Introduzione: un sintomo di un difetto
Gli impianti di produzione che utilizzano trasmissioni a catena spesso riscontrano problemi legati all'usura per fatica delle maglie e all'aumento del gioco degli ingranaggi. Ciò porta ad una diminuzione dell’efficienza degli azionamenti, ad un aumento dei costi energetici e ad un aumento del rischio di incidenti. Questo articolo esamina un caso di usura per fatica su una trasmissione a catena SKF FRB 12/180 utilizzata in uno stabilimento di produzione in Ucraina.
Panoramica dei componenti: funzione, posizione e condizioni operative
La trasmissione a catena SKF FRB 12/180 è progettata per trasmettere la coppia tra due alberi. Viene utilizzato negli impianti minerari, nella produzione metallurgica e nei magazzini. Il convertitore funziona a temperatura ambiente da -20°C a +60°C, pressione di sistema e vibrazioni da 0,5 a 2,5 bar.
Progettato per funzionare a velocità fino a 10 m/s, questo componente fornisce un'efficiente trasmissione di potenza con carichi fino a 25 kW. Il diametro esterno della ruota è di 180 mm e il diametro interno è di 12 mm.
Segni di difetto: cosa vede il tecnico
Il tecnico ha riscontrato i seguenti sintomi: aumento della distanza tra le maglie e gli ingranaggi, usura per fatica dei denti, arrossamento delle superfici ed aumento del livello di vibrazioni. La temperatura nel sistema ha raggiunto i 65°C, che supera la temperatura consentita di 60°C (DSTU 2455-94).
Le misurazioni delle vibrazioni utilizzando un vibrometro hanno mostrato un livello di 4,2 mm/s, che supera il limite consentito di 3,5 mm/s (ISO 10816-3:1995). La distanza tra le maglie e gli ingranaggi era di 0,3 mm, ovvero oltre il valore consentito di 0,15 mm (EN 13154:2013).
Ricerca sulle cause del difetto: un'analisi sistematica
Per determinare le cause del difetto sono stati utilizzati il metodo dei 5 Perché e il diagramma causa-effetto. I punti principali sono stati determinati come segue:
- L'aumento del gioco è causato dall'usura per fatica di maglie e ingranaggi.
- Usura per fatica - causata da carico elevato e raffreddamento insufficiente.
- L'aumento della temperatura è causato dall'aumento dell'attrito e dalla perdita di energia.
- Livello di vibrazione aumentato - causato dall'usura per fatica e dall'aumento del gioco.
I fattori identificati indicano l'usura per fatica che si è verificata a causa di carico elevato e funzionamento improprio.
Cause identificate di disabilità: valutazione e base di prove a sostegno
Le cause del difetto sono ordinate per probabilità:
- Usura per fatica - 75% di probabilità, prove a sostegno: misurazioni delle vibrazioni, maggiore gioco.
- Sottoraffreddamento - 20% di probabilità, a sostegno delle prove: temperatura elevata.
- Operazione errata - 5% di probabilità, prove a sostegno: installazione errata.
Una rete di misure: soluzioni rapide e prevenzione a lungo termine
Azioni rapide:
- Sostituzione delle maglie e degli ingranaggi usurati con quelli nuovi secondo DSUT 2455-94.
- Controllo dello spazio tra le maglie e gli ingranaggi utilizzando un micrometro.
- Raffreddamento del sistema mediante ventilazione.
Prevenzione a lungo termine:
- Misurazione regolare di vibrazioni e temperatura.
- Panoramica dell'installazione dell'attuatore secondo EN 13154:2013.
- Utilizzo di componenti conformi agli standard CE, UkrSEPRO.
Elenco di controllo diagnostico rapido: per i tecnici su un dispositivo mobile
Utilizza questa lista di controllo per identificare rapidamente i difetti:
- Controllare la temperatura del sistema. Non deve superare i 60°C (DSTU 2455-94).
- Misurare il livello di vibrazione. Non deve superare i 3,5 mm/s (ISO 10816-3:1995).
- Controllare lo spazio tra i collegamenti e gli ingranaggi. Non deve superare 0,15 mm (EN 13154:2013).
- Sostituire le maglie e gli ingranaggi usurati se sono fuori tolleranza.
- Controllare l'installazione dell'attuatore secondo EN 13154:2013.
- Utilizzare un micrometro per misurare la distanza.
- Utilizzare un misuratore di vibrazioni per rilevare livelli insoliti.
- Utilizzare un termometro per misurare la temperatura.
- Fornire la ventilazione del sistema per il raffreddamento.
- Utilizzare componenti conformi agli standard CE, UkrSEPRO.
- Conservare la documentazione della misurazione e del recupero.
- Effettuare ispezioni regolari dell'azionamento.
Strategia di prevenzione: intervalli di manutenzione, monitoraggio delle condizioni e miglioramenti della progettazione
Per prevenire il verificarsi di difetti si consiglia:
- Controllare l'azionamento ogni 5000 ore di funzionamento.
- Utilizzare un sistema di monitoraggio delle vibrazioni e della temperatura.
- Utilizzare componenti conformi agli standard CE, UkrSEPRO.
- Migliorare la progettazione della trasmissione per ridurre l'usura per fatica.
- Applicare raffreddamento e ventilazione.
L'ispezione regolare e l'uso di componenti conformi agli standard contribuiranno ad aumentare la durata e l'efficienza della trasmissione.
Conclusione: fare riferimento al catalogo elettronico UNITEC-D
L'usura per fatica della trasmissione a catena e dei pignoni può comportare notevoli costi energetici e di riparazione. L'uso di componenti conformi agli standard CE, UkrSEPRO e l'ispezione regolare dell'azionamento sono i principali mezzi di prevenzione. Fare riferimento al catalogo elettronico UNITEC-D per la sostituzione dei componenti usurati e le raccomandazioni di prevenzione.
Elenco degli standard utilizzati
Per determinare le cause dei difetti sono stati utilizzati i seguenti standard:
- DSTU 2455-94: Temperature consentite e requisiti operativi.
- ISO 10816-3:1995: Requisiti per la misurazione delle vibrazioni.
- EN 13154:2013: Requisiti per l'installazione e il funzionamento delle trasmissioni a catena.
- CE, UkrSEPRO: Certificazione dei componenti.
Conclusione
Il verificarsi di usura per fatica della trasmissione a catena e dei pignoni richiede un'analisi sistematica, l'uso di strumenti di misurazione e un'ispezione regolare dei componenti. L'utilizzo di componenti conformi agli standard CE e UkrSEPRO e l'adozione delle misure preventive consigliate contribuiranno ad aumentare la durata e l'efficienza del convertitore.
