IN THE FIELD
Maintenance Magazine 142 – december 2018
Een optimaal componentontwerp betekent niet noodzakelijk ook een optimaal systeem. Als de uitgangsas veel stijver uitgevoerd is dan de lagers, kunnen die laatste uitlijnproblemen krijgen. (Foto: NSK)
Componenten waarin de smering verloopt via geïmpregneerde harsen die geleidelijk de smering afgeven, maken onderhoudstaken deels overbodig. (Foto: NSK)
Vermijden van contaminatie begint ook al in de ontwerpfase. Een systeem met automatische smering schiet haar doel voorbij als de smeerkwaliteit slecht is. (Foto: ISL)
Vandaag is één van de voornaamste uitdagingen voor onze industrie het zo hoog mogelijk houden van de uptime. Smering en andere onderhoudstaken zijn daar een belangrijke steunpilaar in. Vaak ondergraven zaken als personeelstekort, steeds complexere installaties en budgetten, die onder druk staan, de fundamenten van het onderhoudsbeleid. Het specifiek ontwerp van componenten en installaties kan onderhoudsdiensten, die onder de werkdruk kreunen, evenwel wat soelaas bieden.
Componenten, die zich in een ongezonde of moeilijk bereikbare omgeving bevinden, zijn de meest logische onderdelen om eerst tegen het licht te houden. Maar een specifiek ontwerp kan bijvoorbeeld ook voor kritieke of dure installaties want, ondanks performante onderhoudsplannen, sluimert steeds het gevaar van menselijke of technische fouten. Ook de kostprijs speelt stilaan in de hand van designwerk. Specifiek ontwikkelde componenten kostten vroeger handenvol geld. Enkele evoluties in de maakindustrie zetten die realiteit op zijn kop. De meerkost van een specifiek design betaalt zichzelf steeds beter terug en die trend lijkt zich door te zetten.
Smering is nog altijd één van de kerntaken in het onderhoudspalet, het is dan ook logisch dat ontwerpers vooral uitkijken naar manieren om de smeringsnood te verminderen of zelfs compleet te elimineren. Om dat te bewerkstelligen kan er gewerkt worden op meerdere fronten: de materiaalkeuze en -kwaliteit aanpassen, het optimaliseren van de combinatie van de materialen die met elkaar in contact komen en het voorzien van een vorm van bescherming.
Voor de meest effectieve weg bewandeld wordt, loont het de moeite om ook de werkomstandigheden te bekijken. Enkele vragen die hierbij gesteld moeten worden. Met welke snelheid komen de oppervlaktes met elkaar in contact? Hoe hoog loopt de temperatuur van beide onderdelen op? Met welke andere omgevingsfactoren (druk, trillingen, vochtigheid, chemische stoffen, explosiegevaar,…) heeft de installatie af te rekenen? Wat is de exacte belasting op de onderdelen? Indien het een bestaande installatie betreft, is ook een analyse van de te vervangen componenten zeer belangrijk. Zo kan vastgesteld worden met welke vorm van slijtage men te maken heeft: mechanische (zoals pitting, bijvoorbeeld) of chemische (zoals corrosie).
Met deze zaken in het achterhoofd kan aan een aangepast design gesleuteld worden. Er is niet één rechte weg. De ontwerper kan diverse paden bewandelen. Een eerste mogelijkheid is een verbetering van de materiaalsoorten. Dat is natuurlijk de logica zelve. Hoe beter de aparte componenten, hoe beter het systeem, toch? Niet helemaal, want er zijn wel enkele situaties te vinden waarbij het gebruik van té performante materialen net leidt tot een snellere degradatie en eventueel zelfs stilstand.
Een voorbeeld: wie een goed presterende aandrijving wil, zal ongetwijfeld veel aandacht besteden aan het vermijden van vibraties en daartoe componenten kiezen die zeer stijf uitgevoerd zijn. Die zijn wel een stuk duurder in aankoop, maar ze kennen weinig speling. Dat maakt ze minder gevoelig voor vibraties. Daarmee is het werk, wat dat ook mag zijn, nauwkeuriger en binnen de toleranties uit te voeren. Tot hier toe klinkt dat allemaal als muziek in de oren. Maar er sluimert een addertje onder het gras. Bekijken we eens het gehele systeem. Een stijve uitgangsas, die inwerkt op een lager dat minder stijf is, zal een negatief effect hebben op die laatste. Uitlijningen zijn nooit helemaal perfect, dus sowieso is er altijd een kans op misuitlijning en slijtage. Als de as zeer stijf uitgevoerd is, zal die uitlijnfout leiden tot snellere slijtage van het lager. Die zal zich onder invloed van de stijfheid van de as ‘zetten’ naar die laatste. Op zich is dat voor veel lagers nog geen probleem, maar als de maximale belastingscapaciteit overschreden wordt (radiaal of axiaal) zal de slijtage snel optreden en uiteindelijk tot stilstand leiden. Met andere woorden: de keuze voor kwaliteitsmateriaal bij één component leidt niet noodzakelijk tot een beter systeem. Een aangepast design kan hierop een antwoord bieden, in de vorm van een as met wat minder stijfheid en speling. Eventueel zou ook een stijver lager kunnen gekozen worden, maar als twee stijve materialen inwerken op elkaar, is de smeringsbehoefte dan weer hoger. En dat is precies wat we willen vermijden in een smeringsarm design.
Een tweede manier om onderhoud te minimaliseren is het overdimensioneren van onderdelen op de vlakken die kritiek zijn voor het betreffende onderdeel. Materialen gebruiken met een groter temperatuurbereik of die meer druk aankunnen, zijn hier twee voorbeelden van. De onderdelen worden minder belast en zullen minder snel slijten, al is dit veelal een minder economische manier van werken.
Ten derde kan men ook het smeermiddel tegen het licht houden. In die industrietak volgen de innovaties elkaar razendsnel op. Er zijn nu misschien smeermiddelen op de markt die wel voldoen voor de taak waarvoor u vroeger geen adequaat middel had. Vandaag is de keuze van het smeermiddel dan ook echt specialistenwerk geworden. Bovendien zijn er ook op andere vlakken innovaties. Denk aan de verdere ontwikkeling van zelfsmerende componenten. Daarbij geven met olie geïmpregneerde harsen hun smering slechts heel geleidelijk af. <<
Door Sammy Soetaert
