Technieken voor conditiebewaking van tandwielkasten

conditiebewaking tandwielenBedrijven willen niet onnodig vroegtijdig, maar zeker niet te laat onderhoud plegen. Ongeplande stilstand is duur, maar ook vervanging van defecte machinecomponenten kan flink in de papieren lopen. Ook de levertijden voor vervangingsdelen kunnen lang zijn. Met het belang van conditiebewaking neemt ook het onderzoek op dit gebied toe.

Voor het meten van de conditie van tandwielkasten zijn tal van principes, technieken en sensoren beschikbaar. Een breed scala aan storingen kan vroegtijdig worden herkend door het meten van bijvoorbeeld het toerental van een as of de stroom van de aandrijfmotor of door het scannen van tandwielen en roterende assen. Er zijn echter meer meetbare variabelen. Voor sommige fysieke eigenschappen zijn verschillende soorten sensoren met verschillende eigenschappen beschikbaar.

Magnetische sensoren

Robuuste miniatuursensoren op basis van het magnetostrictieve effect maken minimaal invasieve metingen mogelijk. De sensoren worden gebruikt voor het meten van afstand, hoek of elektrische stroom of als elektronisch kompas. Ze worden toegepast in auto’s, mobiele telefoons, medische apparatuur, windturbines, gereedschapsmachines en industriële robots.

Het effect (de elektrische weerstand van een geleider verandert onder invloed van een magnetisch veld) is al meer dan 150 jaar bekend. Het kon echter pas eind jaren zeventig voor het eerst industrieel worden toegepast in combinatie met dunne-filmtechnologie uit de halfgeleiderindustrie. Eind jaren tachtig werd het ‘giant magneto resistive’ effect (GMR) ontdekt, dat een betere resolutie bood. Intussen wordt ook gebruik gemaakt van het ‘tunnel magnetostrictieve effect’ (TMR), dat onder laboratoriumomstandigheden een weerstandsverandering van enkele honderden procenten kan vertonen.

Online diëlektrische olieanalyse

Met de hogere eisen aan de bedrijfszekerheid en levensduur van machines en apparaten nemen ook de eisen aan de bewaking van (onder meer) de olie en de olieconditie toe. Een standaardprocedure bij veel machines is het vervangen van smeermiddel op basis van bedrijfsuren. Ook kunnen periodiek oliemonsters worden genomen, met alle problemen van extractiepunt, omgevingsomstandigheden, transporttijd en menselijke fouten. Het duurt enige tijd eer de exploitant van het bedrijfsmiddel de resultaten ontvangt.

Oliën zijn over het algemeen niet elektrisch geleidend. Tijdens bedrijf zal de oliesamenstelling continu veranderen door additievenverbruik, vervuiling of veroudering. Ook komen op contactvlakken anorganische verbindingen, gebroken oliemoleculen, zuren of oliezepen voor door slijtage van onderdelen. De toename van ionenconcentratie en -mobiliteit resulteert in een toename van de elektrische geleidbaarheid.

Conditiebewaking

Er is direct verband tussen de vervuilingsgraad van de oliën en de elektrische geleidbaarheid. Een toenemende geleidbaarheid kan worden geïnterpreteerd als toenemende slijtage (op korte termijn) of verontreiniging van het smeermiddel (onmiddellijke of langzaam voortschrijdende verontreiniging). Bij oliën met additieven volgen veranderingen in de diëlektrische constante de chemische afbraak van additieven. Een online systeem voor bewaking van de olieconditie zoals WearSens van Sensitec kan dus uitkomst bieden.

Het volledig artikel vindt u in de september 2020 editie van Aandrijftechniek. (foto: Sensitec)