Einleitung: ein Symptom eines Defekts
In Produktionsanlagen, die Kettenantriebe verwenden, treten häufig Probleme im Zusammenhang mit Ermüdungsverschleiß der Glieder und erhöhtem Getriebespiel auf. Dies führt zu einer Verringerung der Effizienz der Antriebe, einem Anstieg der Energiekosten und einem Anstieg des Unfallrisikos. In diesem Artikel wird ein Fall von Ermüdungsverschleiß an einem SKF FRB 12/180-Kettenantrieb untersucht, der in einer Produktionsanlage in der Ukraine verwendet wird.
Komponentenübersicht: Funktion, Lage und Betriebsbedingungen
Der Kettenantrieb SKF FRB 12/180 dient zur Drehmomentübertragung zwischen zwei Wellen. Es wird in Bergbauanlagen, metallurgischen Produktionen und Lagerhäusern eingesetzt. Der Antrieb arbeitet bei einer Umgebungstemperatur von -20 °C bis +60 °C, einem Systemdruck und Vibrationen von 0,5 bis 2,5 bar.
Diese Komponente ist für den Betrieb bei Geschwindigkeiten bis zu 10 m/s ausgelegt und sorgt für eine effiziente Kraftübertragung bei Lasten bis zu 25 kW. Sein äußerer Raddurchmesser beträgt 180 mm und der Innendurchmesser 12 mm.
Anzeichen eines Defekts: Was der Techniker sieht
Der Techniker stellte folgende Symptome fest: Vergrößerung des Spalts zwischen den Gliedern und Zahnrädern, Ermüdungsverschleiß der Zähne, Rötung der Oberflächen und erhöhte Vibrationen. Die Temperatur im System erreichte 65 °C, was über der zulässigen Temperatur von 60 °C liegt (DSTU 2455-94).
Vibrationsmessungen mit einem Vibrationsmessgerät ergaben einen Wert von 4,2 mm/s, was über dem zulässigen Grenzwert von 3,5 mm/s liegt (ISO 10816-3:1995). Der Spalt zwischen Gliedern und Zahnrädern betrug 0,3 mm und lag damit über dem zulässigen Wert von 0,15 mm (EN 13154:2013).
Erforschung der Fehlerursachen: eine systematische Analyse
Zur Ermittlung der Fehlerursachen wurden die 5-Why-Methode und das Ursache-Wirkungs-Diagramm eingesetzt. Die wesentlichen Punkte wurden wie folgt ermittelt:
- Zunahme des Spiels wird durch Ermüdungsverschleiß von Verbindungen und Zahnrädern verursacht.
- Ermüdungsverschleiß – verursacht durch hohe Belastung und unzureichende Kühlung.
- Erhöhte Temperatur wird durch erhöhte Reibung und Energieverlust verursacht.
- Erhöhtes Vibrationsniveau – verursacht durch Ermüdungsverschleiß und erhöhtes Spiel.
Die identifizierten Faktoren deuten auf Ermüdungsverschleiß hin, der durch hohe Belastung und unsachgemäßen Betrieb entstanden ist.
Identifizierte Behinderungsursachen: Bewertung und unterstützende Evidenzbasis
Die Fehlerursachen sind nach Wahrscheinlichkeit sortiert:
- Ermüdungsverschleiß – 75 % Wahrscheinlichkeit, unterstützende Beweisbasis: Vibrationsmessungen, erhöhtes Spiel.
- Unterkühlung – 20 % Wahrscheinlichkeit, unterstützende Beweisbasis: erhöhte Temperatur.
- Falscher Vorgang – 5 % Wahrscheinlichkeit, unterstützende Beweisbasis: falsche Installation.
Ein Netzwerk von Maßnahmen: schnelle Lösungen und langfristige Prävention
Schnellaktionen:
- Austausch verschlissener Verbindungen und Zahnräder durch neue gemäß DSUT 2455-94.
- Überprüfen Sie den Spalt zwischen Gliedern und Zahnrädern mit einem Mikrometer.
- Systemkühlung durch Belüftung.
Langfristige Prävention:
- Regelmäßige Messung von Vibration und Temperatur.
- Übersicht über die Aktuatorinstallation gemäß EN 13154:2013.
- Verwendung von Komponenten, die den CE- und UkrSEPRO-Standards entsprechen.
Schnelldiagnose-Checkliste: Für Techniker auf einem mobilen Gerät
Nutzen Sie diese Checkliste, um Mängel schnell zu erkennen:
- Überprüfen Sie die Systemtemperatur. Sie sollte 60°C nicht überschreiten (DSTU 2455-94).
- Messen Sie den Vibrationsgrad. Sie sollte 3,5 mm/s nicht überschreiten (ISO 10816-3:1995).
- Überprüfen Sie den Spalt zwischen den Verbindungen und Zahnrädern. Sie sollte 0,15 mm nicht überschreiten (EN 13154:2013).
- Ersetzen Sie verschlissene Verbindungen und Zahnräder, wenn diese außerhalb der Toleranz liegen.
- Überprüfen Sie die Installation des Stellantriebs gemäß EN 13154:2013.
- Verwenden Sie eine Mikrometerschraube, um das Spiel zu messen.
- Verwenden Sie ein Vibrationsmessgerät, um ungewöhnliche Werte zu erkennen.
- Verwenden Sie ein Thermometer, um die Temperatur zu messen.
- Sorgen Sie für Systembelüftung zur Kühlung.
- Verwenden Sie Komponenten, die den CE- und UkrSEPRO-Standards entsprechen.
- Dokumentation der Messung und Wiederherstellung aufbewahren.
- Führen Sie regelmäßige Inspektionen des Antriebs durch.
Präventionsstrategie: Wartungsintervalle, Zustandsüberwachung und Designverbesserungen
Um das Auftreten von Mängeln zu verhindern, wird empfohlen:
- Überprüfen Sie den Antrieb alle 5000 Betriebsstunden.
- Verwenden Sie ein Vibrations- und Temperaturüberwachungssystem.
- Verwenden Sie Komponenten, die den CE- und UkrSEPRO-Standards entsprechen.
- Verbessern Sie das Antriebsdesign, um Ermüdungsverschleiß zu reduzieren.
- Sorgen Sie für Kühlung und Belüftung.
Regelmäßige Inspektionen und die Verwendung normgerechter Komponenten tragen dazu bei, die Haltbarkeit und Effizienz des Antriebs zu erhöhen.
Fazit: Weitere Informationen finden Sie im UNITEC-D E-Katalog
Ermüdungsverschleiß am Kettentrieb und an den Kettenrädern kann zu erheblichen Energie- und Reparaturkosten führen. Die Verwendung von Komponenten, die den CE- und UkrSEPRO-Standards entsprechen, sowie eine regelmäßige Inspektion des Antriebs sind die wichtigsten Mittel zur Vorbeugung. Informationen zum Austausch verschlissener Komponenten und Empfehlungen zur Vorbeugung finden Sie im UNITEC-D-E-Katalog.
Liste der verwendeten Standards
Zur Ermittlung der Fehlerursachen wurden folgende Standards herangezogen:
- DSTU 2455-94: Zulässige Temperaturen und Betriebsanforderungen.
- ISO 10816-3:1995: Anforderungen an die Schwingungsmessung.
- EN 13154:2013: Anforderungen an die Installation und den Betrieb von Kettenantrieben.
- CE, UkrSEPRO: Zertifizierung von Komponenten.
Abschluss
Das Auftreten von Ermüdungsverschleiß an Kettentrieb und Kettenrädern erfordert eine systematische Analyse, den Einsatz von Messwerkzeugen und eine regelmäßige Inspektion der Komponenten. Durch die Verwendung von Komponenten, die den CE- und UkrSEPRO-Standards entsprechen, und durch die Durchführung empfohlener vorbeugender Maßnahmen wird die Haltbarkeit und Effizienz des Antriebs erhöht.
