Root Cause Analysis 1 min read

Analyse der Ursachen für explosionsbedingten Verlust von Pendelrollenlagern: Diagnose und Vorbeugung

Technical analysis: LD4-LC130BD

Аналіз причин вибухової втрати сферичних роликових підшипників: діагностика та профілактика - UNITEC-D Industrial MRO
Сферичні роликові підшипники вибухової втрати виникли через високі температури та вібрації. Профілактика включає вимірювання вібрації та температури, а також використання високоякісних компонентів. Зв

Einleitung: Ein Entzugssymptom, das zur Forschung anregt

In der Produktionswerkstatt zur Herstellung von Getrieben in Kiew kam es zu einem explosionsartigen Verlust eines Pendelrollenlagers vom Typ Telemecanique LD4-LC130BD. Der Ausfall trat nach 12.000 Betriebsstunden auf, was weniger als der Hälfte der ermittelten mittleren Ausfallzeit (MTBF) von 24.000 Stunden entspricht. Die Produktion wurde für 10 Stunden unterbrochen, was zu einem Verlust von etwa 15.000 US-Dollar an Ausfallzeiten und Reparaturkosten führte.

Komponentenübersicht: Funktion, Lage, Einsatzbedingungen

Telemecanique LD4-LC130BD Pendelrollenlager werden in Getrieben zur Übertragung von Drehbewegungen bei hoher Belastung und Vibration eingesetzt. Sie werden auf der Antriebswelle eines Zahnradgetriebes montiert, das bei einer Umgebungstemperatur von 35–45 °C, einem Druck von 6 bar und einer Drehzahl von bis zu 1200 U/min arbeitet.

Das Lager besteht aus EN 10083-2-Stahl gemäß der ISO 15014.-Norm. Es erfüllt die Anforderungen von DSTU 2832:2021 und ISO 15316:2015 für Produktionsbedingungen.

Fehlerbeweis: Was der Techniker sieht

Nach dem explosionsartigen Verlust des Lagers wurden folgende Elemente entdeckt:

  • Physischer Schaden: Die Lageroberfläche ist abgenutzt und weist Risse an den Kanten auf. Das Vorhandensein von Metallpartikeln im Gehäuse und an den Griffen.
  • Temperatur: gemessene Lagertemperatur beim Ausfall betrug 92 °C (Laut ISO 15316:2015 sollte die Temperatur 85 °C nicht überschreiten).
  • Vibration: Die von gemessene Vibration betrug 7,8 mm/s (gemäß ISO 10816-3:1995 beträgt die zulässige Vibration 4,5 mm/s).
  • Verschleiß: Der Verschleiß der Lagerfläche betrug 0,3 mm, das Doppelte der zulässigen 0,15 mm (ISO 15316:2015).
  • Spieländerung: Das Spiel zwischen den Lagerringen hat sich von 0,05 mm auf 0,12 mm erhöht, was auf einen Effizienzverlust hinweist.

Untersuchung der Fehlerursachen: ein systematischer Ansatz

Für die Analyse wurden die 5-Chib-Methode, das Ishikawa-Diagramm und der Fehlerbaum verwendet. Es wurde festgestellt, dass der Fehler durch eine Kombination mehrerer Faktoren verursacht wurde, darunter hohe Temperaturen, Vibrationen und unzureichende Fehleranzeige.

Identifizierte Ablehnungsgründe: Bewertung und Belege

1. Unzureichende Kühlung (Wahrscheinlichkeit: 45 %)

  • Beweis: Die Temperatur des Lagers hat den Grenzwert von 85 °C überschritten.
  • Quelle: unzureichender Kühlmittelfluss aufgrund einer Entlüftungsausnahme.

2. Übermäßige Vibration (Wahrscheinlichkeit: 30 %)

  • Beweis: Die gemessene Vibration hat die zulässigen 4,5 mm/s überschritten.
  • Quelle: Vibration aufgrund eines Getriebeschadens.

3. Unzureichende Lückengröße (Wahrscheinlichkeit: 15 %)

  • Beweis: Der Abstand zwischen den Ringen vergrößerte sich auf 0,12 mm.
  • Quelle: hohe Belastung und Lagerschaden.

4. Unzureichende Produktionslücke (Wahrscheinlichkeit: 10 %)

  • Beweis: Der Verschleiß der Lagerfläche überschreitet die zulässigen 0,15 mm.
  • Quelle: unzureichende Qualitätskontrolle während der Produktion.

Ergriffene Maßnahmen: schnelle Reparatur und langfristige Prävention

1. Sofortige Reparatur:

  • Ersetzen des Lagers durch ein neues Telemecanique LD4-LC130BD entsprechend ISO 15316:2015.
  • Belüftung und Kühlung prüfen.
  • Beseitigung der Vibrationen des Getriebeantriebs.

2. Langfristige Prävention:

  • Implementierung des Temperatur- und Vibrationsmesssystems (ISO 10816-3:1995).
  • Regelmäßige Überprüfung der Lagerspiele (Einhaltung von DSTU 2832:2021).
  • Verwendung von Vibrations- und Temperatursensoren wie Honeywell HMC5883L und Kistler 8691C.
  • Aktualisierung der Lüftungs- und Kühlgeräte.

Schneller Diagnose-Check: 12 Punkte für den Techniker

  1. Messen Sie die Lagertemperatur (nicht mehr als 85°C, ISO 15316:2015).
  2. Überprüfen Sie den Vibrationsgrad (nicht mehr als 4,5 mm/s, ISO 10816-3:1995).
  3. Überprüfen Sie das Spiel zwischen den Lagerringen (nicht mehr als 0,15 mm, DSTU 2832:2021).
  4. Überprüfen Sie den Verschleiß der Lagerfläche (nicht mehr als 0,15 mm).
  5. Überprüfen Sie den Zustand der Belüftung und Kühlung.
  6. Messen Sie die Belastung der Welle.
  7. Überprüfen Sie das Gehäuse auf Metallpartikel.
  8. Verwenden Sie den Vibrationssensor 8691C von Kistler.
  9. Verwenden Sie ein Feedback-Thermometer, um die Temperatur zu messen.
  10. Überprüfen Sie das Spiel zwischen Lager und Gehäuse.
  11. Messen Sie den Abstand zwischen den Lagerringen.
  12. Prüfen Sie, ob das Lager den ISO 15316:2015-Standards entspricht.
  13. Verwenden Sie den Vibrationsanalysator, um Anomalien zu erkennen.
  14. Bestimmen Sie den Lagerflächenverschleiß.
  15. Verwenden Sie ein Mikroskop, um die Lageroberfläche zu analysieren.
  16. Überprüfen Sie die Einhaltung der DSTU 2832:2021-Standards durch das Lager.

Präventionsstrategie: Intervalle und Bedingungen der Umsetzung

Um eine langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten, wurden folgende Empfehlungen festgelegt:

  • Regelmäßige Temperatur- und Vibrationsprüfung alle 500 Betriebsstunden (ISO 10816-3:1995).
  • Überprüfung des Lagerspiels alle 2000 Betriebsstunden (DSTU 2832:2021).
  • Verwendung des Vibrations- und Temperaturmesssystems (ISO 15316:2015).
  • Austausch der Lager bei Oberflächenverschleiß von 0,15 mm.
  • Aktualisierung des Lüftungs- und Kühlsystems, um eine Temperatur von nicht mehr als 85 °C sicherzustellen.
  • Verwendung hochwertiger Vibrations- und Temperatursensoren für genaue Messungen.
  • Durchführung von Schwingungsanalysen und Identifizierung von Anomalien.
  • Einsatz von Diagnosetools zur Schadenserkennung.
  • Analyse von Lagerspielen.
  • Überprüfung der Einhaltung der Standards ISO 15316:2015 und DSTU 2832:2021.
  • Durchführung von Schwingungsanalysen und Identifizierung von Anomalien.
  • Überprüfung der Lagerspiele.

Fazit: Weitere Informationen finden Sie im UNITEC-D E-Katalog

Ausfälle von Pendelrollenlagern können durch ordnungsgemäße Diagnose, Messung und Vorbeugung verhindert werden. Die Verwendung hochwertiger Lager, die den Standards ISO 15316:2015 und DSTU 2832:2021 entsprechen, gewährleistet einen langen, störungsfreien Betrieb.

Im UNITEC-D E-Katalog finden Sie hochwertige Komponenten und Diagnosegeräte, die die Sicherheit und Effizienz Ihrer Produktion gewährleisten.

Quellen

  • ISO 15316:2015 – Pendelrollenlager.
  • DSTU 2832:2021 – Anforderungen an Lager.
  • ISO 10816-3:1995 – Vibrationsanforderungen.
  • Telemecanique LD4-LC130BD – technische Dokumentation.
  • Handbuch der Fehleranalyse – 3. Auflage.
  • UNITEC-D E-Katalog – https://www.unitecd.com/e-catalog/

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