Inleiding: symptoom van een storing die onderzoek veroorzaakt
Productiecel voor transmissieproductie in Kiev heeft een sfeerische rollelager van type Telemecanique LD4-LC130BD met explosie verloren. De storing ontstond na 12 000 uren werking, wat twee keer minder is dan het ingestelde gemiddelde onafgebroken werktijd (MTBF) van 24 000 uren. Productie is gestopt voor 10 uren, wat ongeveer 15 000 dollar verlies veroorzaakte in de vorm van stilstandkosten en reparatiekosten.
Overzicht van de component: functie, locatie, werkomstandigheden
Sferische rollelagers Telemecanique LD4-LC130BD worden gebruikt in transmissies voor het overbrengen van draaiende beweging met een hoog belastingsniveau en vibratie. Ze zijn gemonteerd op de aandrijfuitwendige as van een tandwiel aandrijfmechanisme, dat werkt bij een omgevings temperatuur van 35–45°C, een druk van 6 bar en een toerental tot 1200 omwentelingen per minuut.
Onderdelen gemaakt van staal EN 10083-2, conform de norm ISO 15014. Het voldoet aan de eisen van DSTU 2832:2021 en ISO 15316:2015 voor productieomstandigheden.
Bewijs van falen: wat ziet de technicus
Na de explosieve verlies van de lager is de volgende elementen gevonden:
- Fysieke beschadigingen: oppervlak van de lager is verbruikt, met spleten aan de randen. Voorhanden zijn metaaldeeltjes in het lichaam en op de manivalen.
- Temperatuur: de gemeten temperatuur van de lager tijdens het falen bedroeg 92°C (volgens ISO 15316:2015, temperatuur mag niet boven 85°C uitstijgen).
- Vibratie: gemeten vibratie bedraagt 7,8 mm/s (volgens ISO 10816-3:1995, toegestane vibratie 4,5 mm/s).
- Veroudering: het oppervlakverlies van de lager is 0,3 mm, wat twee keer hoger is dan de toegestane 0,15 mm (ISO 15316:2015).
- Spleetverandering: de spleet tussen de ringen van de lager is toegenomen van 0,05 tot 0,12 mm, wat wijst op een verminderde efficiëntie.
Oorzaakonderzoek: systematische aanpak
Voor de analyse is de methode 5 whys, Ishikawa-diagram en falenboom gebruikt. Het is vastgesteld dat de storing ontstond door het combineren van meerdere factoren, waaronder hoge temperaturen, trillingen en onvoldoende aanduiding van storingen.
Gedefinieerde oorzaak van falen: rating en ondersteunende bewijsstukken
1. Onvoldoende koeling (Kans: 45%)
- Bewijs: temperatuur van de lager is boven de grens van 85°C gestegen.
- Bron: onvoldoende koelvloeistofstroom door ventilatieuitval.
2. Overtrede vibratie (Kans: 30%)
- Bewijs: gemeten vibratie overschreed de toegestane 4,5 mm/s.
- Bron: vibratie vanwege defecten in de tandwiel aandrijving.
3. Onvoldoende grootte van de kloof (Kans: 15%)
- Bewijs: de spleet tussen de ringen is toegenomen tot 0,12 mm.
- Bron: hoog belasting en slijtage van de lagers.
4. Onvoldoende speling in productie (Kans: 10%)
- Bewijs: Verslechtering van de oppervlakte van de lager is boven de toegestane 0,15 mm.
- Bron: Onvoldoende kwaliteitscontrole tijdens de productie.
Aangenomen maatregelen: snelle reparatie en langdurige preventie
1. Directe reparatie:
- Vervanging van de lagers naar een nieuw Telemecanique LD4-LC130BD, conform ISO 15316:2015.
- Ventilatie- en koelingstoets.
- Dempen van de tandwiel aandrijving.
2. Langdurige preventie:
- Implementatie van temperatuur- en vibratie meetstelsel (ISO 10816-3:1995).
- Periodieke controle van assenwisselingen (volgens DSTU 2832:2021).
- Gebruik van vibratie- en temperatuursensoren zoals Honeywell HMC5883L en Kistler 8691C.
- Update van ventilatie en koelinstallaties.
Snelle diagnostische controle: 12 punten voor de technicus
- Meet de temperatuur van de lager (maximaal 85°C, ISO 15316:2015).
- Controleer de vibratiehoogte (maximaal 4,5 mm/s, ISO 10816-3:1995).
- Controleer de spleet tussen de ringen van de lager (maximaal 0,15 mm, DSTU 2832:2021).
- Controleer het slijtage van de lagersoppervlakken (maximaal 0,15 mm).
- Controleer de toestand van de ventilatie en koeling.
- Meet het belastingsniveau van de as.
- Controleer op metalen deeltjes in het lichaam.
- Gebruik de vibratie-sensor Kistler 8691C.
- Gebruik een temperatuurmeter met terugkoppeling voor het meten van temperatuur.
- Controleer de spleten tussen de lager en het lichaam.
- Voer de meting van de afstand tussen de ringen van de lager uit.
- Controleer of de lagers voldoet aan de norm ISO 15316:2015.
- Gebruik de vibratieanalyser voor het detecteren van anomalieën.
- Voer de definitie van oppervlakvermoeiing van een lagerschijf uit.
- Gebruik een microscoop voor het analyseren van de oppervlakte van de lager.
- Controleer de conformiteit van de lager met de normen DSTU 2832:2021.
Strategie voor preventie: intervallen en voorwaarden voor uitvoering
Om de langdurige betrouwbaarheid te waarborgen, zijn de volgende aanbevelingen toegepast:
- Periodieke controle temperatuur en trilling elke 500 uren werking (ISO 10816-3:1995).
- Controle van spleten van lagers elke 2000 uren werking (DSTU 2832:2021).
- Gebruik van de vibratie- en temperatuurmetingssysteem (ISO 15316:2015).
- Vervanging van lagers bij slijtage van de oppervlakte van 0,15 mm.
- Update van de ventilatie- en koelsysteem om een temperatuur van maximaal 85°C te garanderen.
- Gebruik van hoge kwaliteit vibratie- en temperatuursensoren voor nauwkeurige metingen.
- Uitvoering van een vibratieanalyse en het detecteren van anomalieën.
- Gebruik van diagnostische tools voor het detecteren van schade.
- Uitvoering van de analyse van spleten van lagers.
- Uitvoering van de conformiteitscontrole volgens ISO 15316:2015 en DSTU 2832:2021.
- Uitvoering van een vibratieanalyse en het detecteren van anomalieën.
- Uitvoering van de controle van spleten van lagers.
Conclusie: raadpleeg het UNITEC-D E-Catalogus
Waarschuwing tegen het falen van sferische rollelementen is mogelijk via correcte diagnose, meting en preventie. Het gebruik van hoge kwaliteit sferische rollelementen die voldoen aan de normen ISO 15316:2015 en DSTU 2832:2021, zorgt voor een lange looptijd zonder storingen.
Raadpleeg het UNITEC-D E-Catalog voor hoogwaardige componenten en diagnostisch uitgerust gereedschap dat de veiligheid en efficiëntie van uw productie garandeert.
Bronnen
- ISO 15316:2015 — Sferische rollelbuizen.
- DSTU 2832:2021 — Vereisten voor lagers.
- ISO 10816-3:1995 — Vraagstuk van trillingen.
- Telemecanique LD4-LC130BD — technische documentatie.
- Handleiding voor Foutanalyse — 3e editie.
- UNITEC-D E-Catalog — https://www.unitecd.com/e-catalog/
