Inzicht in mechanische slijtage
Definitie: Wat is mechanische slijtage?
Mechanische slijtage is de progressieve verwijdering van materiaal van vaste oppervlakken door mechanische werking wanneer oppervlakken onder belasting in relatieve beweging zijn. Bij roterende machines heeft slijtage invloed op lagers, tandwielen, afdichtingen, koppelingen en alle componenten met glijdend of rollend contact. In tegenstelling tot plotselinge defecten door vermoeiing of breuk, is slijtage een geleidelijk degradatieproces dat de speling vergroot, de maatnauwkeurigheid vermindert en de oppervlakte-eigenschappen in de loop van de tijd verandert.
Inzicht in slijtagemechanismen is essentieel voor de betrouwbaarheid van machines, omdat slijtage onvermijdelijk is in alle mechanische systemen met bewegende onderdelen. Hoewel slijtage niet volledig kan worden geëlimineerd, kunnen een goed ontwerp, goede smering, materiaalkeuze en onderhoud de slijtage minimaliseren en de levensduur van componenten maximaliseren.
Primaire slijtagemechanismen
1. Schurende slijtage
Het meest voorkomende slijtagemechanisme bij industriële machines:
- Twee-lichaamsslijtage: Harde deeltjes die zich aan één oppervlak vastzetten, schrapen over het tegenoverliggende oppervlak (zoals schuurpapier)
- Drie-lichamen slijtage: Losse deeltjes tussen oppervlakken fungeren als slijpmiddel
- Verschijning: Gladde, gepolijste oppervlakken met richtingskrasjes
- Tarief: Evenredig met de hardheid van de deeltjes, de belasting en de glijafstand
- Veel voorkomend in: Lagers, tandwielen, zeehonden blootgesteld aan verontreiniging
2. Adhesieve slijtage (vreten/slijten)
Treedt op wanneer de smeerfilm afbreekt:
- Mechanisme: Direct metaal-op-metaal contact creëert microscopisch kleine lasjes
- Proces: Gelaste verbindingen scheuren uit elkaar, waardoor materiaal tussen oppervlakken wordt overgebracht
- Verschijning: Ruwe, gescheurde oppervlakken; uitgesmeerd of overgebracht materiaal
- Progressie: Kan snel escaleren als het eenmaal is begonnen (catastrofaal in ernstige gevallen)
- Preventie: Voldoende smering, EP (extreme pressure) additieven, oppervlaktebehandelingen
3. Erosieve slijtage
Materiaalverwijdering door vloeistofstroom met meegevoerde deeltjes:
- Oorzaak: Vloeistof of gas met hoge snelheid dat schurende deeltjes draagt
- Veel voorkomend in: Pompwaaiers, klepzittingen, leidingbochten
- Verschijning: Glad geërodeerde oppervlakken, materiaalverlies in de stroomrichting
- Tarief: Evenredig met deeltjessnelheid, hardheid en concentratie
4. Corrosieve slijtage
Chemische aanval gecombineerd met mechanische werking:
- Corrosie vormt een oxidelaag of een andere samengestelde laag op het oppervlak
- Mechanische actie verwijdert de laag, waardoor vers metaal zichtbaar wordt
- Corrosie zet zich voort op nieuw blootgelegd oppervlak
- Synergetisch effect: slijtagepercentage hoger dan bij elk mechanisme afzonderlijk
- Veel voorkomend in chemisch agressieve omgevingen
5. Fretting Slijtage
Komt voor op ogenschijnlijk stationaire grensvlakken:
- Mechanisme: Oscillerende beweging met kleine amplitude (micrometers) tussen tegen elkaar gedrukte oppervlakken
- Resultaat: Vorming van oxideresten, oppervlakteputvorming en uiteindelijk loskomen
- Verschijning: Roodbruin (ijzeroxide) of zwart poeder; oppervlakteputcorrosie
- Gemeenschappelijk bij: Persverbindingen, boutverbindingen, krimpverbindingen die trillingen ondervinden
- Preventie: Interferentie vergroten, trillingen verminderen, oppervlaktebehandelingen
6. Cavitatie-erosie
- Het instorten van de dampbel veroorzaakt intense lokale druk
- Verwijdert materiaal door herhaalde schokbelasting
- Veelvoorkomend bij pompwaaiers en kleppen
- Opvallende putjes in het uiterlijk
Factoren die de slijtagesnelheid beïnvloeden
Bedrijfsomstandigheden
- Laden: Hogere belastingen verhogen de slijtagesnelheid (vaak lineair verband)
- Snelheid: De glijafstand per tijdseenheid heeft invloed op de slijtage
- Temperatuur: Hogere temperaturen versnellen de meeste slijtagemechanismen
- Smering: Voldoende smering vermindert de slijtage aanzienlijk
Materiaaleigenschappen
- Hardheid: Hardere materialen zijn beter bestand tegen slijtage door schuren
- Taaiheid: Bestand tegen slijtage en stoten door lijm
- Compatibiliteit: Verschillende materialen slijten minder dan identieke materialen
- Oppervlakteafwerking: Gladdere oppervlakken slijten vaak langzamer (lagere wrijving)
Omgevingsfactoren
- Verontreinigingsniveau (stof, deeltjes)
- Vochtigheid en bijtende stoffen
- Temperatuur extremen
- Aanwezigheid van schurende of corrosieve procesmaterialen
Detectie van slijtage
Trillingsbewaking
- Geleidelijke toename: Algemeen trillingen niveaus stijgen langzaam gedurende maanden/jaren
- Hoogfrequente inhoud: Verhoogde breedbandvibratie door oppervlakteruwheid
- Opruimingseffecten: Meervoudig harmonischen van toegenomen spel
- Componentspecifiek: Lagerfrequenties voor lagerslijtage; tandwielinteractiefrequentie voor tandwielslijtage
Olieanalyse
- Deeltjes tellen: Een toenemende deeltjesconcentratie duidt op actieve slijtage
- Spectrografische analyse: De elementaire samenstelling geeft aan waar de slijtage optreedt (ijzer uit tandwielen, koper uit lagers, enz.)
- Ferrografie: De deeltjesmorfologie onderscheidt slijtagetypen (snijden, wrijven, vermoeiing)
- Trending: De snelheid van de toename geeft de ernst van de slijtage aan
Dimensionale meting
- Spelingmetingen (lagerspeling, tandwielspeling)
- Metingen van de asdiameter bij lagertappen
- Meting van de dikte van tandwielen
- Vergelijk met nieuwe afmetingen en slijtagegrenzen
Temperatuurbewaking
- Toenemende wrijving door slijtage verhoogt de temperatuur
- Trend in lager- of tandwieltemperatuur
- Plotselinge veranderingen duiden op een overgang naar ernstige slijtage
Preventie en controle
Smering
- De meest effectieve methode om slijtage te voorkomen
- Scheid oppervlakken met smeerfilm
- Gebruik de juiste viscositeit voor de omstandigheden
- Zorg voor netheid
- Regelmatige vervanging van smeermiddel
Besmettingscontrole
- Effectieve afdichting om schurende deeltjes buiten te sluiten
- Filtratie in circulerende smeersystemen
- Schone montage- en onderhoudspraktijken
- Milieubescherming (behuizingen, afdekkingen)
Materiaalkeuze
- Gebruik slijtvaste materialen voor toepassingen met hoge slijtage
- Oppervlaktebehandelingen (harden, coaten, nitreren)
- Materiaalcompatibiliteit (vermijd identieke materialen bij glijcontact)
- Opofferbare slijtvlakken die eenvoudig te vervangen zijn
Ontwerpoptimalisatie
- Minimaliseer de contactdruk door voldoende oppervlakte
- Verminder het glijden (gebruik indien mogelijk rollend contact)
- Optimaliseer de oppervlakteafwerking
- Zorg voor voldoende smering op slijtvlakken
Mechanische slijtage is onvermijdelijk in alle machines met bewegende onderdelen, maar de snelheid ervan kan worden beheerst door goede smering, verontreinigingsbeheersing, geschikte materialen en een goed ontwerp. Het monitoren van de slijtagevoortgang door middel van trillingsanalyse, olieanalyse en dimensionale metingen maakt voorspellende onderhoudsstrategieën mogelijk die versleten componenten vervangen voordat ze defect raken. Dit optimaliseert zowel de betrouwbaarheid van de apparatuur als de onderhoudskosten.
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 