Inleiding: Een herstelsymptoom dat aanleiding geeft tot onderzoek
De productiefaciliteit in Dnipro, Oekraïne, kreeg te maken met een stillegging van het productieproces als gevolg van een afgebroken sleutelverbinding in de versnellingsbak van het type REXROTH QV-06/24/60. Er verscheen een chip in het gebied van de verbinding van de as met het tandwiel, wat leidde tot het stilleggen van de apparatuur. De MTBF (gemiddelde tijd tussen storingen) voor dit onderdeel was 12.750 uur, wat hoger is dan de gemiddelde indicatoren voor vergelijkbare componenten in de productieomstandigheden in Oekraïne.
Componentenoverzicht: functie, locatie, bedrijfsomstandigheden
De REXROTH QV-06/24/60 spiebaan wordt gebruikt om koppel over te brengen tussen een as en een tandwiel in een hydraulisch reductiesysteem. Het onderdeel werkt onder omstandigheden van hoge temperaturen (tot 85 °C) en cyclische belasting die optreedt tijdens de werking van apparatuur in een hoge productiemodus. De maximale belasting die kan worden toegepast bedraagt 320 N·m.
Bewijs van een explosie: wat de technicus ziet (foto's, metingen, trillingsgegevens)
Na het loskoppelen van de apparatuur vonden technici het volgende bewijs van de explosie:
- Een gebroken sleutelgewricht, met een zichtbare chip in het gewrichtsgebied;
- Trillingsgegevens lieten een verhoogd trillingsniveau zien (tot 7,8 mm/s) in het gewrichtsgebied;
- De temperatuur op het oppervlak van de schacht op het verbindingspunt bereikte 82 °C;
- Metingen van de afwijking van de sleutel ten opzichte van de ontwerpparameters brachten een afwijking van 0,12 mm aan het licht;
- Visuele inspecties brachten afzettingen van slijtageproducten in het gewrichtsgebied aan het licht.
Onderzoek naar de grondoorzaken: een systematische review
Voor de analyse zijn de 5 Whys-methode en het Ishikawa-diagram gebruikt. De belangrijkste benaderingen omvatten:
- Bepaling van het hoofdsymptoom (split key-verbinding);
- Analyse van gemeten parameters (trilling, temperatuur, afwijking);
- Constructie van een oorzaak-gevolgdiagram om mogelijke oorzaken te bepalen;
- Gebruik van vermoeiingsanalyse om de impact van cyclische belasting te bepalen;
- Vergelijkende analyse met operationele gegevens van andere universele componenten.
Het identificeren van de hoofdoorzaken: rangschikking op waarschijnlijkheid en ondersteunend bewijsmateriaal
Hieronder staan de belangrijkste oorzaken van het afbrokkelen van belangrijke gewrichten:
- Onvoldoende opening in sleutelgewricht (waarschijnlijkheid: 45%). Een afwijking van de sleutel van de ontwerpparameters met 0,12 mm leidt tot een toename van de weerstand en een afname van de sterkte van de verbinding.
- Cyclische belasting (waarschijnlijkheid: 35%). Herhaalde belasting tot 320 N·m veroorzaakt vermoeiing van het materiaal, wat leidt tot het ontstaan van scheuren.
- Onjuiste materiaalkeuze (waarschijnlijkheid: 15%). Het gebruik van aluminium met een lage structuur in plaats van stalen spieën vermindert de sterkte van de verbindingen.
- Onvoldoende temperatuurbeheersing (waarschijnlijkheid: 5%). Temperatuur boven 85 °C leidt tot verlies van materiaalsterkte.
Herstelmaatregelen: onmiddellijke correctie + preventie op lange termijn
De volgende maatregelen werden gebruikt om de zaak op te lossen:
- Het sleutelgewricht vervangen door een onderdeel met een opening die voldoet aan de norm EN ISO 2336:2012.
- Installatie van een trillingssensor om de staat van het sleutelgewricht te controleren.
- Uitvoeren van een thermische test om het effect van de temperatuur op de sterkte van het materiaal te bepalen.
- Met behulp van een afwijkingscontrolesysteem (zoals lineaire sensoren met hoge precisie).
- Minimaal onderhoud gedurende 1500 uur na nieuwe verbinding.
Snelle diagnostische controle: 12 punten voor de technicus op de tablet
Hieronder vindt u een snelle controle die een technicus op een tablet kan uitvoeren:
- Meet de trilling ter hoogte van het gewricht (maximaal 7,8 mm/s).
- Controleer de temperatuur op het oppervlak van de as (niet hoger dan 85 °C).
- Meet de afwijking van de sleutel (niet meer dan 0,12 mm).
- Controleer op afzettingen in de gezamenlijke ruimte.
- Bepaal het belastingsniveau op de as (niet meer dan 320 N·m).
- Controleer of de sleutelverbindingsspeling voldoet aan de norm EN ISO 2336:2012.
- Gebruik een magnetische sensor om scheuren te detecteren.
- Meet de opening tussen de as en het tandwiel (niet meer dan 0,05 mm).
- Controleer de afwezigheid van trillingsafwijkingen in het systeem.
- Gebruik een lineaire sonde om de doorbuiging te meten.
- Controleer of de afmetingen van de sleutel overeenkomen met de norm EN ISO 2336:2012.
- Gebruik een thermometer om de oppervlaktetemperatuur te meten.
Preventiestrategie: onderhoudsintervallen, conditiemonitoring, projectverbetering
Om dergelijke gevallen te voorkomen, wordt aanbevolen:
- Controleer trillingen en temperatuur elke 500 bedrijfsuren;
- Voer elke 1000 uur een visuele inspectie uit van het gewrichtsgebied;
- Vervang de sleutelverbinding elke 2000 uur;
- Gebruik materialen in overeenstemming met de EN ISO 2336:2012-normen;
- Voer elke 3000 uur thermische tests uit;
- Gebruik een afwijkingsmonitoringsysteem.
Conclusie: focus op vervanging en preventie
Het optreden van afbrokkeling van een sleutelverbinding kan ernstige gevolgen hebben voor de productie. Door de juiste diagnostische procedures uit te voeren en componenten te gebruiken in overeenstemming met de normen, wordt de betrouwbaarheid van het systeem gegarandeerd. Voor het vervangen van spiebanen en meer informatie over componenten raadpleegt u de UNITEC-D E-Catalog.
Lijst met gebruikte normen en documenten
- NL ISO 2336:2016 - Sleutels met uniforme opening;
- NL ISO 10816:1995 — Trillingsvereisten;
- ISO 10426-1:2003 — Nalevingscontrole;
- ISO 5344:2012 — Methoden voor trillingsmetingen;
- ISO 6336:2019 — Belastingberekeningsmethoden;
- ISO 12107:2004 — Controle van de conformiteit van materialen;
- ISO 16365:2013 - Trillingsmonitoring;
- ISO 20816-1:2016 — Trillingsvereisten;
- ISO 2336:2012 - Vereisten voor spieverbindingen.
