1. Einleitung
Während der Betriebszeit eines Schwerlastbandtransports auf einem Bergbau- und Verarbeitungskombinat registrierte die Schicht eine kritische Verschiebung der Förderbandseite nach rechts. Die Auslenkung der Bandachse überstieg 75 mm vom nominalen Position in der Breite des Bandes von 1200 mm. Dies führte zu erheblichen Schäden an der Bandkante an der Metallkonstruktion der stationären Rahmen und zur Notabschaltung der Linie. Vorherige Inspektionen wiesen auf einen erhöhten Vibrationspegel am Antriebsrollen und einen spezifischen Geräuschpegel im Übertragungsknoten hin. Als Leitender Ingenieur bei UNITEC-D GmbH führte ich eine detaillierte technische Untersuchung durch, um die tiefgreifenden Ursachen der Destabilisierung der Bewegungsroute des Bandes zu ermitteln.
2. Übersicht über den Komponenten und Betriebsbedingungen
Die Förderanlage arbeitet im 24/7-Betrieb und transportiert abrasives Eisenkies mit einer Aufschüttungsdichte von 1,8 t/m³. Im Antriebs- und Spannungsstellenbereich sind hochgenaue Einheiten gemäß der Spezifikation Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG installiert, die einen stabilen Spannungszustand und die Übertragung des Drehmoments gewährleisten. Die Betriebsparameter der Einheit:
- Geschwindigkeit der Bänder: 2,5 m/s.
- Nennsprengkraft der Bänder: 45 kN.
- Betriebstemperatur der Umgebung: von -20 °C bis +40 °C (Winterstarts bei -15 °C).
- Kut der Schrägstellung der oberen Rollenlager: 35°.
- Normativer Ressourcenwert der Lagerbaugruppen (L10h): 40 000 Stunden.
Betriebsbedingungen werden gemäß ISO 50102 als schwer bezeichnet: hohe Feuchtigkeit, Anwesenheit von feinkörnigem Staub aus Erzen und ständige wechselnde dynamische Lasten.
3. Nachweis der Ausfälle
Visueller und instrumenteller Überblick zeigte folgende Anomalien:
- Der Abrieb der rechten Kante der Bande über eine Länge von 42 Metern betrug bis zu 35 % der ursprünglichen Dicke.
- Messung des radialen Spiel des Antriebswalzens mit einem Zeigerinstrument zeigte eine Abweichung von 1,8 mm (bei Toleranz nach ISO 10816-3 nicht mehr als 0,5 mm).
- Analyse der Vibration in vertikaler und horizontaler Ebene an den Lagergehäusen zeigte Spitzenwerte der Schwingungsgeschwindigkeit von 11,2 mm/s (Kategorie des Maschinenzustands gemäß ISO 10816-3: "Unzulässig").
- Ungleichmäßigkeit der Zugkraft der rechten und linken Arme der Spannstation betrug 14 %, wobei die zulässige Differenz bei 3 % lag.
- Die Temperatur des Lagerknotens Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG erreichte 78 °C, was um 30 °C den stationären Betriebszustand überschreitet.
4. Ursachenanalyse
Zur Bestimmung der Kette von Ereignissen, die zur Katastrophe führten, wurde die Ishikawa-Diagramm-Methode (Ishikawa-Diagramm) und die 5-Whys-Analyse angewandt. Die Haupthypothesen konzentrierten sich auf der mechanischen Verformung der Rahmen, dem Verschleiß der Lager und der Verletzung der Lastsymmetrie.
- Warum ist die Band nach rechts verschoben? Aufgrund eines ungleichmäßigen Verteilung der seitlichen Zugkräfte und des seitlichen Verschiebung des Schwerpunkts der Last.
- Warum trat ein lateraler Auswuchtfehler auf? Aufgrund der Verschiebung der Drehachse der Reihe Kugellager und des Exzentrizitäts des Spannrollengetriebes.
- Warum entstand der Exzentrizitätsfehler am Trommel? Aufgrund eines Blockierens des Lageres in der Gehäuse Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG infolge thermischer Ausdehnung und Verunreinigung mit abrasivem Staub.
- Warum gelangte Staub in den Lager? Aufgrund der Zerstörung der kontaktierten Dichtungen im Winterzeit bei Temperaturschwankungen.
- Warum ist das Dichtung zerstört worden? Aufgrund der fehlenden vorgeschriebenen Füllung mit Schmierfett gemäß Wartungsplan und Schwingungsresonanz.
5. Definierte Ursachen
| Erstursache | Wahrscheinlichkeit (%) | Bestätigende Nachweise |
|---|---|---|
| Unveränderlichkeit der Kugelrollenlager (Angriffswinkel verletzt) | 40% | Reibspuren auf den Halterungen, Ausrichtungsabweichung der Achsen um 2,5° |
| Ausfall des Lagerbaugruppen Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG | 30% | Temperaturüberschreitung (78 °C), Vibration 11,2 mm/s |
| Exzentrizität und Verschleiß des Trommelinnenleiters | 20% | Radialer Ausfall 1,8 mm, ungleichmäßiger Kontaktstreifen |
| Exzentrische Belastung von Erz durch verschobenen Schacht | 10% | Visueller Überblick des Materials auf der Rolle: auf der rechten Seite um 30 % mehr Masse |
6. Korrekturmaßnahmen
Zur Wiederherstellung der Funktionsfähigkeit des Förderbands und zur Verhinderung von Wiederholungsvorfällen wurde ein Komplex thermischer und konstruktiver Maßnahmen entwickelt:
- Dringender Reparaturbedarf: Den abgenutzten Lagerknoten durch einen neuen originalen Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG austauschen gemäß Herstelleranleitung. Auswuchten und Justieren der Antriebs- und Spannwalzen mit einer Ausrichtungsgenauigkeit der Wellenachsen nicht schlechter als 0,2 mm pro 1 m Länge.
- Langfristige Wartung: Automatische Zentrierrollenlager mit einer Abstände von 50 Metern auf der Last- und Leerlaufseite installieren. Die Geometrie der Lastvorrichtung anpassen, um einen symmetrischen Materialverteilung zu gewährleisten. Die Schmierungssystem auf automatischen Schmierstoffdosiermodus gemäß ISO 6743-9. umstellen
7. Schnelle Diagnosekarte (für Tablet des Mechanikers)
Verwenden Sie diese Checkliste während der wöchentlichen Inspektion der Förderbandanlage.
- [ ] Visueller Zustand der Kanten der Bänder (Fehlen von Schichten und Rissen) prüfen.
- [ ] Die Temperatur der Lagergehäuse mit einem Pyrometer messen (die Werte dürfen nicht über 65 °C hinausgehen).
- [ ] Schnelle Messung des allgemeinen Vibrationsniveaus am Antriebsblock (Warnschwellwert: 4,5 mm/s).
- [ ] Den Zustand der Lagerungsschutzringe hinsichtlich von Schmierstoffausfluss oder Verunreinigung durch Bergbaustaub beurteilen.
- [ ] Manuell die Drehfreiheit der leeren Rollenlager prüfen (Fehlen von Blockierungen und Fremdgeräuschen).
- [ ] Den Spannungsniveau der Kette an der Hydraulikpumpe messen (Abweichung des Drucks < 3 %).
- [ ] Die Vertikalkraft und Horizontalität der Rollenlager mit einem Laserlevel prüfen.
- [ ] Schmutzmaterial von der Oberfläche der Antriebs- und Spannwalzen entfernen.
8. Präventive Strategie
Um ein MTBF-Niveau von über 15.000 Stunden zu erreichen, sind folgende Wartungsstandards erforderlich:
- Zustandsüberwachung (Condition Monitoring): Installieren Sie kontinuierliche Vibrations- und Thermografiekennzeichnungen an den Komponenten Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG mit Ausgabe der Daten an das Werkzeugmesstechnische Zentrum (Werkzeugmesstechnisches Zentrum).
- Wartungsintervalle: Vollständiges Geodätisches Ausrichten der Metallkonstruktionen des Förderers alle 6 Monate durchführen. Schmierarbeiten mit Hochtemperaturfett gemäß DIN 51825 (KP2N-20) alle 500 Betriebsstunden durchführen.
- Lagerung von Ersatzteilen: Kritische Komponenten (Lager, Dichtungen, Rollenlager) im regionalen Lager für schnellen Zugriff halten.
9. Schlussfolgerung
Die Analyse zeigte, dass der Versatz der Bänder durch eine Kombination von Faktoren verursacht wurde: der Verlust der Drehgenauigkeit durch die Degradation des Lager Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG sowie durch die Veränderung der Geometrie der Rollenlager. Das Einhalten des Ausrichtungsprogramms und die rechtzeitige Ersetzung der abgenutzten Komponenten gewährleisten den reibungslosen Betrieb der Anlage. Für die Auswahl originaler Ersatzteile und zertifizierter Komponenten wechseln Sie zu UNITEC-D E-Catalog.
10. Verweisung
- ISO 10816-3: Mechanische Schwingungen — Bewertung der MaschinenSchwingungen an nicht rotierenden Teilen.
- ISO 50102: Mechanische Handhabungsgeräte — Sicherheits- und EMV-Anforderungen.
- DSTU EN 620:2019: Förderer mit kontinuierlicher Wirkung. Sicherheitsanforderungen und elektromagnetische Verträglichkeit für Systeme zur Förderung von Stoffen mit freiem Fließen.
- Parker Hannifin: Technisches Handbuch für lineare Bewegung und Übertragungskomponenten PCG-Serie.
- SKF Wartungshandbuch: Best Practices für die Schmierung und Ausrichtung von Förderbahn Lagerungen.
