Wormwieloverbrenging Diagnose van falen — Vijf modi, hoe je ze kunt onderscheiden en wat elke modus betekent voor jouw specificatie

Jaarlijkse zichtbare slijtage is niet normaal voor een correct gespecificeerde wormwieloverbrenging bij normaal industrieel gebruik. Een correct gespecificeerde en gesmeerde overbrenging zou meetbare slijtage aan de tandflanken van ongeveer 0,01–0,03 mm moeten vertonen over 5000 bedrijfsuren – doorgaans jaren in plaats van maanden – voordat vervanging nodig is. Als u het wiel jaarlijks vervangt, is een of meer van de specificatieparameters onjuist: hardheidsverschil, type smeermiddel, verontreiniging van het smeermiddel of overbelasting. De juiste aanpak is niet om jaarlijkse vervanging als normaal onderhoud te accepteren, maar om het mechanisme van versnelde slijtage te identificeren en te corrigeren. Het tellen van slijtagepartikels in oliemonsters met tussenpozen van 500 uur zal aantonen of de slijtagesnelheid stabiel (acceptabel) is of toeneemt (probleem dat ingrijpen vereist).

Bij een correct gespecificeerde aandrijving is de as altijd het hardere oppervlak en het wiel het slijtende oppervlak. Slijtageplekken op de schroefdraadflanken van de as zijn abnormaal en duiden op (a) schurende verontreiniging die beide oppervlakken tegelijkertijd slijt, of (b) omkering van het hardheidsverschil – de as is niet voldoende gehard. Controleer de hardheid van de as met een draagbare Rockwell-meter. Als de as een lagere hardheid heeft dan gespecificeerd, is er sprake van een defect door een hardheidsverschil. Schade aan de as vertoont doorgaans gerichte slijtageplekken parallel aan de schroefdraadspiraal, terwijl schade aan het wiel slijtageplekken vertoont parallel aan de glijrichting van het tandvlak.

Soms wel, maar de voorwaarden voor herstel zijn specifiek. Vroege putcorrosie — geïsoleerde kraters die nog niet zijn samengesmolten, geen kraters dieper dan ongeveer 0,5 mm, beperkt tot het steeklijngebied — kan stabiliseren als de belasting wordt verlaagd tot onder de Hertz-vermoeidheidsgrens. In de praktijk betekent dit dat het koppel moet worden verlaagd tot ongeveer 60–70% van de waarde die de putcorrosie veroorzaakte. Vaker vormt vroege putcorrosie de aanzet tot scheurvorming, wat leidt tot progressieve vermoeiing door putcorrosie en een versnelde putcorrosiesnelheid. Als putcorrosie vroegtijdig wordt geconstateerd tijdens een geplande olieanalyse, maak dan van de gelegenheid gebruik om een ​​tandwielvervanging te plannen vóór het volgende onderhoudsinterval — wacht niet tot de putcorrosie leidt tot tandbreuk.

De juiste olie is een minerale tandwielolie volgens ISO VG 220–460 of een synthetische PAO-olie die specifiek is omschreven als 'geschikt voor wormwielen', 'bronscompatibel' of 'geschikt voor gele metalen'. Deze aanduidingen bevestigen dat de samenstelling geen zwavelhoudende Extreme Pressure (EP)-additieven bevat. Deze reageren namelijk met het kopergehalte van bronzen en messing wormwielen en vormen kopersulfidecorrosieproducten. Dit probleem komt zo vaak voor bij foutenanalyses omdat standaard industriële tandwielolie – de olie die in het onderhoudsmagazijn wordt gebruikt voor de spiraalvormige tandwieloverbrengingen op dezelfde productielijn – doorgaans zwavelhoudende EP-additieven bevat en volledig geschikt is voor spiraalvormige tandwielen. Onderhoudspersoneel dat een wormwieloverbrenging bijvult vanuit dezelfde container die ze gebruiken voor spiraalvormige tandwielreductoren, introduceert EP-additieven die corrosieve aantasting van het bronzen wiel veroorzaken. Label wormwieloverbrengingen altijd duidelijk met de vereiste oliespecificatie.

Gebruik een aandrijving niet verder als er sprake is van actieve slijtage. Slijtage is een thermisch geactiveerd hechtingsmechanisme met een positieve feedback: elke slijtage verhoogt de oppervlakteruwheid, waardoor de lokale temperatuur in de daaropvolgende tandwielcontacten stijgt en verdere slijtage gemakkelijker optreedt. De overgang van de eerste slijtageplekken naar een catastrofale storing kan uren tot dagen duren, afhankelijk van de belasting, snelheid en de conditie van het smeermiddel. Stop de aandrijving, controleer het oliepeil, tap de olie af en inspecteer op losgeraakte metaaldeeltjes. Controleer ook de temperatuur van de behuizing. Als er aanzienlijke metaaldeeltjes in de olie zitten of als de behuizing heet is, start de aandrijving dan niet opnieuw op totdat de tandflanken zijn geïnspecteerd en de oorzaak is vastgesteld.

De verdeling van de putjes vertelt het verhaal. Putjes die ontstaan ​​door overbelasting zijn meestal verdeeld over de contactzone van de meeste of alle tanden, met een nagenoeg uniforme dichtheid van de putjes — de belasting is verdeeld over alle tanden en alle tanden worden gelijkmatig belast boven de vermoeiingsgrens. Putjes die ontstaan ​​door een slecht contactpatroon zijn daarentegen geconcentreerd in een smalle strook die overeenkomt met de feitelijke contactzone (die smaller is dan de ontwerpcontactzone) en kunnen met name aan de ingangszijde van het tandoppervlak ernstig zijn. Als u putjes ziet in een strook die smaller is dan de helft van de breedte van het tandoppervlak, is het contactpatroon waarschijnlijk de oorzaak, zelfs als er ook sprake is van overbelasting.

Vóór en tijdens het opstarten na vervanging van een gebroken tand: (1) Spoel de behuizing grondig door met schone olie en laat deze weglopen — vul niet alleen bij; (2) Controleer de schroefdraad van de wormas visueel op beschadigingen door impact of rondvliegende fragmenten — als de as aanzienlijke schade aan de schroefdraad vertoont, vervang dan ook de as; (3) Draai bij de montage de tandwielset handmatig een aantal volledige wielomwentelingen en controleer of er geen metaalachtig contactgeluid te horen is; (4) Vul met verse olie tot het juiste niveau; (5) Begin met een belasting van 20% en houd deze 30 minuten aan terwijl u de temperatuur van de behuizing controleert; (6) Verhoog de belasting naar 50% gedurende 1 uur en controleer de temperatuur opnieuw; (7) Controleer of de machine 2 uur lang onder volledige belasting draait voordat u de productie hervat.

Dit is vrijwel zeker een probleem met de viscositeit van het smeermiddel, geen mechanisch defect. Bij lage omgevingstemperaturen neemt de viscositeit van standaard minerale tandwielolie dramatisch toe — minerale olie ISO VG 460 kan bij 5 °C een viscositeit hebben die 5 tot 8 keer hoger is dan bij bedrijfstemperatuur. Deze koude olie met hoge viscositeit zorgt voor aanzienlijke wrijving wanneer de wormwieloverbrenging erdoorheen draait, en de ongelijkmatige weerstand produceert lawaai en trillingen. Als het geluid binnen 10-20 minuten na het opwarmen van de olie verdwijnt, zijn de tandwielen zelf niet beschadigd. Schakel over op synthetische PAO ISO VG 220, die bij lage temperaturen vloeibaarder blijft. Als het geluid niet verdwijnt wanneer de aandrijving opwarmt, of als het gedurende weken steeds luider is geworden, ongeacht de temperatuur, onderzoek dan slijtage door schuren of beginnende putcorrosie.