Wie die Konstruktion den Betrieb des Getriebes, die Lastenverteilung und die routinemäßige Wartung beeinflusst
Katarina Knafelj Jakovac2. Februar 2024
Leistungsträger
Leistungsträger sind mechanische Baugruppen, die Leistung und/oder Bewegung vom Antrieb auf die angetriebene Maschine übertragen und in allen Arten von Produktions- und Verarbeitungsindustrien vorhanden sind.
Die Baugruppe besteht aus Antriebs- und Abtriebelementen, die rotieren und die Leistung entweder direkt oder indirekt über Riemen, Ketten usw. übertragen.
Bild: Beispiel eines zweistufigen Reduzierers von Wärtsilä (Quelle)
Mechanische Leistungsträger wie Getriebe, Multiplikatoren oder Reduzierer sind am häufigsten, wobei Zahnrad- und Riemenantriebe die weitverbreitetsten Übertragungsarten sind.
Die richtige Konstruktion von Reduzierern, korrekter Betrieb, rechtzeitige Fehlererkennung und -behebung sowie routinemäßige Wartung sind entscheidend für eine hohe Zuverlässigkeit über die gesamte Lebensdauer des Reduzierers.
Erfolgreicher Betrieb und Zuverlässigkeit von Reduzierern sind gleichermaßen die Verantwortung von Konstrukteuren, Betreibern und Wartungspersonal.
Grundlegende Teile eines Reduzierers
Ein Reduzierer ist ein mechanischer Leistungsträger, der die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle relativ zur Geschwindigkeit der angetriebenen Maschine reduziert, z.B. wird die Motordrehzahl durch den Reduzierer beim Übertragen des Drehmoments auf ein Gebläse reduziert.
Die Maschine gehört typischerweise zur Hilfsausrüstung. Hilfsmaschinen werden oft als selbstverständlich betrachtet, wenn sie Teil eines größeren Systems sind, aber sie sind komplex und erfordern Wartung.
Der Querschnitt eines Reduzierers und seine Teile sind im Bild dargestellt.
Ein komplexerer Reduzierer besteht aus folgenden Teilen: 1. untere Gehäusehälfte, 2. Eingangswelle, 3. Lager, 4. Zahnrad der zweiten Stufe, 5. Zwischenhülse, 6. Zahnrad der ersten Stufe, 7. Zwischenhülse, 8. Kegelrollenlager, 9. Kegelrollenlagerabdeckung, 10. Zahnrad der dritten und vierten Stufe, 11. Kugellagerabdeckung, 12. Anschlag, 13. Mutter, 14. Kugellager, 15. Zahnrad der dritten Stufe, 16. Zwischenhülse, 17. Zahnrad der vierten Stufe, 18. angetriebenes Kegelrad, 19. Zwischenwellenabdeckung, 20. Zwischenwelle, 21. Zahnrad der ersten und zweiten Stufe, 22. Antriebskegelrad, 23. Antriebswellenabdeckung, 24. Mutter, 25. Zahnkupplung, 26. Stopfen, 27. Halterung.
Einfluss der Konstruktion auf den Betrieb des Reduzierers
Die API 613 Norm legt Konstruktionsanforderungen für Leistungsträger fest, die in der Öl-, Chemie-, Gas- und petrochemischen Industrie verwendet werden.
Situationen, die die Belastung der Zahnradzähne des Reduzierers und die Lastverteilung beeinflussen, werden durch die Konstruktion und Fertigungsgenauigkeit, Fundamentverformung, gleichmäßige Belastung der Zahnradzähne, Zentrierungsgenauigkeit im Verhältnis zur Antriebs- und angetriebenen Maschine sowie flexible Montage beeinflusst.
Übertragungseigenschaften umfassen das Übersetzungsverhältnis (das Verhältnis der Drehzahl des Eingangs- (Antriebs-) und Ausgangsmitglieds (angetrieben) des Leistungsträgers) und die Lastverteilung auf die Wellen.
Ein entscheidender Faktor für die Zentrierungsgenauigkeit bei zweistufigen Reduzierern ist der Unterschied in der Drehgeschwindigkeit der vorderen und hinteren Lager im Reduzierer.
Die Leistung der Lager wird auch von den Kraftkomponenten aus Belastung und Drehmoment sowie der Gewichtskomponente der Zahnräder und des Gehäuses beeinflusst.
Bei bestimmten Reduzierertypen, wenn die statische Belastung der vorderen und hinteren Lager in der Intensität variiert (im Gegensatz zu Lagern mit gleicher Belastungsintensität), wirken die resultierenden Kräfte nicht in die gleiche Richtung.
Dies führt dazu, dass die vorderen und hinteren Lager in unterschiedlichen Positionen innerhalb ihres Freiraums arbeiten.
Reduzierer-Lager befinden sich im Gehäuse über dem Öltank zur Schmierung, wodurch ihre Basen während des Betriebs aufheizen und zu unbeabsichtigten Lagerbewegungen führen.
Auf der anderen Seite wird während des Betriebs der Antriebs- und der angetriebenen Maschinen, die höhere Temperaturen als die Umgebung haben, eine geringe Wärmemenge erzeugt.
In solchen Fällen beeinflusst ihr Betrieb zwangsläufig auch die Lager des Reduzierers, wenn beispielsweise eine Pumpeneinheit vom kalten Stillstand in den Betriebszustand übergeht.
Wenn die Betriebsbedingungen erreicht sind, wird das Lagergehäuse des Reduzierers etwa 0,3 mm bis 0,7 mm über das Lagergehäuse der angetriebenen Maschine angehoben.
Das Erreichen einer Kompensation für thermische und elastische Verformung der Zahnradzähne ist ein Schlüsselfaktor für einen zuverlässigen Betrieb, da so eine akzeptable Lastverteilung unter den in Eingriff befindlichen Zahnrädern ermöglicht wird.
Zahnradzähne in mehrstufigen Reduzierern sind so konzipiert, dass sie unter der Einwirkung von Kräften arbeiten, mit seitlichen kritischen Geschwindigkeiten weit über den Betriebsdrehzahlen.
Sie arbeiten vibrationsfrei, wenn sie nach dem entsprechenden Verfahren ausgewuchtet sind. Wenn Dampfturbinen oder Gasturbinen die Hauptantriebsmaschinen sind, ist das Auswuchten besonders wichtig für das erste Reduktionszahnrad, da es mit der gleichen Drehzahl wie die Turbine läuft.
Daher muss das erste Reduktionszahnrad den gleichen Dynamik-Balancegrad wie die Turbine aufweisen.
Im Allgemeinen haben Reduzierer Zähne, die durch Drehen hergestellt werden. In diesem Prozess ist das Schneidwerkzeug ein Drehmesser mit mehreren rotierenden Schneidern auf einer oder mehreren Führungen, die das gewählte Basiszahnrad formen.
Während der Herstellung schneiden die rotierenden Schneiden die Zähne und erzeugen die wahre spiralförmige Form der Zahnflanke und die Lücken zwischen den Zähnen. Die Messer bestimmen auch die Zahnabmessungen relativ zu ihrer Form.
Andere Parameter, die die Zahngeometrie bestimmen, wie Anzahl und Winkel der Schraubenlinie, werden durch Auswahl eines variablen Verhältnisses der Drehzahnräder der Drehbank festgelegt, ohne das Schneidwerkzeug wechseln zu müssen.
Durch die Anpassung des Schraubenwinkels, der durch das Zahnprofil in der Rotationsebene bestimmt wird, ist es möglich, das ausgewählte Messer zu verwenden, da es ein Zahnprofil in der Eingriffsebene und eine bestimmte Anzahl von Zähnen erzeugt. Daher wird eine standardisierte und begrenzte Anzahl von Drehwerkzeugen zur Herstellung von Zahnrädern verwendet.
Ein anderer Bearbeitungsprozess für große Zahnräder ist das Formen.
In diesem Prozess ist das Formwerkzeug entweder ein Zahnstangengetriebe oder ähnelt einem kleinen Zahnrad mit Schneidern, die das Material während der Rotation einprägen, um die erforderliche Zahnform zu bilden.
Bearbeitungsprozesse nach dem Schneiden werden angewendet, um die Genauigkeit und Gleichmäßigkeit der Zahnradzahnoberflächen zu verbessern.
Schleifen ist ein Prozess, bei dem Messer mit Spitzen aus Eisenkarbid verwendet werden, um Unregelmäßigkeiten an gehärteten Reduzierer-Elementen zu entfernen.
Jedoch verhindert die Anforderung an hohe Konstruktionsgenauigkeit der Reduzierer oft die Verwendung von Schleifen für die Endbearbeitung der Zahnräder.
Das rotierende Honen von Reduzierzahnrädern ist eine Methode zur Verbesserung des Endbearbeitungsprozesses der Zahnräder. Honen ähnelt dem axialen Fräsen, verwendet jedoch ein abrasives Werkzeug ohne Zahnräder.
Spezielle Honwerkzeuge sind erforderlich, um die Genauigkeit des Zahnradprof
ils zu erhalten. Während des Schleifprozesses werden die Seitenflächen der Zahnradzähne geschliffen, um gleichzeitig die erforderliche Zahnform und den Schraubenwinkel zu erreichen.
Der Schleifprozess ermöglicht häufig Änderungen des Zahnprofils, des Schraubenwinkels und der Endnuten. Zahnprofiländerungen ermöglichen eine optimale Lastverteilung entlang des Zahns und eine Geräuschreduzierung bei Zahneingriffen.
Der Fräsprozess ermöglicht auch die Korrektur von Mängeln im Schraubenwinkel, indem selektiv die Kontaktfläche zum Fräsen ausgewählt wird, die im Zahnradkontakt steht.
Kontaktprüfung von Zahnradzähnen und gleichmäßige Lastverteilung über die Zahnweite sind wesentlich für einen zuverlässigen Betrieb und die Reduzierung des Risikos eines beschleunigten Zahnverschleißes.
Die Kontaktprüfung mit Bremsen dient als Indikator für den Zahneingriff. Sie kann auch durch das Auftragen von Kupferschichten oder blauer Farbe durchgeführt werden.
Der Abdruck, der von der blauen Farbe oder der Kupferschicht hinterlassen wird, dient als Eingriffsindikator.
Fortschrittliche Vibrationsmessmethoden und modulierte Frequenzüberwachung können den Zustand der Zähne unter allen Betriebsbedingungen und verschiedenen Umgebungsbedingungen bewerten und die Auswirkungen aller äußeren und inneren Faktoren auf die Zahnhaltbarkeit während des Reduziererbetriebs aufzeichnen.
Frühere Reduziererkonstruktionen hatten oft Fertigungsunregelmäßigkeiten an den Zahnrädern, die manchmal Vibrationen verursachten. Die Präzision der modernen Zahnradherstellung hat diese Quelle von Vibrationen jedoch beseitigt.
Für Reduzierer in Dampf- oder Gasturbinenanlagen gibt es drei Arten von Torsionsvibrationen.
Bei der ersten Art von Torsionsvibrationen sind die Winkelvibrationen am höchsten, während der Reduzierer das höchste Torsionsmoment hat. Dies tritt hauptsächlich in Systemen mit langen Kupplungen auf und kann in Systemen mit kürzeren Kupplungen sehr gefährlich sein.
Die erste Art von Torsionsvibrationen muss sorgfältig bewertet werden, um sicherzustellen, dass das Torsionsmoment, das zum Moment unter stabilen Betriebsbedingungen hinzugefügt wird, den Betrieb des Reduzierers nicht gefährdet.
Die Trägheits- und Elastizitätsfaktoren der Turbine und des Reduzierers haben keinen signifikanten Einfluss auf die erste kritische Geschwindigkeit.
Die zweite Art von Torsionsvibrationen tritt auf, wenn zwei benachbarte Antriebsmaschinen, z.B. Turbinen, in entgegengesetzte Richtungen vibrieren und während des Betriebs auftreten können.
In diesem Fall muss das Torsionsmoment auf die gleiche Weise wie bei der ersten kritischen Geschwindigkeit bewertet werden.
Durch die Implementierung eines starren Antriebssystems wird die Erregung der zweiten Art von Vibrationen verhindert. In einem solchen System sind zwei Turbinen durch Anpassung der Wellendimensionen so ausgerichtet, dass sie die gleiche Betriebsfrequenz wie der Reduzierer haben.
Als Ergebnis verursachen alle Wellenschwingungen beider Turbinen und der angetriebenen Maschine keine Erregung der zweiten Art von Vibrationen aufgrund der Steifigkeit des Antriebssystems.
Die dritte Art von Vibrationen betrifft den Reduzierer, der aufgrund fehlender starrer Konstruktion Biegungen unterliegt. Dies tritt typischerweise weit außerhalb der normalen Betriebsbedingungen auf, kann aber dennoch den Betrieb beeinträchtigen.
Zum Beispiel erfordert das Hauptantriebssystem auf Schiffen, das Dieselmotoren als Hauptantrieb verwendet, umfangreiche Analysen von Torsionsvibrationen, um einen zufriedenstellenden Betrieb sicherzustellen. Dieselmotoren haben verschiedene Erregungsstufen.
Viertaktmotoren haben Erregungen der Ordnungen ½, 1, 1 ½, 2, 2 ½, und Zweitaktmotoren haben Erregungen der Ordnungen 1, 2, 3,...
Normalerweise werden Erregungen bis zur 12. Ordnung analysiert. Die meisten Dieselantriebssysteme auf Frachtschiffen erfordern eine flexible Torsionskupplung, um die Starrheit der Wellenleitung zu mildern, die Dämpfungseigenschaften hat, um Torsionsvibrationen in Reduzierern zu reduzieren.
Die Funktion des Reduzierergehäuses besteht darin, eine geeignete Unterstützung für Lager und einen Tank für die erzwungene Zahnraddichtungsschmierung bereitzustellen.
Zahnräder sind bis zu einer bestimmten Tiefe in Öl eingetaucht.
Die Tiefe muss auf einem konstanten Niveau gehalten werden, da eine zu geringe Tiefe zu unzureichender Schmierung führt und eine zu große Öltiefe zum Aufschäumen führt.
Die Eintauchtiefe variiert bei Hochgeschwindigkeitsgetrieben und sollte eine Zahnhöhe H1< H2 nicht überschreiten, während sie bei Niedriggeschwindigkeitsgetrieben zwei bis drei Zahnhöhen H1> H2 betragen sollte, wie im Bild dargestellt.
Alle Lagerbelastungen liegen in Ebenen, die senkrecht zur Wellenachse stehen. In vielen Fällen, insbesondere bei zweistufigen Reduzierern, muss das Lagergehäuse die Lager in verschiedenen Winkeln stützen.
Das folgende Bild zeigt einen gewarteten Reduzierer mit geöffnetem oberen Gehäusedeckel. Das untere Gehäuse ist vom Öl geleert. Neue Lager sind auf den Wellen montiert.
Um einen ordnungsgemäßen Betrieb des Reduzierers und minimalen Zahnradverschleiß zu gewährleisten, müssen die Wellen kontinuierlich und parallel zueinander arbeiten. Die Konstruktion des Reduzierergehäuses ist eine Möglichkeit, die Zentrierung der Antriebs- und angetriebenen Maschinenwellen im Verhältnis zum Reduzierer sicherzustellen.
Aufgrund der unterschiedlichen Drehrichtungen der verschiedenen Wellen und der Lastpositionen an den Zahnrädern des Reduzierers kann eine Kraftreaktion auf die Lager in einem bestimmten Winkel zur Drehachse auftreten. Dieses Ereignis muss bei der Konstruktion des Gehäusedeckels berücksichtigt werden.
Das Gehäuse ist fest auf den Fundamenten verankert, um eine Struktur zu bilden, die ein Biegen der Zahnradachsen verhindert.
Außer bei kleinen Hilfsreduzierern haben die Gehäuse separate Inspektionsdeckel, um den Zustand der Zahnräder zu überprüfen und den Austausch von Lagern, beschädigten Teilen und Schmieröl zu ermöglichen.
Die Konstruktion und Steifigkeit des Reduzierergehäuses müssen untersucht und mit der Struktur und Steifigkeit des Fundaments verglichen werden, auf dem der Reduzierer montiert ist und der Baugruppe, bei der das Reduzierergehäuse auf der Grundplatte der Produktionsanlage befestigt ist.
Es ist wichtig, dass die Tragstruktur eine ausreichende Festigkeit aufweist, um messbare Biegungen aufgrund unterschiedlicher Belastungen zu verhindern.
Kupplungen, die Turbinenwellen mit Reduzierern verbinden, sind ebenfalls wichtig zur Bestimmung der seitlichen kritischen Geschwindigkeit im Turbinen-Reduzierer-System und sollten bei der Bewertung berücksichtigt werden.
Die Kombination aus Elektromotor, Kupplung, Reduzierer und Pumpe bildet eine Baugruppe, die als Reaktion auf die Impulse aus der Rotorrotation der Pumpe torsional vibriert.
Betriebsprobleme in Reduzierern können auch durch übermäßige Kupplungssteifigkeit und falsche Ausrichtung entstehen. Daher sind kontinuierliche Verbesserungen im Design und der Erfahrungsaustausch zwischen Betreibern, Wartungspersonal und Konstrukteuren notwendig, um eine zufriedenstellende Installation zu ermöglichen.
Während der Installation müssen die erforderlichen Verfahren und Herstellerempfehlungen befolgt und Best Practices bei der Ausrichtung angewendet werden.
Lastverteilung
Die Lastverteilung auf verschiedene Maschinen, insbesondere Leistungsträger, wird in drei Kategorien eingeteilt: U – gleichmäßige Last, M – mäßige Last und H – schwere Last. Die Tabelle klassifiziert Last
en nach Maschinentyp und Industrie.
Häufige Reduzierer-Ausfälle
Häufige Ursachen für Reduzierer-Ausfälle sind: Überlastung, Grübchenbildung, Wellenbiegung aufgrund von Materialermüdung, Zahnradoberflächenverschleiß, Abrieb, Kavitation und Erosion.
Kavitation und Erosion auf den Materialoberflächen der Reduziererräder verursachen kleine Risse.
Grübchenbildung ist eine Ursache für Zahnfehler, da sie hohen Kontaktflächenbelastungen und zahlreichen wiederholten Spannungszyklen ausgesetzt sind.
Infolgedessen entstehen kleine Risse auf den Zahnradoberflächen oder in der ersten Metallschicht unter der Oberfläche. Der Riss vergrößert sich, bis ein Stück Metall abbricht.
Risse treten normalerweise auf Oberflächen auf, bei denen der Ölfilm dünn ist und Metalloberflächen in Kontakt kommen. Risse in der ersten Schicht unter der Oberfläche entstehen aufgrund von Unregelmäßigkeiten, d.h. Einschlüssen im Metall.
Abrasive Partikel im Öl können auch Grübchenbildung verursachen, indem sie an der Zahnoberfläche haften und die Spannungsintensität erhöhen.
Verschleiß tritt aufgrund von Schmierstoffmangel oder wenn der Ölfilm durch erhöhte Temperatur zu dünn wird, bei der Verwendung von Öl mit falscher Viskosität oder bei Überlastung des Reduzierers auf.
Während der Anfangsphase des Reduzierereinsatzes ist leichter Verschleiß häufig, da sich Oberflächenunregelmäßigkeiten beim Kontakt glätten.
Während der Einlaufphase sollte der Reduzierer unter reduzierter Last betrieben werden, um übermäßigen Oberflächenverschleiß zu vermeiden. Nach der Einlaufphase glätten sich die Zahnradoberflächen, was den Verschleiß verringert.
Abriebverschleiß tritt aufgrund von Ölverschmutzung, Vorhandensein von Metallpartikeln aus dem Zahnradverschleiß, äußerer Verschmutzung während der Wartung, Undichtigkeiten an Dichtungen oder durch Lüftungsschlitze auf.
Verschmutzung verursacht vorzeitigen Zahnverschleiß. Lüftungsschlitze im Reduziergehäuse können Filter haben, und alle Verbindungen müssen fest angezogen werden, um Verschmutzung zu verhindern.
Die erste Überprüfung bei Reduzierern betrifft den Zustand des Schmieröls. Regelmäßige Ölanalysen sollten auf Viskosität, Wassergehalt und Metallpartikel überprüfen.
Neue Reduzierer können Restmetallpartikel aus der Montage enthalten. Diese Partikel sollten während des Ölkreislaufs mit einem Sieb oder Netz entfernt werden.
Der erste Ölwechsel sollte nach einem Probelauf erfolgen, und die Ölfilter sollten ersetzt oder gereinigt werden. Kleinere Reduzierer können magnetische Stopfen haben, die Metallpartikel auffangen.
Stopfen sollten inspiziert und angesammelte Partikel entfernt werden. Große Reduzierer-Schmiersysteme verwenden magnetische Filter, die regelmäßig gereinigt werden sollten. Das Öl muss immer sauber sein.
Ölproben sollten zur spektrometrischen Analyse eingeschickt werden, um die Menge an Metallverschleiß zu bestimmen und den Wassergehalt und die Viskosität zu überprüfen.
Wenn ein zunehmender Trend von Metallpartikeln im Öl festgestellt wird, sollte eine Ferrographie-Analyse durchgeführt werden, um die Größe und Art der im Öl vorhandenen Partikel zu bestimmen.
Wenn große Partikel gefunden werden, sollte der Reduzierer geöffnet und die Zahnräder inspiziert werden.
Wenn der Gehäusedeckel zur Inspektion der Zahnräder entfernt wird, muss die gesamte Ölmenge abgepumpt und das Gehäuse gründlich gereinigt werden.
Vor dem Schließen des Deckels sicherstellen, dass nichts in das Gehäuse gefallen ist. Wenn der Reduzierer über einen längeren Zeitraum offen bleiben muss, sollte er mit einem Schutzplastik abgedeckt werden, um eine Verschmutzung zu verhindern.
Während der Inspektion der Zahnradzähne, die Eingangswelle langsam drehen und alle Zahnräder der Reihe nach inspizieren.
Das erste Zahnrad mit einem Marker kennzeichnen, um sicherzustellen, dass alle Zahnräder inspiziert wurden. Die Oberflächen der Zahnräder, die in Kontakt kommen, sollten entlang der gesamten Zahnweite gleich breit sein.
Wenn die Breite an einem Ende des Zahns schmaler und am anderen Ende breiter ist, kann dies auf eine Fehlausrichtung hinweisen. Beschädigte Zähne müssen markiert und für zukünftige Inspektionen fotografiert werden. Wenn die Schäden erheblich sind, muss das gesamte Zahnrad ersetzt werden.
Elemente der routinemäßigen Reduziererwartung
Um Ausfälle in Reduzierern in Prozess- und Produktionsanlagen zu verhindern und/oder zu beheben, sind kontinuierliche Wartungsarbeiten erforderlich.
Die routinemäßige Wartung von Maschinen und Anlagen ist Teil des täglichen Betriebs in Industriebetrieben. Sie umfasst proaktive (prädiktive und präventive) und reaktive Wartung (Reparaturen).
Am Wartungsprozess beteiligtes Personal umfasst Wartungsingenieure, Betriebsmitarbeiter, Werkstattpersonal (Elektriker, Mechaniker, Instrumententechniker usw.) und bei Bedarf Spezialisten aus verschiedenen Bereichen.
Je nach Größe der Anlage und Anzahl der Maschinen gibt es immer eine bestimmte Anzahl von Mitarbeitern, die zusammenarbeiten, Ressourcen teilen und Aufgaben nach Prioritäten koordinieren.
Von allen Wartungsarten ist die routinemäßige Wartung aufgrund verschiedener Gründe die schwierigste, um über einen längeren Zeitraum eine hohe Qualität und Effizienz aufrechtzuerhalten: Abhängigkeit von Einzelpersonen, die Entscheidungen über das aktuelle Risiko im Vergleich zum langfristigen Beitrag treffen, unzureichend geschultes Personal und die Beteiligung zahlreicher Personen aus verschiedenen Bereichen.
Zusätzliche Herausforderungen sind konkurrierende Prioritäten, Unternehmen, die Mitarbeiter belohnen, die tägliche Notfalllösungen bewältigen, sich wiederholende Aufgaben, die nicht rechtzeitig abgeschlossen werden, Notfälle, die geplante Arbeiten unterbrechen, und weniger qualifiziertem Personal werden einfachere wiederholende Aufgaben zugewiesen, während komplexere Aufgaben oder Notfälle an qualifiziertere Mitarbeiter gehen.
Grundlegende organisatorische Voraussetzungen für eine effektive routinemäßige Wartung sind eine dedizierte Abteilung, die Wartungsarbeiten während der regulären Arbeitszeit durchführt, das Melden dringender Ausfälle zu Arbeitsbeginn, das Beheben dringender Ausfälle bis zur Fertigstellung der Aufgabe und das Wiederinbetriebnahme der Maschine, sowie das Durchführen von hochpriorisierten geplanten Arbeiten nach Bedarf, auch am Wochenende.
Wir werden die grundlegenden Elemente des routinemäßigen Wartungsprozesses und der Fehlerbehebung am Beispiel eines Reduzierers untersuchen.
Das Bild zeigt alle Elemente der routinemäßigen Wartung.
Lassen Sie uns Schritt für Schritt vorgehen:
Benachrichtigung über Reduzierer-Ausfall und Fehlerdiagnose
In den meisten Fällen informiert ein Wartungsmitarbeiter über den Reduzierer-Ausfall und den Fehler.
Der Mitarbeiter muss eine Diagnose durchführen oder, wenn der Mitarbeiter ein Betreiber in der Produktionsanlage ist und sich über die Art des Fehlers unsicher ist, die Wartungsabteilung zur Fehlerdiagnose informieren.
Für komplexe mechanische Systeme kann es sogar erforderlich sein, ein spezialisiertes Unternehmen für spezifische Diagnosen zu beauftragen.
Ein Fehler bedeutet, dass der Reduzierer seine vorgesehene Funktion nicht mehr erfüllt oder sein Betrieb vom Normalzustand abweicht, z.B. häufige hohe Öltemperaturalarm, erhöhte Vibrationen, die von Sensoren aufgezeichnet werden, ungewöhnliche Kratzgeräusche während des Reduzierbetriebs usw.
Nach der Fehlerdiagnose wird ein Fehlerbericht erstellt, der grundlegende Informationen enthält: Datum und Uhrzeit des Fehlers, technologische Bezeichnung des Reduzierers, kurze Fehlerbeschreibung, Auswirkungen des Fehlers auf den Produktionsprozess (Umweltverschmutzung, Produktverlust, Anlagenausfall usw.) und die Betriebsbedingungen des Reduzierers.
Priorisierung und Arbeitsplanung
Die Festlegung von Prioritäten für Reparaturen und die Arbeitsplanung sind zwei Elemente, die gemeinsam geplant werden und folgende Fragen beantworten:
a) Welche Fehler sind dringend und müssen so schnell wie möglich behoben werden?
b) Wenn ein Fehler nicht dringend ist, in welchem Zeitraum muss er behoben werden?
Wenn alle Fehler dringend sind, wird das System und die Ressourcen überlastet, was zu höheren Kosten führt. Daher sollte die Begründung jeder dringenden Reparatur überprüft werden, und so viele Fehler wie möglich sollten über einen längeren Zeitraum behoben werden.
Neben dringenden Fehlern gibt es Fehler, deren Priorität innerhalb weniger Tage, bis zu zwei Wochen, bis zu
einem Monat oder mehreren Monaten bei geplanten halbjährlichen/jährlichen Wartungen behoben werden muss.
CMMS-Programme für Asset- und Wartungsmanagement umfassen die Auswahl von Fehlerprioritäten im Menü.
Arbeitsplanung und -ausführung
Der nächste logische Schritt ist die Arbeitsplanung zur Fehlerbehebung am Reduzierer. Ungeplante Arbeiten zur Fehlerbehebung und Fehler bei der Priorisierung nehmen bis zu viermal mehr Zeit und Ressourcen in Anspruch als geplante Arbeiten und vorab festgelegte Prioritäten.
Das Hauptziel sollte sein, so viele geplante Arbeiten wie möglich gemäß den festgelegten Prioritäten zu erreichen.
Merkmale geplanter Arbeiten sind, dass alle notwendigen Ressourcen (Werkzeuge, Materialien, Ersatzteile, Personal nach Fachgebieten, Vorbereitung des Reduzierers für die Arbeiten, Arbeitserlaubnisse, Hilfsmaschinen, Transportmittel) zur geplanten Zeit und am geplanten Ort vorhanden sind, um den Fehler vollständig zu beheben.
Der Arbeitsplan sollte so arrangiert sein, dass keine Leerlaufzeiten und unnötigen Verzögerungen auftreten.
Vor der Arbeitsplanung sollte der Standort des Reduzierers inspiziert werden, um alle Vorbereitungsarbeiten und Ressourcen zu ermitteln, die je nach Reparatur in der Werkstatt oder vor Ort benötigt werden, sowie die geschätzte Zeit für Aufgaben vor dem Neustart der Maschine nach der Reparatur (Montage des Reduzierers auf dem Fundament, Anschluss der Kupplung, Befüllen des Reduzierers mit Öl, Entlüften usw.).
Bei der Arbeitsplanung ist anzugeben, ob ein Gerüst, Transportmittel (Kran, LKW, Gabelstapler...), spezielle Schutzausrüstung usw. für die Arbeiten erforderlich sind.
Dann wird ein Arbeitsauftrag erstellt, der die Reihenfolge der Aufgaben mit den zugehörigen Ressourcen, Werkzeugen, Materialliste, Transportmitteln und benötigtem Personal nach Fachgebieten spezifiziert.
Der Arbeitsauftrag wird an alle beteiligten Personen gesendet und im CMMS gespeichert, damit er jederzeit zugänglich ist.
Bewertung, Messung und Prozessanpassung
Nach komplexen und langen Reparaturen und dem Wiederanlauf des Reduzierers sind die meisten Wartungsmitarbeiter einfach froh, dass die Arbeit endlich erledigt ist und sie sich anderen Maschinen widmen können.
Anstatt innezuhalten und zu überlegen, warum es so schwierig und mühsam war, sind wir einfach erleichtert, es hinter uns zu lassen und morgen mit anderen Maschinen zu arbeiten.
Eine gründliche Analyse würde alle Mängel und Unregelmäßigkeiten aufdecken, aber aufgrund von Arbeitsüberlastung, zahlreichen Verpflichtungen und anderen Ablenkungen ist dieser Ansatz leider eher die Regel als die Ausnahme für die meisten Wartungsmitarbeiter in vielen Unternehmen.
Viele Geschäftsprozesse haben Evaluationsformulare als Standardbestandteil des Betriebs nach einem Projekt oder einer Aktivität, die genau bestimmen, welche Schritte zu Verzögerungen oder Verlusten führten. In der täglichen Praxis fehlt uns jedoch einfach die Zeit oder die Ressourcen, um uns mit solchen Analysen zu beschäftigen.
Selbst wenn versucht wird, nach der Fehlerbehebung im routinemäßigen Wartungsprozess eine Prozessevaluation einzuführen, verwandelt sich diese gute Absicht oft in zusätzlichen Papierkram, der viele Personen erfordert und den ohnehin vollen Zeitplan weiter belastet.
Die Evaluation sollte den Mitarbeitern ermöglichen, alle Situationen zu melden, die nicht den vorgeschriebenen Verfahren entsprachen, und alle negativen Aspekte, die zu Verzögerungen oder Verlusten führten, um in Zukunft effizienter zu arbeiten und aus früheren Fehlern zu lernen.
Die Evaluation sollte den Prozentsatz der ungeplanten Arbeiten hervorheben, die auftraten, den Prozentsatz der zusätzlichen Arbeiten während der Defektbewertung, den Prozentsatz der Arbeiten, die im Einklang mit der Planung standen, und einen Vergleich von geplanten und tatsächlichen Arbeiten, Materialien und Ressourcen.
Die Evaluation sollte jeden Montag für die vorherige Woche durchgeführt werden, um alle Unregelmäßigkeiten zu erfassen, wiederkehrende Fehler zu identifizieren und wie man sie korrigiert oder eliminiert, um die zukünftige Planung zu verbessern.
So verbessern wir kontinuierlich den Prozess der routinemäßigen Maschinen- und Anlagenwartung.
Der letzte Schritt besteht darin, den routinemäßigen Wartungsprozess basierend auf der durchgeführten Evaluation anzupassen.
Jede Effizienzsteigerung erfordert ständige Anpassung, da in der Praxis keine zwei Wochen im Wartungsbereich hinsichtlich der benötigten Ressourcen, Materialien oder Aufgaben identisch sind.
Wenn die Menge der benötigten Ressourcen in der Werkstatt oder vor Ort täglich identisch ist, bedeutet dies, dass Sie entweder zu wenige oder zu viele Ressourcen zur Verfügung haben. Wenn Sie zu wenige haben, erhöht sich das Risiko, und wenn Sie zu viele haben, ist das Ressourcenmanagement nicht so effizient, wie es sein sollte.
Katarina Knafelj Jakovac
