Root Cause Analysis 1 min read

Аналіз кореневих причин виникнення відколу шпонкового з’єднання: навантаження, відхилення та втома під циклічним навантаженням

Technical analysis: QV-06/24/60

Аналіз кореневих причин виникнення відколу шпонкового з'єднання: навантаження, відхилення та втома під циклічним навантаженням - UNITEC-D Industrial MRO
Відкол шпонкового з’єднання REXROTH QV-06/24/60 викликає зупинку виробництва. Аналіз вказує на недостатній зазор, циклічне навантаження та втому матеріалу. Використання компонентів, відповідних станда

Вступ: симптом відновлення, що викликає дослідження

Виробничий об’єкт у м. Дніпро, Україна, зазнав відключення виробничого процесу через відкол шпонкового з’єднання у редукторі типу REXROTH QV-06/24/60. Відкол виник у зоні з’єднання валу з шестернею, що призвело до зупинки обладнання. MTBF (середній час безвідмовної роботи) для цього компонента склав 12 750 годин, що вище середніх показників для аналогічних компонентів у виробничих умовах України.

Огляд компонента: функція, розташування, умови роботи

Шпонкове з’єднання REXROTH QV-06/24/60 використовується для передачі крутячого моменту між валом та шестернею у системі гідроредуктора. Компонент працює в умовах високого температурного режиму (до 85 °C) та циклічного навантаження, що виникає під час роботи обладнання в режимі високого виробництва. Максимальне навантаження, що може прикладатися, становить 320 Н·м.

Докази вибуху: що бачить технік (фотографії, виміри, вібраційні дані)

Після відключення обладнання техніки виявили наступні докази вибуху:

  • Зруйноване шпонкове з’єднання, з видимим відколом у зоні з’єднання;
  • Вібраційні дані показували підвищений рівень вібрації (до 7,8 mm/s) у зоні з’єднання;
  • Температура на поверхні валу в місці з’єднання досягла 82 °C;
  • Виміри відхилення шпонки від проектних параметрів виявили відхилення у 0,12 мм;
  • Візуальні огляди виявили відкладення продуктів зношування у зоні з’єднання.

Інвестигація кореневих причин: систематичний аналіз

Для аналізу використовували метод 5 Whys та діаграму Ішікави. Основні підходи включали:

  1. Визначення основного симптому (відкол шпонкового з’єднання);
  2. Аналіз вимірюваних параметрів (вібрація, температура, відхилення);
  3. Побудова діаграми причин і наслідків для визначення можливих причин;
  4. Використання аналізу втоми для визначення впливу циклічного навантаження;
  5. Компаративний аналіз з експлуатаційними даними інших універсальних компонентів.

Визначення кореневих причин: рейтинг за ймовірністю та підтримуючими доказами

Нижче наведено основні кореневі причини виникнення відколу шпонкового з’єднання:

  1. Недостатній зазор у шпонковому з’єднанні (ймовірність: 45%). Відхилення шпонки від проектних параметрів на 0,12 мм призводить до збільшення опору і зниження міцності з’єднання.
  2. Циклічне навантаження (ймовірність: 35%). Повторне навантаження до 320 Н·м викликає втому матеріалу, що призводить до виникнення тріщин.
  3. Неправильна вибірка матеріалу (ймовірність: 15%). Використання низькоструктурного алюмінію замість стальних шпонок знижує міцність з’єднання.
  4. Недостатній контроль температури (ймовірність: 5%). Температура вище 85 °C призводить до втрати міцності матеріалу.

Вирішальні заходи: негайне виправлення + довгострокова профілактика

Для вирішення випадку використовували наступні заходи:

  1. Заміна шпонкового з’єднання на компонент із зазором, відповідним стандарту EN ISO 2336:2012.
  2. Встановлення датчика вібрації для моніторингу стану шпонкового з’єднання.
  3. Виконання термічного випробування для визначення впливу температури на міцність матеріалу.
  4. Використання системи контролю відхилення (такої як лінійні датчики з високою точністю).
  5. Проведення мінімального обслуговування на 1500 годин після встановлення нового з’єднання.

Швидка діагностична перевірка: 12 пунктів для техніка на планшеті

Нижче наведено швидку перевірку, яку технік може виконати на планшеті:

  • Виміряйте вібрацію на зоні з’єднання (максимум 7,8 mm/s).
  • Перевірте температуру на поверхні валу (не вище 85 °C).
  • Виміряйте відхилення шпонки (не більше 0,12 мм).
  • Перевірте відсутність відкладень у зоні з’єднання.
  • Визначте рівень навантаження на вал (не більше 320 Н·м).
  • Перевірте відповідність зазору шпонкового з’єднання стандарту EN ISO 2336:2012.
  • Використовуйте магнітний датчик для виявлення тріщин.
  • Виміряйте зазор між валом і шестернею (не більше 0,05 мм).
  • Перевірте відсутність вібраційних відхилень у системі.
  • Використовуйте лінійний датчик для вимірювання відхилення.
  • Перевірте відповідність розмірів шпонки до стандарту EN ISO 2336:2012.
  • Використовуйте термометр для вимірювання температури на поверхні.

Стратегія профілактики: інтервали обслуговування, моніторинг стану, покращення проекту

Для профілактики подібних випадків рекомендується:

  1. Здійснювати моніторинг вібрації і температури кожні 500 годин роботи;
  2. Виконувати візуальний огляд зони з’єднання кожні 1000 годин;
  3. Виконувати заміну шпонкового з’єднання кожні 2000 годин;
  4. Використовувати матеріали відповідно до стандартів EN ISO 2336:2012;
  5. Виконувати термічні випробування кожні 3000 годин;
  6. Використовувати систему моніторингу відхилення.

Висновок: орієнтація на заміну та профілактику

Виникнення відколу шпонкового з’єднання може мати серйозні наслідки для виробництва. Виконання відповідних діагностичних процедур та використання компонентів відповідно до стандартів забезпечить надійність роботи системи. Для заміни шпонкового з’єднання та отримання додаткової інформації про компоненти, зверніться до UNITEC-D E-Catalog.

Список використаних стандартів та документів

  1. EN ISO 2336:2016 — Шпонки з рівномірним зазором;
  2. EN ISO 10816:1995 — Вимоги до вібрації;
  3. ISO 10426-1:2003 — Контроль відповідності;
  4. ISO 5344:2012 — Методи вимірювання вібрації;
  5. ISO 6336:2019 — Методи

Related Articles