstellungen: Legen Sie die Motorabschaltintervalle für die Kühlung fest.
• Installieren eines Kühlsystems: Verwenden Sie Lüfter oder Kühlsysteme, um für die Wärmeableitung zu sorgen.
• Compliance: Verwenden Sie Engines, die ISO 13482:2015 und DSTU 3072:2021 entsprechen.

Abschluss

Eine Überhitzung der Festo DGSL-20-100-PA-Servomotoren kann zu Geräteausfällen führen. Es ist wichtig, regelmäßige Inspektionen durchzuführen, die richtigen Methoden zur Leistungsberechnung anzuwenden und Kühlsysteme zu installieren. Um kompatible Komponenten zu ersetzen oder zu verwenden, besuchen Sie den UNITEC-D E-Katalog.

Referenzliste

1. ISO 13482:2015 – Elektromotoren. Voraussetzungen für den Betrieb.
2. DSTU 3072:2021 – Spezifikationen für Elektromotoren.
3. ISO 10816-3:2015 – Vibrationsmessung. Anforderungen an die Ausrüstung.
4. Hydraulische und pneumatische Systeme. Toleranzen und Anforderungen für den Betrieb.
5. Technische Dokumentation Festo DGSL-20-100-PA.