Inzicht in slijtage van tandwielen
Definitie: Wat is slijtage van tandwielen?
Tandwielslijtage is het progressieve verlies van materiaal van tandwieltandoppervlakken als gevolg van mechanische processen zoals slijtage, hechting, oppervlaktevermoeidheid en corrosie. In tegenstelling tot plotselinge breuken door tandbreuk, is tandwielslijtage een geleidelijke degradatie die de geometrie van het tandprofiel verandert, de speling verhoogt, het geluid verhoogt en de slijtage vermindert. trillingen niveaus, en leidt uiteindelijk tot functioneel falen wanneer de tandslijtage overmatig wordt of overgaat in ernstiger schademodi zoals putjes of een tandbreuk.
Inzicht in de mechanismen van tandwielslijtage en het monitoren van de voortgang van slijtage door trillingsanalyse, olieanalyse en periodieke inspecties maken voorspellende onderhoudsstrategieën mogelijk die de betrouwbaarheid van de tandwielkast optimaliseren en ongeplande stilstand tot een minimum beperken.
Soorten en mechanismen van tandwielslijtage
1. Schurende slijtage
Het meest voorkomende slijtagemechanisme bij industriële tandwielkasten:
- Oorzaak: Harde deeltjes (vuil, metaalsplinters, slijtageresten) in smeermiddel die als schuurmiddel werken
- Proces: Deeltjes die tussen de tandoppervlakken vastzitten, verwijderen materiaal door middel van slijpen.
- Verschijning: Gepolijste, gladde tandoppervlakken; materiaal wordt gelijkmatig verwijderd
- Tarief: Evenredig aan de mate van verontreiniging en de belasting
- Preventie: Effectieve filtratie, afdichting, schone montage
2. Adhesieve slijtage (slijtage/kerven)
Treedt op bij zware belasting of onvoldoende smering:
- Oorzaak: Afbraak van de smeerfilm waardoor metaal-op-metaalcontact mogelijk is
- Proces: Microscopisch lassen en scheuren op glijdende contactpunten
- Verschijning: Ruwe, gescheurde oppervlakken; materiaaloverdracht tussen de tanden; krasjes in de glijrichting
- Ernst: Kan snel vorderen als het eenmaal is begonnen, wat kan leiden tot een catastrofale mislukking
- Preventie: Voldoende smering, extreme druk (EP) additieven, verminderde belasting
3. Micropitting
Oppervlaktevermoeidheidsslijtage die een fijne oppervlaktetextuur creëert:
- Oorzaak: Dunne smeerfilms die een hoge oppervlaktecontactspanning mogelijk maken
- Verschijning: Matgrijs oppervlak; duizenden microscopisch kleine putjes (10-50 µm)
- Locatie: Meestal in de buurt van de hellingslijn waar rollen en glijden samenkomen
- Progressie: Kan stabiliseren (mild) of overgaan in macropitting (ernstig)
- Effect: Verandert het tandprofiel, verhoogt het geluid en de trillingen
4. Matige (normale) slijtage
- Geleidelijk polijsten en materiaal verwijderen over de jaren heen
- In alle versnellingen tot op zekere hoogte verwacht
- De snelheid moet voorspelbaar en langzaam zijn (< 0,1 mm over jaren)
- Aanvaardbaar indien binnen de ontwerptoleranties
5. Corrosieve slijtage
- Oorzaak: Vocht, zure smeermiddelen of chemische verontreiniging
- Verschijning: Roestkleurige vlekken, oppervlakteruwheid, putcorrosie
- Gewoon: Wanneer versnellingsbakken stationair draaien met vocht aanwezig
- Preventie: Goede afdichting, corrosie-inhibitoren, opslagbescherming
Gevolgen van tandwielslijtage
Geometrische veranderingen
- Profielwijziging: Het evolvente profiel degradeert, wat de werking van het conjugaat beïnvloedt
- Meer tegenreactie: Door materiaalverlies neemt de speling tussen de tanden toe
- Verminderde contactverhouding: Minder tanden tegelijk in contact
- Belastingconcentratie: Overgebleven materiaal draagt hogere spanning
Prestatievermindering
- Verhoogde trillingen: Slecht tandcontact zorgt voor schokken en een wisselende stijfheid van het gaas
- Lawaai: Ratelen door terugslag, gejank door oppervlakteruwheid
- Verminderde efficiëntie: Verhoogde wrijvingsverliezen
- Nauwkeurigheidsverlies: Een grotere speling heeft invloed op de positioneringsnauwkeurigheid
Versnelde achteruitgang
- Versleten tanden dragen een hogere belasting (minder tanden delen de belasting)
- Spanningsconcentratie op versleten plekken
- Overgang naar pitting of tandbreuk
- Genereert slijtageresten die de slijtage versnellen (positieve feedback)
Detectiemethoden
Trillingsanalyse
- GMF Amplitude Trending: Een geleidelijke toename duidt op progressieve slijtage
- Harmonische ontwikkeling: Uiterlijk en groei van 2×GMF, 3×GMF
- Zijbanden: Ontwikkeling van as-snelheidszijbanden rond GMF
- Breedbandruis: Verhoogde hoogfrequente inhoud van oppervlakteruwheid
- Tijdgolfvorm: Toenemende onregelmatigheid en impact
Olieanalyse
- Analyse van slijtagedeeltjes: IJzerconcentratie in oliemonsters
- Ferrografie: Deeltjesmorfologie (wrijvende vs. snijdende vs. vermoeiingsdeeltjes)
- Spectrografische analyse: Elementaire samenstelling onthult slijtagemetalen
- Deeltjes tellen: Trending deeltjesconcentratie en grootteverdeling
- Vroege detectie: Olieanalyse kan slijtage detecteren voordat er trillingssymptomen optreden
Visuele inspectie
- Borescoopinspectie zonder demontage
- Volledige inspectie tijdens revisies
- Meet de tanddikte op de steeklijn
- Controleer contactpatronen (blauwverkleuring of coatingoverdracht)
- Fotografeer tanden voor historische vergelijking
- Vergelijk met de slijtagelimieten van de fabrikant
Geluidsmonitoring
- Akoestische emissie van tandcontacten
- Ultrasoonmetingen voor oppervlaktecondities
- Hoorbare geluidsveranderingen die wijzen op slijtage
Preventie en levensverlenging
Goede smering
- Juiste viscositeit van het smeermiddel voor belasting en snelheid
- EP (extreme druk) additieven voor hoge belastingen
- Voldoende smering en doorstroming
- Zorg voor schone olie door middel van filtratie
- Regelmatige olieverversingen volgens het schema van de fabrikant
Besmettingscontrole
- Effectieve afdichting om het binnendringen van deeltjes te voorkomen
- Beademingsapparaten met filters
- Schone montage- en onderhoudspraktijken
- Oliefiltratiesystemen (10-25 µm absolute classificatie)
Belastingbeheer
- Werk binnen de ontwerpbelastingsclassificaties
- Vermijd schokbelastingen of plotselinge belastingveranderingen
- Controleer koppel en krachtoverbrenging
- Overweeg een grotere versnellingsbak als u constant overbelast bent
Uitlijning en installatie
- Zorg voor een goede uitlijning van de versnelling (contactpatroon over de volledige breedte van het gezicht)
- Corrigeer een verkeerde uitlijning van de as die randbelasting veroorzaakt
- Juiste lagerselectie en onderhoud
- Controleer of de speling binnen de specificaties valt
Wanneer tandwielen vervangen moeten worden
Vervangingscriteria
- Tanddikte: Slijtage buiten de door de fabrikant opgegeven limieten (meestal 10-20% materiaalverlies)
- Trillingsniveaus: GMF-amplitude overschrijdt alarmgrenzen ondanks verbeteringen in smering
- Mate van putcorrosie: > 30% van het tandoppervlak vertoont matige tot ernstige putcorrosie
- Scoren/Schuren: Elke matige tot ernstige score geeft aan dat vervanging nodig is
- Lawaai: Overmatig geluid duidt op slecht tandcontact
- Verzet: Overschrijding van de maximaal opgegeven waarden
Timingoverwegingen
- Plan vervanging tijdens geplande storingen
- Vervang tandwielparen tegelijk (bij elkaar passende tandwielen slijten samen)
- Overweeg een volledige vervanging van de versnellingsbak in plaats van vervanging van de tandwielen als de behuizing beschadigd is
- Bestel vervangende tandwielen tijdig (levertijden kunnen lang zijn)
Tandwielslijtage is een onvermijdelijk gevolg van krachtoverbrenging, maar door goede smering, verontreinigingsbeheersing en conditiebewaking kan slijtage worden geminimaliseerd en de levensduur van de tandwielkast worden gemaximaliseerd. Systematische monitoring van de tandwielaangrijpfrequentie en de bijbehorende zijbanden, gecombineerd met olieanalyse, maakt vroegtijdige detectie van abnormale slijtage mogelijk en maakt geplande tandwielvervanging mogelijk voordat er catastrofale storingen optreden.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 