Inzicht in koppelingsdefecten
Definitie: Wat zijn koppelingsdefecten?
Koppelingsdefecten Schade, slijtage of verslechtering van de mechanische koppelingen die de aandrijfas en de aangedreven as verbinden (motor-pomp, motor-ventilator, enz.). Deze defecten omvatten versleten flexibele elementen, beschadigde tanden in tandwielkoppelingen, gebarsten of gebroken elastomere inzetstukken, losse naaf-asverbindingen en door verkeerde uitlijning veroorzaakte schade. Koppelingsproblemen creëren karakteristieke trillingen patronen gedomineerd door 2× en 3× harmonischen, vaak vergezeld van hoge axiale trilling.
Hoewel koppelingen zijn ontworpen om bepaalde verkeerde uitlijning en zorgen voor een flexibele verbinding, maar ze hebben een beperkte levensduur en kunnen kapotgaan door overmatige scheefstelling, overbelasting, vermoeidheid of slijtage. Regelmatige inspectie en controle zijn daarom essentieel.
Veelvoorkomende koppelingstypen en hun defecten
1. Elastomere (flexibele element) koppelingen
Typische defecten
- Elementslijtage: Rubber- of urethaanelement degradeert door buiging
- Kraken: Vermoeiingsscheuren in flexibel element
- Scheuren: Element scheurt door overbelasting of verkeerde uitlijning
- Verharding: Door verhitting of veroudering verhardt het element, waardoor de flexibiliteit verloren gaat
- Chemische schade: Olie of chemicaliën tasten elastische materialen aan
Trillingssymptomen
- Toenemende 2× en 3× harmonischen naarmate het element degradeert
- Hoge axiale trillingen door elementdegradatie
- Onregelmatige trillingen doordat het element geleidelijk faalt
- Uiteindelijke mislukking: volledige breuk van het element, verlies van aandrijving
2. Tandwielkoppelingen
Typische defecten
- Tandslijtage: Slijtage van de tandwielen door een glijdende beweging tijdens een verkeerde uitlijning
- Smeringsstoring: Onvoldoende vet leidt tot slijtage
- Afdichtingsfout: Vet lekt eruit, verontreinigingen komen binnen
- Tandbreuk: Ernstige overbelasting of vermoeidheid breekt tanden
- Losheid van de naaf: Naven los op assen
Trillingssymptomen
- Hoge 2× trillingen (primaire uitlijnfout doorgegeven via versleten koppeling)
- Koppeling van natuurlijke frequentiepieken (meestal 200-1000 Hz)
- Ratelend geluid en impact bij overmatige speling
- Meervoudige harmonischen door niet-lineair tandcontact
3. Raster-/metalen veerkoppelingen
Typische defecten
- Slijtage of breuk van het rooster
- Vermoeidheid van het veerelement
- Smeringsdegradatie
- Schade aan de afdichting van de afdekking
Symptomen
- Toenemende trilling van 2×
- Geluid van losse of gebroken roosterelementen
- Hoogfrequent ratelen
4. Schijf-/membraankoppelingen
Typische defecten
- Schijfvermoeidheid: Metalen schijf of diafragma scheurt door buiging
- Loszittende bouten: Verbindingsbouten werken los
- Schijfbreuk: Volledige storing van het schijfpakket
Symptomen
- Hoge 2× trillingen door verkeerde uitlijning op stijve koppeling
- Plotseling catastrofale storing mogelijk
- Metaalachtig geratel als bouten los zitten
Trillingskarakteristieken van koppelingsproblemen
Frequentie-inhoud
- 2× Dominant: De meeste koppelingsdefecten benadrukken een 2× loopsnelheid
- 3× Onderdeel: Vaak aanwezig, duidt op hoekige verkeerde uitlijning door versleten koppeling
- 1× Kan toenemen: Door het onevenwichtseffect van koppelingsasymmetrie
- Hoge frequentie: Ratelen en stoten creëren breedbandruis
Richtingskarakteristieken
- Hoge Axiale: Axiale trillingen vaak > 50% van radiale trillingen (klassieke verkeerde uitlijning overgedragen via koppeling)
- Radiaal patroon: Kan hoger zijn bij koppelingsnabijgelegen lagers
- 180° Fase: Axiale metingen aan de aandrijf- en aangedreven uiteinden zijn vaak 180° uit fase
Detectie en diagnose
Trillingsanalyse
- Monitor 2× amplitudetrends (een toename duidt op slijtage of verkeerde uitlijning van de koppeling)
- Vergelijk axiale en radiale trillingsverhoudingen
- Let op hoogfrequente ratelende of botsende geluiden
- Faseanalyse over koppeling (grote verschillen duiden op een probleem)
Fysieke inspectie
- Visueel: Zoek naar scheuren, slijtage, schade en olielekken
- Boutcontroles: Controleer of alle koppelingsbouten goed vastzitten
- Naaf pasvorm: Controleer op losheid van de assen
- Flexibele elementen: Inspecteer op slijtage, scheuren en verharding
- Smering: Controleer of er vet aanwezig is in de tandwielkoppelingen
- Uitlijning: Laseruitlijning om de koppeling binnen de toleranties te verifiëren
Bedrijfsindicatoren
- Ongebruikelijk geluid uit het koppelingsgebied
- Zichtbare schade of slijtage
- Lekkage van smeermiddel
- Warme koppeling (voeltemperatuur)
- Geur van brandend rubber (elastomeerkoppelingen)
Preventief onderhoud
Uitlijning
- Precieze uitlijning tijdens de installatie
- Periodieke uitlijningsverificatie (jaarlijks of volgens schema)
- Blijf binnen de toleranties van de koppelingsfabrikant voor verkeerde uitlijning
- Houd rekening met thermische groei bij de uitlijningsprocedure
Smering (tandwiel- en roosterkoppelingen)
- Gebruik het aangegeven type vet
- Smeer opnieuw volgens schema (meestal 6-12 maanden)
- Controleer of de afdichtingen intact zijn om de smering te behouden
- Vervang afdichtingen tijdens koppelingsrevisie
Inspectieschema
- Wekelijks: Visuele externe inspectie, luister naar ongebruikelijke geluiden
- Kwartaal: Trillingstrends, temperatuurcontroles
- Jaarlijks: Uitlijningscontrole, gedetailleerde inspectie
- Grote storingen: Interne componenten demonteren en inspecteren
Vervangingscriteria
- Elastomere elementen: Vervangen wanneer er scheuren zijn ontstaan > 1/3 diepte, of wanneer het is uitgehard, of na de door de fabrikant aangegeven uren
- Tanden van de tandwielkoppeling: Vervangen wanneer de slijtage de limieten overschrijdt of wanneer er sprake is van putcorrosie > 30% van het oppervlak
- Raster-/veerelementen: Vervangen indien gebroken, gebarsten of volgens de geplande vervangingstermijn
- Volledige koppeling: Overweeg na grote storingen om zowel de helften als de naven te vervangen
Koppelingsdefecten zijn veelvoorkomende bronnen van trillingen in gekoppelde machines. De karakteristieke 2×-signatuur in combinatie met hoge axiale trillingen maakt koppelingsproblemen gemakkelijk te identificeren. Regelmatige inspectie in combinatie met trillingsbewaking maakt geplande vervanging mogelijk voordat catastrofale koppelingsdefecten kostbare secundaire schade aan de aangesloten apparatuur veroorzaken.