montagetechniek

Naam van de school
Reader
montagetechniek
Samensteller
Transfer Database
ThiemeMeulenhoff ontwikkelt leermiddelen voor Primair Onderwijs, Algemeen Voortgezet Onderwijs,
Beroepsonderwijs en Volwasseneneducatie en Hoger Beroepsonderwijs.
Meer informatie over ThiemeMeulenhoff en een overzicht van onze leermiddelen: www.thiememeulenhoff.nl of via onze klantenservice (088) 800 20 16.
© ThiemeMeulenhoff, Amersfoort, 2012.
Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch,
mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever.
Voor zover het maken van kopieën uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikel 16 Auteurswet
j o het Besluit van 23 augustus 1985, Stbl., dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen
te voldoen aan Stichting Publicatie- en Reproductierechten Organisatie (PRO), Postbus 3060, 2130 KB
Hoofddorp (www.cedar.nl/pro). Voor het overnemen van gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen,
readers en andere compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet 1912) dient men zich tot de uitgever te wenden.
Voor meer informatie over het gebruik van muziek, film en het maken van kopieën in het onderwijs zie
www.auteursrechtenonderwijs.nl.
De uitgever heeft ernaar gestreefd de auteursrechten te regelen volgens de wettelijke bepalingen. Degenen
die desondanks menen zekere rechten te kunnen doen gelden, kunnen zich alsnog tot de uitgever wenden.
1
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
1.11
1.12
1.13
Inleiding
Onbalans in draaiende delen
Invloed onbalans op lagers
Onbalans als vectoriële grootheid
Balanceerinstallaties
Normen voor balanceringen
Trillings-isolatie door viskeuze demping
Trillings-isolatie door droge demping
Plaatsing op fundatie
Opvulmethoden
Uitwendige krachten
Gegevens machineleverancier
Visuele inspectie
2
4
6
11
13
17
22
27
32
36
39
40
41
2
Boutverbindingen, borging en afdichting
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
Montagegereedschap
Bepalen losdraaimoment
Inwendig losdraaimoment
Breuk
Principe afdichting
Statische afdichting
Dynamische afdichting
3
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
Inleiding
Productrichtlijnen
Toepassingsgebied productrichtlijn
CE-markering
Certificering ISO 9000-kwalificatiesysteem
Kwaliteitshandboek
Normen voor certificering
Certificatieprocedure
Onderhoud in het ISO 9000-systeem
Kaderrichtlijnen
Arbo-wet
Uitvoering Arbo-wet
Afnameprotocol
Voorbeeld vervanging compressorinstallatie
4
Montage en demontage van assen en lagers
91
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
Inleiding
Montage en demontage niet-deelbare glijlagers
Montage deelbare glijlagers
Voorbereiding montage wentellagers
Montage wentellagers op assen
Montage wentellagers in lagerhuizen
Verwarmingsmontagemethode wentellagers
Demontage wentellagers met cilindrische boring
92
92
94
97
98
103
105
107
43
44
46
49
49
51
51
54
59
60
60
65
66
67
68
69
72
74
75
76
76
78
79
5
Uitlijnen van assen
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
5.11
5.12
Inleiding
Uitlijnmeetgereedschap
Globale uitlijnmethode
Axiaal-radiaalmethode
Interpretatie meetgegevens
Dubbel-radiaalmethode
Uitlijnen tussenas
Alternatieve stelmethoden
Uitlijnnauwkeurigheid
Laser-prismasysteem
Uitlijnen parallelle assen
Uitlijnen overbrengingen
113
114
115
117
118
119
124
127
128
129
132
136
138
Balancering,
trillings-isolatie
en fundatie
17
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
158
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
2
1.1
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Inleiding
Een fundatie is een constructie om de vaste stand te verzekeren van een gebouw,
een werktuigbouwkundige constructie of een machine. Zie figuur 1.1.
Figuur 1.1 Machine op een fundatie
eisen
Het verzekeren van de vaste stand is geen eenvoudige opgave. Om dit mogelijk te
maken moet een fundatie namelijk aan de volgende drie eisen voldoen:
– de fundatie moet voldoende stijf zijn;
– we moeten de constructie of machine sluitend en spanningsvrij op de fundatie
opstellen;
– de trillingsfrequentie van de fundatie mag niet gelijk zijn aan de
trillingsfrequentie van de installatie of constructie.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
159
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
3
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Vooral bij draaiende installaties zorgen fundaties, grondplaten en/of
machinebehuizingen vaak voor problemen. Als een positie van een fundatie zich
wijzigt, dan heeft dit directe invloed op de constructie of machine die erop staat.
thermische groei
Snelle wijzigingen doen zich voor door thermische groei. Dit houdt in dat
onderdelen warmer worden, waardoor hun vorm en plaats veranderen.
Zie figuur 1.2.
Bij langzame wijzigingen denken we bijvoorbeeld aan een grondplaat onder een
machine die door het gewicht van de machine wordt samengedrukt. Langzame
wijzigingen kunnen we ook krijgen door trillingen van een machine.
Figuur 1.2 Thermische groei
Een groot deel van de trillingen wordt veroorzaakt door onbalans. Denk hierbij
aan een auto waarvan de voorwielen in onbalans zijn: niet alleen het stuurwiel,
maar de gehele auto trilt. Installaties waarin de roterende onderdelen zijn
gebalanceerd, produceren minder trillingen dan installaties waarin de
onderdelen niet zijn gebalanceerd.
trillings-isolatoren
Hoezeer we ook door balanceren het trillingsniveau van een installatie
terugdringen, trillingen worden altijd via de fundatie op de omgeving
overgebracht. Omdat de fundatie zelf ook probeert om de trillingen te
onderdrukken, komt de fundatie daardoor zelf in trilling. Dit betekent dat
5 meter verderop een lepeltje naast een koffiekopje ligt te rammelen. Deze
overbrenging kunnen we voorkomen met trillingsdempers, of beter gezegd
trillings-isolatoren.
De meeste trillings-isolatie vinden we bij de opstelling van machines en
installaties. We kunnen een installatie beschouwen als een frame waarin een
aandrijfmotor en een aantal draaiende delen zijn gemonteerd. Zie figuur 1.3.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
160
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
4
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Figuur 1.3 Compressor-installatie
Tijdens het ontwerpen van fundaties is ook de eigenfrequentie van de installatie
van belang. Deze frequentie mag zich niet in de omgeving van de rotatiesnelheid
bij draaiende machines bevinden. Ook een veelvoud van de rotatiesnelheid is
ongewenst. Als deze verschijnselen zich voordoen, dan krijgen we na verloop van
tijd resonantie.
1.2
Onbalans in draaiende delen
Bij een zuiver ronde as opgesloten in twee lagers zien we tijdens het draaien geen
uitwijkingen. Het zwaartepunt ligt namelijk precies midden in de as. Toch is dit
een theoretische benadering. We hebben altijd enige onbalans (hoe klein ook)
waarbij het zwaartepunt van de as naast de rotatie-as ligt. Vooral als we op de as
andere onderdelen aanbrengen. Denk bijvoorbeeld aan een blikpakket met
wikkelingen bij een elektromotor. Hierdoor krijgen we door de toleranties van de
verschillende onderdelen een onbalans.
Oorzaken onbalans
We kunnen een groot aantal oorzaken aanwijzen waardoor een onbalans kan
ontstaan. In figuur 1.4 zien we een tandwiel met drie oorzaken van een onbalans,
namelijk:
– een geometrische fout ontstaan door een bewerkings- of tolerantiefout tijdens
het draaien van het tandwiel;
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
161
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
5
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
– een lagerfout ontstaan door de verkeerde boring van de bevestigings- en
centreergaten;
– een materiaalfout.
geometrische fout
lagerfout
materiaalfout
Figuur 1.4 Onbalansoorzaken in een tandwiel
Formules
Een onbalans kunnen we ons op twee manieren voorstellen. Zie figuur 1.5.
We kunnen ons dus een onbalans voorstellen als een massa O die op een
bepaalde afstand R van de rotatie-as ligt. Zie figuur 1.5a.
We kunnen de onbalans ook voorstellen als een massa m die een zwaartepuntsverplaatsing heeft over een afstand e ten opzichte van de rotatie-as.
Zie figuur 1.5b.
Fc
R
Fc
ω
ω
m
e
O
a
Fc door onbalans O
b
Fc door zwaartepuntsverplaatsing
Figuur 1.5 Manieren om onbalans voor te stellen
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
162
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
6
centripetaalkracht
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Tijdens het draaien krijgen we een centripetaalkracht. De centripetaalkracht is
recht evenredig met het kwadraat van de rotatie-frequentie van de as:
❚
Fc = O · ω2 · R · 10-3
(1.1)
F c = m · ω2 · e
(1.2)
Of:
❚
Met:
– Fc = centripetaalkracht in N;
– O = massa van de onbalans in g;
– ω = hoeksnelheid rad/s;
– R = straal van de onbalans in m;
– m = rotorgewicht in kg;
– e = zwaartepuntsverplaatsing in m.
Omdat we in beide gevallen uitgaan van dezelfde onbalans kunnen we ook
schrijven:
❚
e·m=O·R
(1.3)
O·R
e = ———
m
(1.4)
Of:
❚
Hiermee kunnen we de zwaartepuntsverplaatsing van het rotorlichaam bepalen
ten opzichte van de rotatie-as. De eenheid hiervoor is:
g · mm/1000 g = mm/1000 = µm
Deze zwaartepuntsverplaatsing is een goede maat van de onbalans.
1.3
Invloed onbalans op lagers
Als de onbalans precies in het midden van de as ligt, wil de as een cilindrische
beweging maken. Zie figuur 1.6b.
De lagers moeten de cilindrische beweging opvangen, waardoor deze op ieder
moment een andere reactiekracht moeten leveren. Hierdoor gaat het lager trillen.
De trillingen worden daarna weer overgebracht op de rest van de installatie.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
163
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
7
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Fc
Fc
A
B
B
A
a
onbalans
b
cilindrische asbeweging
Figuur 1.6 Onbalans in midden as
De onbalans kan ook nog uit het midden van de as liggen. Zie figuur 1.7a.
In dit geval wil de as een kegelvormige beweging maken, waarbij het lager A een
grotere reactiekracht moet leveren dan lager B. Zie figuur 1.7b.
Een andere mogelijkheid is dat twee onbalansen werken op eenzelfde afstand van
het midden van de as. De as krijgt dan twee uitwijkingen die precies
tegenovergesteld zijn aan elkaar. De as wil dan een dubbele kegelbeweging
maken. Zie figuur 1.8.
In de praktijk hebben we combinaties van deze bewegingen. Onbalans voldoet
namelijk niet altijd aan de beschreven voorwaarden. Om de onbalans van een as
Fc
A
Fc
B
B
A
a
a-symmetrische onbalans
b
kegelvormige asbeweging
Figuur 1.7 Zwaartepunt uit midden as
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
164
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
8
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
B
Fc
Fc
A
B
A
Fc
Fc
Figuur 1.8 Beweging in vorm dubbele kegel
te kunnen wegnemen zodat het trillingsgedrag wordt verbeterd, moeten we de as
balanceren. Voordat we dit doen, moeten we eerst bepalen tot welke hoofdgroep
de onbalans behoort.
We onderscheiden namelijk:
– de statische onbalans;
– de dynamische onbalans.
Statische onbalans
Bij een statische onbalans maakt een as met bijvoorbeeld een vliegwiel een
cilindrische beweging, doordat de rotatie-as uit het zwaartepunt ligt. Vanuit de
lengterichting gezien ligt het zwaartepunt echter wel in het midden van de as.
Zie figuur 1.9.
We kunnen deze onbalans opsporen door de as vrijdraaiend horizontaal op te
hangen. Daardoor draait de as heen en weer totdat het zwaartepunt recht onder
de as is gekomen. Deze onbalans kunnen we dus met pendelen vinden. Vandaar
de naam statische onbalans.
onbalans
Figuur 1.9 Statische onbalans in as met vliegwiel
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
165
9
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Dynamische onbalans
In figuur 1.10 zien we een situatie waarbij de as met het vliegwiel wel statisch is
gebalanceerd. Nu hebben we echter twee onbalansen die elk aan een zijde van het
vliegwiel liggen.
Als de as met het vliegwiel gaat draaien, dan wordt door de centripetaalkrachten
op het vliegwiel een koppel uitgeoefend dat de as in een dubbele kegelvormige
beweging brengt. We kunnen dit verschijnsel alleen waarnemen als de as een
hoge rotatie-frequentie heeft. Vandaar de naam dynamische onbalans.
Een onbalans heeft uitwerking op de lagers, omdat ze daardoor op een
oneigenlijke manier belast worden. Daarom kunnen we de onbalans tijdens het
meten hier vaststellen. In figuur 1.11 zien we een as waarop een onbalanskracht
FR werkt.
Fc
Fc
Figuur 1.10 Dynamische onbalans in as met vliegwiel
FR
F1
a
c
F2
1
2
b
_F
2
_F
1
Figuur 1.11 Invloed onbalans FR op aslagers
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
166
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
10
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Met de momentenstelling kunnen we de invloed op de lagers berekenen:
❚
c
F1 = FR · —
b
(1.5)
❚
a
F2 = FR · —
b
(1.6)
Met:
– FR = de centrifugaalkracht op de rotor in N;
– F1 = de centrifugaalkracht in lager 1 in N;
– F2 = de centrifugaalkracht in lager 2 in N.
multischijvenmodel
In werkelijkheid werkt er op een rotor nooit één onbalans, maar in principe
oneindig veel. Om toch de invloed van deze onbalansen op de lagers te kunnen
bepalen, delen we de rotor op in een aantal schijven. We noemen dit het multischijvenmodel. Zie figuur 1.12.
Figuur 1.12 Multi-schijvenmodel
In dit model werkt in elke schijf een centrifugaalkracht die door een onbalans is
veroorzaakt. Al deze centrifugaalkrachten kunnen we in twee vlakken tot twee
resulterende centrifugaalkrachten samenvoegen.
Met andere woorden: de beide resulterende centrifugaalkrachten oefenen op de
lagervlakken dezelfde krachten uit als alle afzonderlijke centrifugaalkrachten
samen. Zie figuur 1.13.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
167
11
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
2
3
1
2
1
1 = statische onbalans
2 = onbalanskoppel
3 = dynamische onbalans
3
(1+2=3)
Figuur 1.13 Resulterende centrifugaalkrachten op een rotor
1.4
Onbalans als vectoriële grootheid
Balanceren is het zodanig behandelen van een draaiende as en eventueel daarop
gemonteerde onderdelen, dat het zwaartepunt in het midden van de as en precies
op de rotatie-as komt te liggen.
Dit kunnen we op twee manieren uitvoeren, namelijk:
– door het aanbrengen van een bepaalde massa;
– door het weghalen van materiaal.
Uit de mechanica weten we dat een kracht bestaat uit een grootte en een richting.
Dit geldt natuurlijk ook voor een centrifugaalkracht. Zie figuur 1.14.
0
270
90
180
Figuur 1.14 Een kracht heeft een grootte en een richting
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
168
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
12
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Als we een rotatielichaam willen balanceren, moeten we dus bepalen:
– de grootte van de onbalans;
– de richting van de onbalans;
– de plaats waar we de onbalans willen corrigeren;
– de grootte van de correctiemassa.
Omdat de correctiemassa niet gelijk is aan de onbalansmassa, gebruiken we de
volgende vergelijking:
❚
→
O= O · R
(1.7)
Met:
→
– O = onbalans in g · mm;
– R = radius tot aan het massamiddelpunt van O in mm;
– O = onbalansmassa in g.
polaire correctie
In figuur 1.15 zien we een voorbeeld van een correctie waarbij materiaal is
weggenomen om het zwaartepunt van het rotorlichaam weer in de rotatie-as van
de as te krijgen. We noemen deze methode de polaire correctie.
Soms kunnen we echter geen polaire correctie toepassen, omdat het rotorlichaam
hiervoor niet geschikt is. De onbalans moeten we dan ontbinden in de richtingen
waar we wel kunnen corrigeren. We verdelen de onbalans daartoe in
componenten. Zie figuur 1.16.
0
O0
O
90
O 90
Figuur 1.15 Polaire correctie
Figuur 1.16 Verdeling onbalans in
componenten
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
1.5
169
13
Balanceerinstallaties
In een industriële omgeving worden speciale machines gebouwd waarop we een
product kunnen balanceren. Zie figuur 1.17.
Figuur 1.17 Gebalanceerde turbine-as in een balanceerinstallatie
In principe komen alle draaiende onderdelen van een installatie voor balancering
in aanmerking. De kosten van het balanceren zijn echter vooral hoog door de
speciale balanceerinstallaties. Daarom beperken we ons in de praktijk tot
sneldraaiende producten.
Voor bijvoorbeeld vliegtuigmotoren en turbinewielen is het heel belangrijk dat
deze goed gebalanceerd zijn, omdat deze een hoge rotatie-frequentie combineren
met een grote massa.
1.5.1
waterpas-apparaat
Statische balanceerinstallaties
We voeren bijvoorbeeld een eenvoudige statische balancering uit bij het vliegwiel
van een middelsnelle dieselmotor. Hierbij leggen we het vliegwiel op een
waterpas-apparaat. Zie figuur 1.18.
Als het wiel aan een bepaalde zijde scheefhangt, kunnen we dit compenseren
door aan de andere zijde tegengewichten aan te brengen. Denk aan propjes klei.
Nadat we het gehele wiel in evenwicht hebben gebracht, kunnen we berekenen
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
170
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
14
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
hoeveel materiaal we aan de zwaarste kant moeten weghalen om de onbalans
weg te werken.
Ook kunnen we een vliegwiel op een as monteren en deze dan op twee messen
leggen. Het vliegwiel gaat dan door zijn onbalans in een zodanige positie staan
dat de onbalans aan de onderzijde zit. Ook nu kunnen we met propjes klei het
vliegwiel balanceren. Zie figuur 1.19.
Figuur 1.18 Waterpas-apparaat voor balanceren van vliegwielen
O x G
Figuur 1.19 Bepalen statische onbalans door afrollen
1.5.2
Dynamische balanceerinstallaties
Het voordeel van dynamische balanceerinstallaties is dat ze ook statisch kunnen
balanceren. In figuur 1.20a zien we de opbouw van een installatie, waarbij de
rotor horizontaal wordt gebalanceerd.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
171
15
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Horizontale balanceermachine
Een horizontale balanceermachine bestaat in principe uit een aandrijfsysteem (1)
en een meetgedeelte. Het aandrijfsysteem drijft de rotor aan met een bepaalde
rotatie-frequentie om een meetsignaal te krijgen.
Op de aandrijfas is een inductie-opnemer (2) geplaatst. Daarmee kunnen we
vanuit een referentiepunt bepaalde hoeken meten. We noemen deze opnemer de
referentiegever.
De rotor wordt op het meetgedeelte op twee meetbokken geplaatst.
Zie figuur 1.20b.
2
5
4
1
9
7
6
8
3
3
a
opbouw
b
meetbok
Figuur 1.20 Horizontale balanceermachine
De meetbokken (3) zijn beweegbaar op een frame geplaatst. Hierdoor kunnen we
ze instellen op een bepaalde lengte van een rotor. De as van de rotor ligt op twee
rollen (4).
Daaroverheen hebben we een veiligheidsbeugel (5) die ervoor zorgt dat de as niet
vanaf de rollen kan springen.
Verder kunnen we op de meetbok een rol in axiale richting monteren. Deze rol
zorgt ervoor dat de rotor niet in de lengterichting kan verschuiven.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
172
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
16
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
De as is in hoogte instelbaar (6), zodat we deze recht voor het aandrijfsysteem
kunnen plaatsen en horizontaal kunnen leggen.
De stoel is verder opgedeeld in twee delen, namelijk een beweegbaar bovendeel
en een stabiel onderstuk dat is vastgemaakt op de fundatie. Deze twee delen zijn
aan elkaar gekoppeld door middel van twee veerelementen (8).
Tussen de platen van deze veerelementen is een inductieve opnemer als
trillingsopnemer (9) geplaatst, die de bewegingen van de veerelementen kan
meten.
trillingsopnemers
referentiegever
In figuur 1.21 zien we het schema van het elektrisch meetcircuit.
frequentie-selectie
vlakkenschelding
kalibreren
onbalans-aanwijzing
besturing
onbalanscorrectie
Figuur 1.21 Elektrisch meetcircuit
De werking van het systeem verloopt als volgt.
Eerst voeren we volgens figuur 1.22a de volgende twee set-up-waarden in een
computer in:
– de afstanden van de twee vlakken waarop gecorrigeerd moet worden;
– de straal vanuit de hartlijn van de as waarop de correctie wordt uitgevoerd.
Hierna brengt het aandrijfgedeelte de waaier in beweging. Tijdens de meting
krijgen we drie signalen:
– twee signalen van de trillingsopnemers op de stoelen;
– een signaal van de referentiegever.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
173
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
17
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
a
set-up-maten waaier
b
uitlezing balancering
Figuur 1.22 Centrifugaalpomp
Deze drie signalen worden naar de computer gestuurd. Daarbij meten de
opnemers op de stoelen de kracht van de onbalans. De referentiegever registreert
de hoek waarbij deze krachten het grootst zijn.
De computer geeft vervolgens aan waar en hoe groot op de twee vlakken
gecorrigeerd moet worden. Zie figuur 1.22b.
Na de correctie wordt nogmaals een meetwaarde gemaakt om te zien of deze
inderdaad tot het gewenste resultaat heeft geleid.
Verticale balanceermachines
Voor kortere rotors kunnen we echter ook kiezen voor een verticale installatie.
Dergelijke balanceermachines gebruiken we vaak voor het balanceren van
waaiers van centrifugaalpompen of van ventilatoren. Zie figuur 1.23.
1.6
Normen voor balanceringen
Natuurlijk is een absolute balancering onmogelijk. We hebben altijd een rest
onbalans in de rotor. Of we deze rest onbalans toelaatbaar vinden of niet, hangt
voor een groot deel af van de massa van de rotor en zijn toerental. Voor de
balanceerkwaliteit en balanceerinstallatie zijn daarom enkele internationale
normen opgesteld.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
174
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
18
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Figuur 1.23 Toepassing verticale balanceermachine
We beperken ons tot de belangrijke norm voor starre motoren, namelijk de norm
voor de balanceerkwaliteit ISO 1940/1. Voor andere typen rotoren (zoals
elastische rotoren) zijn andere normen opgesteld.
ISO 1940/1
In de norm ISO 1940/1 zijn alle denkbare typen starre rotors verdeeld in een
aantal groepen. Hierbij gaan we uit van een kwaliteitsgraad van de balancering.
In figuur 1.24 zien we een schema waarbij de kwaliteitsgraad gelijk is aan de
zwaartepuntsverplaatsing vermenigvuldigd met de hoeksnelheid:
❚
G=e·ω
(1.8)
G = e .ω
e
ω
e = zwaartepuntsverplaatsing
t.o.v. de rotatieas
Figuur 1.24 Kwaliteitsgraad volgens ISO 1940/1
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
19
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
T
A B E L
1 . 1
BALANCEER-KWALITEITSGRADEN
175
VOOR
VERSCHILLENDE GROEPEN VAN REPRESENTATIEVE
STARRE ROTORS
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
176
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
20
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
10
5
G
5
υ
G
2
10
63
0
25
0
10
0
4
G
5
2
10
3
5
G
40
2
G
10
2
G
5
2
G
10
G
16
6,
3
2,
5
1
5
G
0,
4
2
1
0,5
0,2
10
1
3
0,5
5
1
10
2
2
2
3
5
5
10
10
3
20
2
3
50
5
100
10
4
200
2
3
5
5
10 r/min
500 1000 2 000 r/s
Figuur 1.25 Toelaatbare onbalans per groep bij bepaalde toerentallen
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
177
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
21
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
In tabel 1.1 zien we de verdeling van de verschillende typen rotoren naar hun
kwaliteitsgraad.
Als we met tabel 1.1 hebben vastgesteld tot welke G-groep een rotor behoort,
→
kunnen we de grafiek van figuur 1.25 bepalen welke onbalans O toelaatbaar per kg
rotormassa M bij een bepaald toerental in s-1 toelaatbaar is.
Voorbeeld
In figuur 1.26 zien we een rotor met een massa van 100 kg.
De correctieradius = r1 = r2 = 100 mm. Het toerental = 3000 min-1.
r1
r2
Figuur 1.26 Rotor
Met tabel 1.1 kunnen we bepalen tot welke kwaliteitsklasse deze rotor
behoort. In dit geval is dit G = 6,3.
Met figuur 1.25 kunnen we bepalen dat bij een toerental van 3000 min-1
en een kwaliteitsklasse G = 6,3 de toelaatbare onbalans gelijk is aan
20 g · mm/kg.
Deze uitkomst is gelijk aan een zwaartepuntsverplaatsing van 20 mm.
We kunnen nu de totale rest-onbalans bepalen door de toelaatbare
onbalans te vermenigvuldigen met de massa van de rotor:
→
Otot = 20 g · mm/kg × 100 kg = 2000 g · mm
Doordat het anker aan beide zijden dezelfde correctieradius heeft,
2000
is de toelaatbare rest-onbalans per vlak gelijk aan —
—
—
— = 1000 g · mm.
2
De toelaatbare onbalansmassa per correctievlak is in dit geval:
1000 g · mm
—————— = 10 g
100 mm
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
178
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
22
1.7
massa-veersysteem
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Tr i l l i n g s - i s o l a t i e d o o r v i s k e u z e d e m p i n g
Viskeuze demping kan bij lage snelheden worden veroorzaakt door een vloeistof
of gas, maar ook door elektrische inductie.
In figuur 1.27 zien we een massa die aan een veer is opgehangen. We noemen dit
een massa-veersysteem.
Aan de massa hebben we een zuiger in een viskeuze trillingsdemper gemonteerd.
Voor het gemak stellen we deze demper voor als een cilinder die aan de
bovenkant gesloten is met een te kleine zuiger.
m
vloeistof
Figuur 1.27 Massa-veersysteem met viskeuze trillingsdemper
dempingsconstante
Als we nu de massa naar beneden trekken en daarna weer loslaten, dan verdwijnt
de trilling vrij snel. Natuurlijk heeft de vloeistofwrijving hierop een grote
invloed. De wrijvingskracht is altijd tegengesteld aan de bewegingsrichting van
de massa.
De grootte van de wrijvingskracht in de vloeistof noemen we ook wel
dempingsconstante. Deze dempingsconstante is afhankelijk van twee factoren:
– de fysische eigenschappen van de vloeistof;
– de constructie van de trillingsdemper.
Lichte demping
We kunnen verschillende vloeistoffen toepassen. Als we in de demper water
hebben opgeslagen, dan is de tijd om de massa tot stilstand te brengen vrij lang.
We beschouwen dit soort demping als een lichte demping.
Kruipende demping
Als we een andere vloeistof in de demper brengen zoals stroop, wordt de massa
zeer snel tot stilstand gebracht. We noemen dit een kruipende demping, omdat de
massa niet de kans krijgt om in trilling te raken.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
179
23
Aan de andere kant brengt de stroop de massa heel langzaam naar de
evenwichtstoestand terug. Hij kruipt naar de beginpositie.
Kritische demping
Als we de stroop verwarmen, neemt de viscositeit af. We krijgen een situatie
waarbij de massa na het loslaten vanuit de beginafwijking net door de
evenwichtstoestand heen en weer beweegt. We noemen dit de kritische demping
van een trilling.
Keuze dempingsconstante
Elke demping van een trilling moet voldoen aan de eisen die we aan de demping
stellen. De demping door de schokdempers van een auto is waarschijnlijk geen
kruipende demping, omdat de carrosserie bij een hobbelige weg dan niet snel
genoeg naar zijn evenwichtstand kan terugkeren. Hierbij kiezen we meestal voor
een lichte of kritische demping.
Kruipende demping wordt meestal toegepast voor instrumenten in het
dashboard van een auto, zoals de benzinemeters en temperatuurmeters.
Bij meetinstrumenten kiezen we meestal voor een kritische demping, omdat een
sterk slingerende meetnaald onwerkbaar is.
1.7.1
Torsie-trillingsdempers
Bij de viskeuze trillingsdempers gebruiken we vloeistoffen voor het dempen van
de trillingen. We kunnen bijvoorbeeld hierbij denken aan het dempen van de
trillingen in de krukas van een motor. Doordat een krukas een nogal slappe
constructie is, krijgen we hierin tijdens het draaien van de motor koppels die de
krukas doen torderen. Dit torderen gebeurt zowel in de draairichting als in de
tegengestelde richting. Zie figuur 1.28.
Om deze trillingen te dempen, monteren we meestal aan de voorzijde van de
motor een torsie-trillingsdemper. Zie figuur 1.29.
De trillingsdemper bestaat in principe uit een ringvormig huis met daarin een
gelijkvormige massa. Zie figuur 1.30.
De verbinding tussen de massa van de torsie-trillingsdemper en de krukas bestaat
uit een viskeuze vloeistof. Als we geen torsietrilling hebben, draait deze massa
continu met de krukas mee in dezelfde rotatie-frequentie.
Als we echter wel een torsietrilling krijgen, trilt het huis van de torsietrillingsdemper mee. De massa houdt ondertussen een constante rotatiefrequentie. De viskeuze vloeistof gaat nu tegengesteld aan de trillingen werken en
dempt dus deze trillingen.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
180
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
24
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Fz
Fz
a
tijdens expansieslag
b
tijdens compressieslag
Figuur 1.28 Torderen van een krukas van een motor
huis
deksel
siliconen
vloeistof
massa van
het vliegwiel
lagering
Figuur 1.29 Torsie-trillingsdemper op krukas
Figuur 1.30 Torsie-trillingsdemper
dieselmotor
Tijdens het draaien wordt door een positief koppel de energie van de versnelling
van de krukas opgenomen door de massa van de trillingsdemper.
De draaiing van de krukas wordt afgeremd door deze massa. Bij een negatief
koppel op de krukas wordt een deel van de energie die in de massa is opgeslagen,
weer aan de krukas afgegeven. Daardoor krijgen we een demping van het
versnellen en worden de torderingen vertraagd.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
181
25
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
1.7.2
Schokdempers
De schokdempers van een auto moeten het comfort verbeteren. Voor een goede
wegligging is het belangrijk dat:
– de bewegingen van de carrosserie en het natrillen snel dempen;
– de wielen het wegdek niet loslaten;
– de trillingen van wielen en assen die door een slecht wegdek worden
opgewekt, bij verschillende snelheden worden gedempt.
belangen
Als een wiel door een oneffenheid in de weg omhoog wordt gedrukt, maakt de
demper dus een inwaartse slag. Als de auto bijvoorbeeld door een put rijdt,
maakt de demper een uitwaartse slag.
We hebben hierbij twee tegengestelde belangen:
– comfort;
– wegligging.
Het rijcomfort van een auto gaat altijd ten koste van de wegligging en
omgekeerd:
– als de uitwaartse dempingskracht te groot is:
– is het rijcomfort minder;
– heeft de auto een betere wegligging;
– heeft de schokdemper een langere levensduur;
– als de uitwaartse dempingskracht te klein is:
– heeft de auto een goed rijcomfort;
– heeft de auto een slechtere wegligging;
– heeft de schokdemper een minder lange levensduur;
– als de inwaartse dempingskracht te groot is:
– heeft de auto een slechter rijcomfort;
– heeft de schokdemper een kortere levensduur;
– als de inwaartse dempingskracht te klein is:
– heeft de auto een slechtere wegligging;
– gaat het wiel stuiteren.
Hieruit blijkt dat we bij de keuze van de schokdempers voor een auto naar een
compromis moeten zoeken. De demping is in de regel licht gedempt, tegen het
kritische aan. Als de demping te stug is (kritisch of kruipend), keert de carrosserie
op een hobbelige weg niet snel genoeg terug naar de ruststand.
De schokdemping bij auto’s wordt uitgevoerd door telescopische schokdempers.
Deze dempers zetten de bewegingsenergie om in warmte-energie waarmee de
bewegingen van de auto worden gedempt. Hierbij zijn verschillende uitvoeringen
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
182
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
26
één-pijpsdemper
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
mogelijk. In figuur 1.31a zien we een schema van een één-pijpsdemper. In figuur
1.31b zien we een opengewerkte voorstelling.
De één-pijpsdemper bestaat in principe uit een cilinder met daarin een zuiger met
kleppen en een zuigerstang (1). De zuigerstang wordt vastgemaakt aan de auto.
De cilinder wordt aan de wielophanging bevestigd.
Tijdens een inwaartse slag stroomt de olie vanuit de onderzijde van de cilinder
via de kleppen in de zuiger naarboven. Door de zuigerstang is er boven de zuiger
minder ruimte. Daardoor kan de demper vastlopen. Om dit te voorkomen, is in
de cilinder onder de zuiger een scheidingszuiger (2) aangebracht. Daaronder is
een gaskussen (3) gevormd, die het groter en kleiner worden van het volume
tijdens het werken van de demper opvangt.
bevestigingsoog
zuigerstanggeleiding
zuigerstangafdichting
1
zuigerstang
beschermbuis
zuiger met kleppen
werkcilinder
2
scheidingszuiger
3
gaskussen
bevestigingsoog
a
schema
b
opengewerkt
Figuur 1.31 Eén-pijpsdemper
twee-pijpsdemper
Ook kunnen we een twee-pijpsdemper toepassen. In figuur 1.32a zien we het
schema van zo’n demper. In figuur 1.32b zien we een opengewerkte voorstelling.
De twee-pijpsdemper bestaat uit een cilinder met een zuiger en een zuigerstang.
Om de cilinder is een buis aangebracht. Daarbij functioneert de ruimte tussen de
cilinder en de buis als een opslagruimte. Bij het indrukken van de zuigerstang
wordt de overtollige olie via de bodemklep (2) in deze opslagruimte geperst. De
ruimte tussen de buis en de cilinder is nooit geheel met olie gevuld.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
183
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
27
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
bevestigingsoog
zuigerstangafdichting
zuigerstanggeleiding
1
1
lucht
zuigerstang
oliereservoir
beschermbuis
reservoirbuis
werkcilinder
zuiger met kleppen
2
3
bodemklep
bevestigingsoog
a
schema
b
opengewerkt
Figuur 1.32 Twee-pijpsdemper
1.8
Tr i l l i n g s - i s o l a t i e d o o r d r o g e d e m p i n g
Bij machine-installaties worden trillingen opgewekt door de mechanische acties
in deze installatie. Om te voorkomen dat deze trillingen worden overgebracht op
de omgeving, moeten we deze trillingen van de installatie isoleren.
We kunnen echter ook een installatie zoals een 3D-meetmachine isoleren van zijn
omgeving, zodat trillingen vanuit de meetkamer geen invloed hebben op de
meting.
In de praktijk hebben we dus twee vormen van trillings-isolatie:
– actieve trillings-isolatie: het isoleren van de trillingen die in een machine op
een apparaat ontstaan;
– passieve trillings-isolatie: het isoleren van machines en apparaten tegen
trillingen die van buitenaf komen.
Als we een machine los op een fundatie plaatsen en vervolgens in bedrijf stellen,
worden de trillingen gedempt door de wrijving tussen het frame en de fundatie.
We onderscheiden in dit verband dus twee soorten dempingskrachten:
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
184
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
28
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
– viskeuze wrijving als een lichaam in een vloeistof of gas beweegt;
– droge wrijving tussen vaste lichamen.
droge demping
In deze paragraaf bespreken we de droge demping. Er is echter een overeenkomst
met viskeuze demping. Bij viskeuze demping wordt namelijk de trillingsenergie
omgezet in warmte-energie in de vloeistof, die daarmee de trillingen onderdrukt.
Bij het isoleren van machine-installaties gebruiken we droge trillingsdempers die
de trillingsenergie eveneens omzetten in wrijvingswarmte.
Een trillingsdemper die werkt volgens het droge systeem, bestaat over het
algemeen uit een rubber element. Deze heeft eventueel gevulcaniseerde metalen
bevestigingsdelen. Zie figuur 1.33.
Het rubber element neemt de trilling op en zet deze om in warmte. Hiermee
voorkomen we dat deze wordt overgedragen op de fundatie van de installatie.
We kunnen uit veel soorten trillingsdempers kiezen. Zie figuur 1.34. Voordat we
een optimaal werkende trillingsdemper kiezen, moeten we eerst enkele waarden
van de installatie bepalen. Als voorbeeld nemen we een centrifugaalpomp met
een massa van 600 kg en een toerental van 2400 min-1.
Figuur 1.33 Machine op trillings-isolatoren (trillingsdempers)
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
185
29
Figuur 1.34 Keuze type trillingsdemper
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
186
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
30
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Stoorfrequentie
Allereerst moeten we de trillingsfrequentie of stoorfrequentie in Hz vaststellen.
Deze is meestal gelijk aan het toerental van de machine of gelijk aan het laagste
toerental van de bewegende hoofdonderdelen.
In dit geval is de stoorfrequentie gelijk aan:
2400 min-1
fstoor = —————— = 40 Hz
60 min
Gewenste dempingsgraad
100
kg
500
60
1000
%
4000
70
8000
80
16000
90
minimum dempingsgraad
totale machinemassa
Vervolgens bepalen we de gewenste dempingsgraad van de trilling. Deze ligt
meestal tussen de 80% en 95% van de opgewekte trillingen.
In figuur 1.35 zien we een diagram. Daarmee bepalen we de dempingsgraad van
installaties waarvan de roterende massa klein is in vergelijking met de massa van
de totale installatie. De streeplijnen geven de afleesmethode aan.
In figuur 1.35 zien we dat bij een toerental van 2500 min-1 en een massa van
500 kg de minimaal aanvaardbare dempingsgraad gelijk is aan 90%.
98
1000
1500
2000
_1
2500 min 3000
toerental
Figuur 1.35 Diagram voor bepalen dempingsgraad
Statische veerweg
Als de dempingsgraad bekend is, kunnen we met figuur 1.36 de statische veerweg
bepalen. Deze statische veerweg is de indrukking van de trillingsdemper tijdens
de belasting. Hoe groter de veerweg is, hoe groter de trillings-isolatie is.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
187
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
31
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
In figuur 1.36 kunnen we aflezen dat voor de centrifugaalpomp bij een
stoorfrequentie van 40 Hz en een dempingsgraad van 90% een veerweg nodig is
van 2,3 mm.
0,1
in
mm
0,006
0,15
0,008
0,2
0,012
0,3
0,016
0,4
0,020
0,5
70 %
75 %
80 %
tie
an
90 %
95 %
stootisolatie
20
0,039
1,0
0,059
1,5
0,079
2,0
0,098
2,5
10
0,118
3,0
9
0,157
4,0
8
0,197
5,0
0,394
10
0,591
15
0,787
20
1,181
30
1,969
50
3,150
80
15
85 %
on
30
0,004
res
40
statische veerweg
deze
zone
vermijden
98 %
7
6
5
4
2,5
3
3,5
4
5
6
7
8
9
10
15
20
25
30
35
40
45
50
60
70
80
90
100
Hz
150
180
210
240
300
360
420
480
540
600
900
1200
1500
1800
2100
2400
2700
3000
3600
4200
4800
5400
6000
2
2
3
120
eigenfrequentie van de demper
Hz
50
dempingsgraad
0%
60
omw/min
stoorfrequentie
Figuur 1.36 Diagram voor bepalen veerweg
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
188
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
32
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Aantal trillingsdempers
Tot slot bepalen we de belasting per trillingsdemper door de totale massa van de
installatie te delen door het aantal trillingsdempers.
Nadat we alle voorgaande waarden hebben gevonden, kunnen we de
trillingsdemper kiezen. Voor de gewenste uitvoering raadplegen we de gegevens
van fabrikanten van trillingsdempers. In figuur 1.37 zien we een voorbeeld van
de fabrieksdocumentatie van een bepaald type trillingsdemper. Hierbij:
– moet de veerweg minimaal even groot zijn als de statische veerweg;
– mag de maximaal toegestane belasting niet worden overschreden.
Als we deze pomp opstellen op vier dempers, is de belasting per demper:
600 kg
——— = 150 kg
4
Uit de statische veerkrommen van figuur 1.37 kunnen we afleiden dat in dit geval
MST 103 met een rubberhardheid A de meest geschikte demper is.
1.9
Plaatsing op fundatie
Voordat we een machine uitlijnen, moeten we eerst beoordelen of de machine wel
goed op zijn fundatie staat. Zoals een wankele tafel of stoel ongemak geeft,
zo geeft een wankele machine uitlijnfrustraties. De machine staat elke keer
verschillend als hij wordt uitgelijnd. De controlemetingen geven aan dat de
machine nog steeds niet goed uitgelijnd is.
softfoot
parallelle softfoot
hoek-softfoot
In zo’n geval spreken we van een softfoot (losse voet). Een softfoot kan zorgen
voor overmatige trillingen, omdat een machine met een softfoot bij het vastzetten
onder spanning komt te staan.
Een softfoot kunnen we op twee manieren herkennen. We onderscheiden:
– een parallelle softfoot;
– een hoek-softfoot.
In figuur 1.38 zien we een parallelle softfoot. Doordat de fundatie en de
machinevoet hierbij evenwijdig aan elkaar zijn, kunnen we de correctie
eenvoudig uitvoeren door het toevoegen of weghalen van vulplaten.
In figuur 1.39 zien we een hoek-softfoot. Dit wordt veroorzaakt doordat
fundatie en machinevoet een hoek met elkaar vormen. Gewone vulplaten lossen
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
189
33
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Figuur 1.37 Fabrieksdocumentatie trillingsdempers
Figuur 1.38 Parallelle softfoot
Figuur 1.39 Hoek-softfoot
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
190
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
34
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
het probleem niet op. Wel kunnen we de machine demonteren, zodat we de
voeten goed kunnen bewerken. Als we de machine niet zonder meer kunnen
demonteren, dan kunnen we wigvormige vulplaten gebruiken om de
hoekruimten tussen de machinevoet en fundatie op te vullen.
kiepvoet
Als er verscheidene voeten scheef onder de machine staan, dan spreken we over
een kiepvoet. Het wordt dan veel moeilijker om de afwijking te meten en te
corrigeren. We ontdekken een kiepvoet vaak pas nadat we een aantal keer er niet
in slagen de softfoot te reduceren.
Bij een kiepvoet kunnen we het volgende doen:
– een aangepaste shim (vulplaatje) maken;
– de voet en/of fundatie vlakken (niet altijd mogelijk).
Sommige problemen lijken na meting op een softfoot, maar zijn het uiteindelijk
niet. Het probleem ligt dan niet bij de machine, maar bij de fundatie zelf. Deze
kan scheef maar ook holvormig of bolvormig zijn. Zie figuur 1.40 en figuur 1.41.
In dergelijke gevallen moeten we natuurlijk de fundatie aanpassen.
Figuur 1.40 Bolvormige fundatie
Figuur 1.41 Scheve fundatie
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
191
35
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Deze problemen kunnen we meten als:
– we bij de machine of constructie alle fundatiebouten hebben losgedraaid;
– we gaan meten bij elke fundatiebout met een stel voelermaten op eventuele
speling of wigvorm van de vulling.
stappenplan
De controle van de plaatsing van een machine of constructie doen we volgens een
stappenplan:
1 los alle verankeringsbouten;
2 meet met voelermaten op eventuele hol-, bol- of scheefvormigheid van de
fundatie;
3 span alle verankeringsbouten tot hun gewenste momentwaarde met de
vulplaten er nog onder;
4 monteer een meetklok in de omgeving van elke machinevoet en zet deze op
nul (zie figuur 1.42);
5 begin bij een hoek en los de verankeringsbouten van die hoek;
6 observeer de uitwijking van de meetklok om te zien of de voet losstaat;
7 ga zo ook alle andere fundatiebouten langs;
8 als de uitleeswaarde van de meetklok groter is dan 0,05 mm, plaats dan een
vulplaat onder deze voet met een dikte gelijk aan de afleeswaarde van de
meetklok.
0
50
Figuur 1.42 Meetklok bij fundatiebout
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
192
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
36
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
1.10
Opvulmethoden
Het komt zelden voor dat machines direct goed op de fundatie staan. Een
oplossing bieden de opvulmethoden, die we vooral tegenkomen bij het uitlijnen
van machines en installaties.
Shims
In bedrijven komen we regelmatig latoenkoper tegen. Dit is messing band met
een breedte van 150 mm en in dikte variërend van 0,025 mm, 0,05 mm,
0,075 mm en 0,1 mm. Het latoenkoper wordt als een rol geleverd, zodat we zelf
eerst de gewenste vorm van de onderlegplaat moeten knippen en de plaat moeten
afbramen. Deze voorbewerking maakt deze variant nogal duur en tijdrovend.
Shims daarentegen zijn onderlegplaatjes met een voorbewerkte vorm.
Zie figuur 1.43. Ze zijn gemaakt van:
– corrosievast staal;
– messing.
a
schema
b
uitvoering
Figuur 1.43 Shim
Shims hoeven niet altijd uit een stuk te bestaan. We hebben een aantal
uitvoeringen, zoals lamibloc en rayshim, die zijn opgebouwd uit laagjes.
Zie figuur 1.44.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
193
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
37
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
8 x 0,1
1
A
d
4 x 0,05
Deze onderlegplaatjes hebben een dikte van 1 mm en zijn opgebouwd uit acht
laagjes van 0,1 mm en vier laagjes van 0,05 mm.
C
B
Figuur 1.44 Onderlegplaatjes opgebouwd uit laagjes
De laagjes kunnen we van elkaar afpellen, waardoor we precies de gewenste
dikte kunnen bepalen. Het voordeel van dit systeem is dat we een verend pakket
kunnen voorkomen. Een verend pakket ontstaat als we te veel losse plaatjes met
allemaal een heel kleine tussenruimte gebruiken, waardoor we een bladveereffect krijgen.
Deze onderlegplaatjes kunnen ook geleverd worden met een foliedikte van 0,025
mm. Natuurlijk kunnen we ook deze samengestelde onderlegplaat in de
uitvoeringsvormen van corrosievast staal en messing krijgen.
Ondergieten
Als blijkt dat we onder de machinevoet en fundatie nogal wat ruimte hebben, dan
kunnen we metalen blokken gaan maken. Bij ondergieten vervangen we echter de
vulblokken van staal door een gietbaar product. Een voorbeeld is epocast 36, dat
bestaat uit een twee-componentenhars. Zie figuur 1.45.
Voordat we deze hars kunnen toepassen, moet de machine eerst zijn uitgelijnd.
Figuur 1.45 Funderen door ondergieten
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
194
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
38
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Als we een gietbaar product gebruiken, gaat dit als volgt:
1 we smeren de fundatiebouten met een speciaal vet in of we omvatten de
fundatiebouten met een rubberen huls;
2 we maken de onderkant van de machinevoet en de bovenkant van de fundatie
schoon en we dekken ze af met een speciaal middel (hiermee voorkomen we
dat het gietbaar product vastkleeft, wat het verwijderen op een later tijdstip
moeilijker maakt);
3 vervolgens maken we over drie zijden een gietvorm van schuimrubber;
4 aan de voorkant komt een metalen plaatje, met voldoende ruimte om het
product te kunnen gieten;
5 we mengen hars en harder zorgvuldig waarna we de gietvorm vullen;
6 tijdens de volledige uitharding mogen we niets aan de machine doen;
7 na volledige uitharding draaien we de bouten vast met het voorgeschreven
moment.
Nastelbare fundatie-elementen
Een bijzondere opvulmethode is de toepassing van nastelbare uitvoeringen van
fundaties. Met dergelijke fundatie-elementen kunnen we op staal funderen met
een nauwkeurigheid van 0,01 mm. Zie figuur 1.46.
Figuur 1.46 Nastelbare uitvoering
voordelen
Nastelbare uitvoeringen bieden de volgende voordelen:
– parallelafwijkingen tussen machinevoet en fundatie worden tot een hoek van
4° geneutraliseerd (softfoot);
– ze dragen over het gehele vlak;
– nastellen blijft altijd mogelijk;
– we kunnen ze soms gebruiken voor het opstellen van machines op een
betonfundatie.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
195
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
39
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
nadelen
Gebruik van nastelbare fundatie-elementen heeft ook nadelen:
– een nastelbare uitvoering heeft een bepaalde inbouwhoogte, dat in bestaande
situaties niet altijd meer te realiseren is (in nieuwbouwprojecten is dit
duidelijk geen probleem);
– nastelbare fundatie-elementen zijn vrij duur.
1.11
Uitwendige krachten
Behalve problemen die veroorzaakt worden door de machine of fundatie zelf,
onderscheiden we ook uitwendige krachten die op de machine en de fundatie
werken. Zie figuur 1.47. Deze uitwendige krachten kunnen we verdelen in
horizontale krachten en verticale krachten.
Voorbeelden van dergelijke krachten zijn:
– thermische uitzetting van bijvoorbeeld een pijpleiding van een pomp;
– reactiekrachten van de te verpompen vloeistof in een pijpleiding;
– niet goed vastgezette verbindingselementen aan de installatie;
– het eigen gewicht van de verbindingselementen.
Figuur 1.47 Pijpleidingen in een installatie
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
196
40
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Deze krachten zijn natuurlijk voor de fundatie en de installatie die erop staat niet
erg bevorderlijk.
We kunnen horizontale krachten als volgt meten:
– de meetklokken plaatsen we tegen de zijkant van de fundatie;
– daarna lossen we alle fundatiebouten en kijken welke meetklok een
verandering aangeeft;
– als dit het geval is, dan hebben we dus een horizontale kracht op de installatie
die op de fundatie staat.
Dit krachtenspel op de fundatie moet binnen bepaalde grenzen liggen, die
afhankelijk zijn van de installatie. Eventueel kunnen we extra steunpunten
aanbrengen.
1.12
Gegevens machineleverancier
Om een fundatie goed te kunnen ontwerpen en produceren, moet de
machineleverancier een aantal gegevens verstrekken:
– algemene gegevens zoals:
– de afmeting van de machine op tekening;
– de bevestigingspunten van de machine/installatie op de fundatie;
– de plaats van de lagers;
– de hoogte van de as;
– blijvende belasting door de machine:
– plaats en grootte van de belastingen door het eigen gewicht;
– eventueel de plaats van de tijdelijke belastingen;
– periodiek wisselende belastingen door de machine zoals de locatie van de
niet-uitgebalanceerde krachten;
– stootbelasting op de fundatie ofwel de tijdelijke belasting van de machine in
gebruikstoestand, zoals wrijvingskrachten;
– warmte-ontwikkeling van de machine;
– aanvullende gegevens die volgens de machineleverancier van belang zijn voor
het ontwerp van de fundatie.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
7
197
BALANCERING, TRILLINGS-ISOLATIE EN FUNDATIE
41
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
1.13
Visuele inspectie
Het is raadzaam ten minste eenmaal per jaar een visuele inspectie te houden.
Hierbij kijken we bij roterende installaties naar:
– fundaties;
– grondplaten;
– machinebehuizing;
– vulplaten;
– bouten;
– beschadigingen;
– roestvorming.
Hierna volgt een lijst van wat we tijdens zo’n visuele inspectie zoal kunnen
nagaan:
– positionering van de ondersteuning van het aangesloten pijpenwerk bij
pompen;
– de flexibele pijpverbinding die een thermische of hydraulische beweging
toelaat;
– losse bouten op de pijpflenzen;
– barsten in de fundatie of steunkolommen;
– scheurontwikkeling rond de verankeringsbouten;
– losse verankeringsbouten;
– waterinsijpeling tussen grondplaat en fundatie;
– losse of afgebroken stelpennen;
– losse vulplaten;
– verroeste vulplaten;
– verf op de vulplaten.
Bij stilstaande constructies letten we vooral op erosie en roest. Omdat
uiteindelijk de hele constructie of machine afhankelijk is van de fundatie, moet
de fundatie in optimale staat verkeren. In het verleden hebben gebreken in de
fundatie geleid tot grote schade aan machines of constructies.
Een visuele inspectie hoeft niet veel tijd in beslag te nemen. Als gebreken aan het
licht komen, dan moeten we zo snel mogelijk actie ondernemen. Meestal kan een
bedrijf zelf de gebreken verhelpen, zoals bij schade aan grondplaten,
machinebehuizingen en stalen fundaties. Zie figuur 1.48.
Bij schade aan betonfundaties moeten we meestal de hulp van gespecialiseerde
bedrijven inschakelen.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
198
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
42
Balancering, trillings-isolatie en fundatie
Figuur 1.48 Aangetaste fundatie
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
Boutverbindingen,
borging en afdichting
25
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
120
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
44
2.1
hoofdgroepen
Boutverbindingen, borging en afdichting
Montagegereedschap
Bij het monteren van een kritische verbinding is de belangrijkste voorwaarde dat
je de voorspankracht op de juiste manier aanbrengt en binnen bepaalde
toleranties houdt.
Dat betekent dat je het aandraaimoment precies moet aangeven met nauwkeurig
gereedschap. Je hebt drie hoofdgroepen gereedschappen, namelijk voor:
– draaimoment-bestuurde montage;
– hoekverdraaiings-bestuurde montage;
– rekgrens-bestuurde montage.
2.1.1
Draaimoment-bestuurde montage
Voor dit soort montage kun je impuls-bestuurde apparatuur gebruiken, zoals
slagmoeraanzetters of momentsleutels. Impuls-bestuurde apparatuur gebruik je
bijvoorbeeld in garages voor het aandraaien van de wielmoeren van auto’s.
Zie figuur 2.1. Deze methode is echter heel onnauwkeurig en daarom eigenlijk
niet geschikt voor kritische boutverbindingen.
momentsleutel
Het enig geschikte gereedschap voor draaimoment-bestuurde montage van een
boutverbinding is een aanwijzende of signaalgevende momentsleutel. Dit is een
geijkte sleutel die kritische boutverbindingen voorziet van een meetbaar en
Figuur 2.1 Gebruik impuls-bestuurde moeraanzetters
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
5
BOUTVERBINGINGEN, BORGING EN AFDICHTING
Boutverbindingen, borging en afdichting
121
45
instelbaar aandraaimoment. Op een momentsleutel past een dop waarmee je de
moer aandraait. Stel dat het om een moer gaat met een moment van 100 N · m.
Dan draai je de handgreep op deze waarde, zet de dop op de moer en trek de
moer aan tot de sleutel doorklikt. Het juiste aandraaimoment is dan bereikt.
Bij de groep momentsleutels hoort ook de motorische inschroefapparatuur, die je
instelt met een drukregeling of een instelbare momentkoppeling.
2.1.2
Hoekverdraaiings-bestuurde montage
Bij een gemonteerde boutverbinding is de boutverlenging in het elastische gebied
recht evenredig met de voorspankracht. Als je de verlenging kunt meten, kun je
ook de voorspankracht vaststellen.
Op grond van deze gegevens is een aandraaimethode ontwikkeld waarbij je de
boutverlenging indirect meet tijdens het aanbrengen van de voorspankracht.
Dit gaat als volgt.
Met een momentsleutel breng je op de verbinding een zogenoemd
vooraandraaimoment aan (van bijvoorbeeld 30 N · m). Alle ingeklemde
constructiedelen liggen daardoor vlak op elkaar. Je zet vervolgens de
verdraaiingsmeter op nul, en draait de moer over een bepaalde hoek verder aan.
Zo komt de boutverbinding verder onder spanning te staan. De wrijving tussen
moer en bout heeft geen invloed meer.
Deze montagemethode gebruik je in de automobielindustrie en de staalbouw (bij
voorspanbouten). In figuur 2.2 zie je hoe je de cilinderkop van een automotor
aandraait met een hoekverdraaiings-bestuurde momentsleutel.
2.1.3
stopsignaal
Rekgrens-bestuurde montage
Bij de hoekverdraaiings-bestuurde montage van een boutverbinding loop je het
risico dat je te ver doordraait. Dan gaat de bout van het elastische gebied over in
het plastische.
Bij rekgrens-bestuurde montage bestaat dat risico niet. De rek van de bout volg je
elektronisch ten opzichte van de verdraaiingshoek van de moer. Een stopsignaal
geeft aan dat de boutverlenging niet meer recht evenredig is met de
aandraaihoek. Je zit dan op de grens tussen het elastische en plastische gebied.
Bij deze methode is de montagekracht hoger dan bij de hoekverdraaiingsbestuurde methode.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
122
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
46
Boutverbindingen, borging en afdichting
a momentsleutel met hoekverdraaiing
b gebruik in een garage
Figuur 2.2 Hoekverdraaiings-bestuurde momentsleutel
2.2
wrijving
Bepalen losdraaimoment
Denk er om te beginnen aan dat je een kritische, hoogwaardige boutverbinding
nóóit ongecontroleerd voorspant met een steek-, ring- of dopsleutel.
Bij het aandraaien van een moer moet je wrijving overwinnen. In tabel 2.2 wordt
hierbij verschil gemaakt tussen twee soorten wrijving:
– Schroefdraadwrijving fG ontstaat in de schroefdraadgangen tussen de
binnendraad van de moer en de buitendraad van de boutsteel.
– Kopwrijving fK krijg je tussen de aanrakingsvlakken moer-borgring,
borgring-klemvak en tussen het klemvak en de boutkop.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
5
BOUTVERBINGINGEN, BORGING EN AFDICHTING
47
Boutverbindingen, borging en afdichting
T
A B E L
2 . 1
MONTAGEVOORSPANKRACHTEN
123
EN AANDRAAIMOMENTEN
Opmerking: De tabel is gebaseerd op het benutten van 90% van de rekgrens.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
124
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
48
T
A B E L
2 . 2
Boutverbindingen, borging en afdichting
RICHTLIJNEN
VOOR DE WRIJVINGSCOËFFICIËNTEN
fG
EN
fK
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
5
125
BOUTVERBINGINGEN, BORGING EN AFDICHTING
49
Boutverbindingen, borging en afdichting
wrijvingscoëfficiënt
Het aandraaimoment MA is afhankelijk van de wrijvingscoëfficiënten fG en fK.
Richtlijnen voor de montagevoorspankracht en het bijbehorende
aandraaimoment vind je in tabel 2.1. Bij de aandraaimomenten moet je de
waarde van fG en van fK bepalen. Die kun je in tabel 2.2 opzoeken. In deze tabel
is rekening gehouden met:
– de materiaalsoort;
– de oppervlaktebehandeling;
– de oppervlaktegesteldheid, afhankelijk van de fabricagemethode;
– het smeermiddel.
Voorbeeld
Stel, je neemt een verbinding met een stalen galvanisch verzinkte bout
(Zn 6). Je oliet hem licht en draait hem vast met een galvanisch verzinkte
moer. Het ingeklemde materiaal is vlak gefreesd gietstaal. Door in
gedachten in tabel 2.2 twee kruisdraden te trekken, vind je een waarde fG
die ligt tussen 0,10 en 0,18.
De vetgedrukte waarden moet je bij voorkeur aanhouden.
Op dezelfde manier bepaal je de waarde voor fK. Deze is ook 0,10.
Wanneer de boutafmeting voor deze verbinding M20 is en de
sterktekwaliteit 8.8, vind je in tabel 2.1 voor:
– de montagevoorspankracht FM = 126 000 N;
– het aandraaimoment MA = 350 N · m.
2.3
Inwendig losdraaimoment
In een betrouwbare verbinding moet je ervoor zorgen dat de opgewekte
voorspanning gehandhaafd blijft onder de bedrijfsbelasting.
De voorspankracht kan verloren gaan door automatisch losdraaien, en dat is
weer een gevolg van het altijd dreigende inwendige losdraaimoment.
In figuur 2.3 zie je de inwendige losdraaimomenten ten opzichte van de gebruikte
bouten van verschillende uitvoeringen. Met een borging blokkeer je het inwendig
losdraaimoment van de verbinding.
2.4
oorzaak
Breuk
Het breken van een verbinding kan verschillende oorzaken hebben. Volgens de
bedrijfsdocumentatie van een bekende boutenfabrikant is ongeveer 10% van de
breuken het gevolg van fabricagefouten. Andere mogelijke oorzaken zijn:
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
126
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
50
Boutverbindingen, borging en afdichting
Figuur 2.3 Inwendig losdraaimoment
–
–
–
–
vermoeiingsbreuk
onvoldoende
spanning
foutieve materiaalkeus;
foutieve berekening;
ondeskundige montage;
verkeerde inschatting van de omgevingsfactoren, zoals corrosie.
Meer dan de helft van de schadegevallen is het gevolg van een vermoeiingsbreuk
door onvoldoende spanning.
Breukvormen kunnen meteen of na een tijdje ontstaan.
– Meteen: bij de montage of bij het in bedrijf stellen. In dit geval heb je te
maken met een overbelastingsbreuk. Het breukvlak heeft een duidelijke
insnoering.
– Na een tijdje: meestal een gevolg van vermoeiing. In dit geval zijn
verschillende oorzaken mogelijk. Daarvan hangt ook de vorm van het
breukvlak af. Het zoeken van de oorzaak is een taak voor specialisten. Als er
in een constructie een bout breekt, is vervanging door een bout met een
grotere middellijn niet altijd de goede oplossing. Zelfs de grotere bout kan
breken. Een grotere boutmiddellijn vereist namelijk een grotere vlaktedruk
op de te klemmen onderdelen. Als die te hoog wordt, moet je een andere
boutconstructie kiezen, zo nodig in overleg met de boutenleverancier.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
5
127
BOUTVERBINGINGEN, BORGING EN AFDICHTING
51
Boutverbindingen, borging en afdichting
2.5
plastisch
elastisch
Principe afdichting
Stel twee afdichtingsvlakken zijn volkomen glad en vlak bewerkt. Als we nu deze
vlakken op elkaar klemmen, kan er niets door de scheidingsnaad ontsnappen.
Het krijgen van een dergelijke oppervlaktekwaliteit is echter vaak duur. In de
praktijk moeten we daarom genoegen nemen met een mindere
oppervlaktekwaliteit. Dus er zijn altijd oppervlakte-oneffenheden, waardoor een
medium kan ontsnappen.
Tussen deze dichtingsvlakken moeten we een materiaal aanbrengen dat het
ontsnappen van het medium tegengaat. Dit materiaal dat de afdichting tussen
twee vlakken moet verzorgen, moet voor een deel plastisch zijn om de krasjes,
putjes en andere oneffenheden op te vullen. Een kracht van buitenaf (bouten en
moeren) geeft de spanning op de pakking. Belangrijk is dat het
afdichtingsmateriaal na de bevestiging nog elastisch is. De elasticiteit van dit
materiaal levert dan de afdichtingsdruk. Als het afdichtingsmateriaal in
gebruikstoestand nog elastisch is, leidt een kleine verandering in de contractdruk
niet direct tot een lek. Voor een goede afdichting is een juiste contactdruk tussen
de afdichtingsvlakken nodig.
Afdichtingen zelf kunnen delen zijn die ten opzichte van elkaar stilstaan: statisch.
Zie figuur 2.4a.
Ook bewegende delen als afdichting (dynamisch) komen voor. Zie figuur 2.4b.
a statisch
b dynamisch
Figuur 2.4 Afdichtingen
In figuur 2.5 zien we een overzicht van de afdichtingen.
2.6
pakkingplaat
Statische afdichting
De belangrijkste kwaliteitseisen voor pakkingplaat zijn:
– het hebben van voldoende elasticiteit, ook na het aanbrengen van de
contactdruk;
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
128
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
52
Boutverbindingen, borging en afdichting
afdichtingen
statisch
dynamisch
draaiend
flensafdichting
plaatpakking
metallieke pakking
O-ring
schuivend
drukloze
afdichting
drukafdichting
oliekeerring
V-ring
stopbuspakking
mechanical seal
manchetten
O-ringen
Figuur 2.5 Overzicht afdichtingen
– het materiaal moet een hoge kruipsterkte hebben, waardoor het een
weerstand heeft tegen vloeien en kruipen als we de pakking bij hoge
temperatuur samenpersen;
– een goed afdichtend vermogen en een hoge capillaire dichtheid;
– een zo goed mogelijke thermische en chemische bestendigheid.
Als de kruipsterkte laag is, vloeit de pakking in radiale richting al bij een kleine
oppervlaktedruk en een lage temperatuur. Hierdoor neemt de dikte af en loopt de
druk op de pakking terug met een mogelijke kans op een lek. In tabel 2.3 zien we
de gebruikstemperaturen voor een aantal afdichtingsmaterialen.
T
A B E L
2 . 3
AFDICHTINGSMATERIALEN
EN GEBRUIKSTEMPERATUUR
materiaal
gebruikstemperatuur
rubber (natuurrubber en synthetisch rubber)
plantaardige materialen (papier, katoen en hennep)
dierlijke materialen (leer, talk en haar)
porselein en keramiek (aluminiumoxiden)
grafiet
afhankelijk van de soort maximaal 260 ºC
maximaal 100 à 120 ºC
maximaal 100 ºC
maximaal 1000 ºC
in oxyderende omstandigheden tot 500 ºC
in inerte omstandigheden tot circa 1500 ºC
afhankelijk van het metaal tot circa 700 ºC
metalen (koper, aluminium en lood)
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
5
129
BOUTVERBINGINGEN, BORGING EN AFDICHTING
53
Boutverbindingen, borging en afdichting
grafiet
lijmachtige
anaerobe
Als de drukken hoger worden, kiezen we meestal een metaalachtige of semimetaalachtige afdichting.
Hierbij moeten we direct opmerken dat grafiet als afdichtingsmateriaal steeds
meer in de aandacht komt. Het heeft namelijk enkele specifieke eigenschappen
die beantwoorden aan de steeds toenemende eisen van de industrie.
Enkele eisen van de industrie zijn:
– chemische bestendigheid;
– geschiktheid voor zeer hoge en zeer lage temperaturen;
– zeer goede afdichtingseigenschappen.
Combinaties van materialen passen we ook wel toe. Een voorbeeld hiervan is
latoenkoper. Dit is een combinatie van asbest met een dun laagje koper, die we
gebruiken als koppakking voor motoren. Als bijzonder afdichtingsmateriaal
noemen we de lijmachtige anaerobe producten. Deze producten verharden bij de
afwezigheid van zuurstof. Zie figuur 2.6.
producten
Figuur 2.6 Lijmachtig afdichtingsmateriaal
Toepassingen hiervan zijn:
– afdichten van schroefdraad en pijpverbindingen;
– borgen en opvullen van spleten.
Ze zijn echter niet zo geschikt voor verbindingen en installaties die we vaak
moeten demonteren voor inspecties of schoonmaken.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
130
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
54
Boutverbindingen, borging en afdichting
2.7
Dynamische afdichting
2.7.1
Dynamische afdichtingen voor een medium onder druk
Stopbuspakking
Voor dit soort afdichtingen gebruiken we meestal de pakkingbus. Bij de
afdichting klemmen we meestal een aantal pakkingringen op elkaar met een
pakkingdrukker (axiale actie). Hierdoor ontstaat een afdichting, doordat het
pakkingmateriaal tegen het bewegende deel wordt aangedrukt (radiale actie).
De wrijvingswarmte kan bij hoge snelheden van de as de pakking warm maken.
Om dat te voorkomen moeten we de as koelen en smeren. Dit gebeurt meestal
door het lekkende medium. (Er is altijd een kleine lekkage.)
De gebruikte materialen voor stopbuspakkingen bevatten altijd een smeermiddel
om te kunnen smeren bij het opstarten en in geval van nood.
Enkele veel voorkomende basismateriaalsoorten zijn:
– grafiet (gewikkeld band of geperste ringen, zie figuur 2.7);
– PTFE;
– witmetaal (folie, geperst of gevouwen).
Figuur 2.7 Stopbuspakking
Mechanical seals
mechanische
afdichtingen
glijringafdichtingen
Omdat we lekkage bij stopbuspakkingen toch in veel gevallen als een bezwaar
ervaren (denk aan gevaarlijke stoffen die bezwaarlijk zijn voor de omgeving),
gebruiken we tegenwoordig meer mechanical seals. Andere benamingen hiervoor
zijn: mechanische afdichtingen of glijringafdichtingen.
In principe bestaat de mechanical seal in figuur 2.8a uit twee op elkaar lopende
ringen (van metaal, koolstof, kunststof of keramiek). Het afdichtingsprincipe
zien we in figuur 2.8b. Eén ring draait met de as mee en deze drukken we met
enige kracht tegen de andere stilstaande ring. De loopvlakken zijn zodanig fijn
bewerkt dat geen zichtbare lekkage tussen de loopvlakken mogelijk is.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
5
131
BOUTVERBINGINGEN, BORGING EN AFDICHTING
55
Boutverbindingen, borging en afdichting
a twee op elkaar lopende ringen
b afdichtingsprincipe
Figuur 2.8 Mechanical seal
2.7.2
Dynamische afdichtingen voor een drukloos medium
Voor olie- en waterafdichtingen (niet onder druk) gebruiken we V-ringen.
Zie figuur 2.9.
Figuur 2.9 V-ring
De V-ring gebruiken we ook wel voor stof- en vuilafdichting. De V-ringen klemmen we op de as en ze draaien dus met de as mee. Het materiaal waarvan
V-ringen gemaakt zijn, is meestal nitrilrubber. Dit materiaal is zeer slijtvast en
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
132
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
56
oliekeerring
Boutverbindingen, borging en afdichting
bestand tegen de meeste vloeistoffen, waaraan we een afdichting kunnen
blootstellen. Het temperatuurgebied waarin V-ringen functioneren is van –40 °C
tot +100 °C.Voor drukloze afdichting van smeerolie of vet op draaiende assen
gebruiken we afdichtingsringen: oliekeerringen. Het materiaal is een olie- en
vetbestendig rubber op basis van acryl-nitril-butadieen. In figuur 2.10 zien we
een oliekeerring.
metalen verstevigingsring
veer
afdichtingslip
manchet
mantel
Figuur 2.10 Oliekeerring
Eigenschappen van dit materiaal zijn:
– goede loopeigenschappen (oliekeerring is niet vast op de as bevestigd);
– goede slijtvastheid (afhankelijk van montage en asoppervlak);
– goede temperatuurbestendigheid –35 °C tot +100 °C voor nitril en –30 °C tot
+200 °C voor FPM).
De veer in de oliekeerring en de verstevigingsring zijn van staal. Een uitvoering
van corrosievast staal is ook mogelijk. In speciale gevallen kunnen we met een
extra steunring een oliekeerring geschikt maken voor drukken tot ongeveer
5 · 105 Pa.
Afdichtingen bij heen- en weergaande beweging
Dit soort afdichtingen zien we vooral bij de zuiger- en stangafdichtingen in de
hydraulische en pneumatische techniek voor werkdrukken tot 80 MPa.
Van oudsher zijn afdichtingen in zuigers en stangen voor hydraulische en
pneumatische toepassingen gebaseerd op rubber of met rubber geïmpregneerde
weefsels. De glijsnelheden voor moderne toepassingen worden echter steeds
hoger. Weliswaar zijn de afdichtende eigenschappen van rubber uitstekend, maar
de wrijving neemt daarbij toe.
Voor dit type afdichtingen gebruiken we dan ook steeds meer afdichtingen van
PTFE. Deze kunststof heeft een zeer lage wrijvingscoëfficiënt. Omdat de
elastische eigenschappen van deze kunststof minder goed zijn, gebruiken we een
PTFE-afdichting bijna altijd samen met een elastisch element. In figuur 2.11 zien
we een zuiger- en stangafdichting.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
5
BOUTVERBINGINGEN, BORGING EN AFDICHTING
57
Boutverbindingen, borging en afdichting
geleidestrip
O-ring
afdichting
133
geleidestrip
O-ring
afstrijker
druk
enkelwerkende zuiger
stang
afdichting
Figuur 2.11 Zuiger- en stangafdichting
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
58
Boutverbindingen, borging en afdichting
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
EG-richtlijnen voor
machines en
arbeidsmiddelen
39
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
228
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
60
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
3.1
Inleiding
In 1957 is de Europese Economische Gemeenschap (EEG) opgericht. Een van de
belangrijke doelstellingen van de EEG was de instelling van een
gemeenschappelijke markt voor:
– goederen;
– diensten;
– personen;
– kapitaal.
De handel binnen deze gemeenschappelijke markt van de lidstaten zou op
dezelfde voorwaarden kunnen plaatsvinden als binnen een lidstaat.
richtlijnen
De doelstelling van een EG-richtlijn is niet alleen de waarborging van vrij
handelsverkeer, maar ook de waarborging van een hoog niveau van veiligheid.
Handelsbelemmeringen kunnen dan ook alleen worden gerechtvaardigd uit
naam van veiligheid. Op grond van deze uitzondering kunnen individuele
lidstaten eigen veiligheidswetgeving toepassen. Deze mogelijkheid bestaat echter
niet meer als op EG-niveau richtlijnen worden vastgesteld, die de verschillen in
de nationale wetgevingen harmoniseert.
Deze geharmoniseerde richtlijnen of nieuwe-aanpak-richtlijnen worden omgezet
in nationale wetgeving. Nationale overheden kunnen daarbij geen aanvullende
eisen stellen.
De belangrijkste toepassingen tot nu toe van de nieuwe aanpak zijn:
– productrichtlijnen met vaste fundamentele veiligheidseisen voor fabrikanten
of leveranciers van nieuwe producten;
– kaderrichtlijnen met vaste minimum-eisen aangaande veiligheid en
gezondheid voor gebruikers van bestaande arbeidsmiddelen en
arbeidsplaatsen;
– kaderrichtlijnen met vaste minimum-eisen aangaande kwaliteit en milieu
voor branches.
3.2
Productrichtlijnen
Productrichtlijnen voor machines (IIA-machine)
Volgens een verkorte definitie moeten we onder een machine verstaan:
Verwerkings-, bewerkings-, verplaatsings- of verpakkingsmachines die
een risico vormen voor de bediener door een (niet-fysiek) aangedreven
bewegend component.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
9
EG-RICHTLIJNEN VOOR MACHINES EN ARBEIDSMIDDELEN
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
229
61
Het is niet belangrijk of de machine bedoeld is voor beroepsmatig gebruik of
voor gebruik door de consument. Een cirkelzaag die door een consument voor
zijn hobby wordt gebruikt, is net zo goed een machine als een robot in een
fabriek.
Ook is niet doorslaggevend of het bewegende onderdeel van de machine in de
constructie van de machine is afgesloten voor bereik door de gebruiker. Het kan
bij onderhoud of reparatie nodig zijn om de machine te openen, waardoor de
bewegende onderdelen alsnog binnen bereik kunnen komen.
Een voorbeeld van een product waar geen productrichtlijnen voor bestaan, is een
schroevendraaier.
Productrichtlijnen voor componenten
Onder componenten worden verstaan:
– uitrustingsstukken (IIA-machine);
– basiscomponenten (IIB-machine);
– veiligheidscomponenten (IIC-machine).
Als een IIA-machine worden ook beschouwd verwisselbare uitrustingsstukken:
– waardoor de functie van de machine wordt gewijzigd;
– die op de markt worden gebracht om door de bediener zelf aan een
basismachine te worden gekoppeld.
Een voorbeeld van deze uitrustingsstukken zijn de diverse landbouwgereedschappen die achter een trekker gekoppeld kunnen worden. Zie figuur 3.1.
Figuur 3.1 Uitrustingsstuk
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
230
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
62
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
Figuur 3.2 Basiscomponenten
Vrij verhandelbaar zijn basiscomponenten die:
– geen afzonderlijke toepassing hebben;
– bedoeld zijn voor inbouw of samenbouw met een andere machine.
Voorbeelden zijn losse componenten uit de besturingstechniek of een
elektromotor. Zie figuur 3.2.
Veiligheidscomponenten zijn componenten die personen beschermen tegen direct
gevaar bij hapering van een machine. Als voorbeeld kunnen we denken aan een
veiligheidsventiel van een aggregaat. Zie figuur 3.3.
Zeer belangrijk is wie verantwoordelijk is voor de veilige werking van een
veiligheidscomponent:
– de fabrikant van het veiligheidscomponent die over de knowhow beschikt;
– of de gebruiker die zelfstandig een veiligheidscomponent aanschaft ter
beveiliging van een machine.
Overige productrichtlijnen
Naast mechanische eisen gelden richtlijnen die zich richten op de gevaren van
bijvoorbeeld:
– elektriciteit;
– straling;
– geluidsoverlast;
– ontploffing;
– trilling.
In figuur 3.4 zien we bijvoorbeeld een machine met elektrotechnische
componenten.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
9
231
EG-RICHTLIJNEN VOOR MACHINES EN ARBEIDSMIDDELEN
63
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
stelbout
voorstuurklep
veer
R
hoofdschuif
R
restrictie
P
klep
voorstuurklep
klep
restrictie
P
c veiligheidsventiel met voorstuurklep
R
a direct gestuurd
P
b veiligheidsklep met voorstuurklep
P
R
d logisch symbool direct gestuurde
veiligheidskleppen
P
e logisch symbool voorgestuurde
veiligheidskleppen
R
f toepassing
Figuur 3.3 Veiligheidscomponent
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
232
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
64
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
Figuur 3.4 Productiemachine
In deze paragraaf worden nog twee richtlijnen vermeld voor de metaal/elektroindustrie, met name voor machines met besturingssystemen.
Richtlijn laagspanningscompatibiliteit en elektromagnetische compatibiliteit
Deze richtlijn is bedoeld voor:
– producten werkend met een wisselspanning van 50 tot 1000 V;
– producten werkend met een gelijkspanning van 75 tot 1500 V;
– elektrische componenten die:
– ongevoelig moeten zijn voor elektromagnetische storingen;
– andere apparaten niet mogen beïnvloeden.
Richtlijn drukvaten en drukapparaten
Hieronder wordt verstaan:
– eenvoudige ongelegeerde drukvaten voor een druk van 0,5 tot 30 · 105 Pa en
een p · V-product kleiner dan 106 m3 Pa;
– drukapparatuur voor drukken hoger dan 0,5 · 105 Pa.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
9
233
EG-RICHTLIJNEN VOOR MACHINES EN ARBEIDSMIDDELEN
65
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
3.3
machinerichtlijnen
To e p a s s i n g s g e b i e d p r o d u c t r i c h t l i j n
De productrichtlijnen voor machines en componenten noemen we ook wel de
machinerichtlijnen. Ze gelden voor:
– nieuwe producten die in de EU (EER) worden:
– gebouwd;
– verhandeld;
– ingevoerd;
– bestaande producten in de EU (EER) die een wijziging of aanpassing
ondergaan.
EER betekent Europese Economische Ruimte. Dit is een handelszone van de
EEG met een aantal andere Europese landen.
In Nederland valt de Machinerichtlijn (MR) onder de wet op gevaarlijke
werktuigen (WGW). De Machinerichtlijn heeft primair betrekking op veiligheid
dus niet op de kwaliteit.
Ook als dit de fabrikant erg onwaarschijnlijk voorkomt, vallen toch alle
machines binnen de werkingssfeer van deze richtlijn. De veiligheidseisen van deze
richtlijn moeten we in dit verband zien als een checklist voor de fabrikant om de
veiligheidsrisico’s van zijn product te onderkennen.
Als een machine eigenlijk geen enkel veiligheidsrisico heeft, zijn alle
veiligheidseisen van deze richtlijn automatisch vervuld. De machine kunnen we
dan op de markt brengen als zijnde in overeenstemming met deze richtlijn.
Fabrikanten gaan er vaak ten onrechte vanuit dat de inachtneming van de
richtlijnen een garantie biedt tegen productaansprakelijkheid. Hoewel machines
volledig in overeenstemming kunnen zijn met de eisen van de Machinerichtlijn, is
het niet uitgesloten dat een vordering tot schadevergoeding door een rechter
wordt toegewezen. Dit is het geval als een persoon schade lijdt door bijvoorbeeld
een lichamelijk letsel als gevolg van een veiligheidsgebrek in de machine. Met
andere woorden, het voldoen aan de fundamentele eisen van deze richtlijn
betekent niet per definitie dat er geen veiligheidsgebreken meer zouden kunnen
zijn.
Hoewel deze richtlijn in principe alleen geldt voor nieuwe machines, kan zij in
bepaalde gevallen ook gelden voor gebruikte tweedehands machines. Dit is het
geval bij machines die van buiten de EG worden geïmporteerd.
Het kan ook het geval zijn bij gebruikte machines binnen de EG die we technisch
opknappen om opnieuw op de markt te brengen.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
234
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
66
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
Elke wijziging of aanpassing van een machine kan een nieuwe machine opleveren
die aan de eisen van de desbetreffende EG-richtlijn moet voldoen.
3.4
CE
CE-markering
De CE-markering geeft aan dat voldaan wordt aan een uniform niveau van
minimum-eisen middels geharmoniseerde normen. Dit CE-merk is in feite het
paspoort dat toegang geeft tot de markt van de individuele lidstaten. CE staat
voor Conformité Européenne. Zie figuur 3.5.
Figuur 3.5 Simmkaart met CE-markering
De verplichte beoordeling of aan de richtlijnen of voorschriften voldaan is, ligt
bij de fabrikant of leverancier. Hierbij geldt als belangrijk kenmerk van de
nieuwe aanpak het uitgangspunt van het vermoeden van overeenstemming.
De autoriteiten van alle lidstaten moeten dus het product in overeenstemming
achten met de fundamentele veiligheidseisen van de richtlijnen.
Alleen bij aangewezen categorieën machines met een groot veiligheidsrisico moet
gekeurd worden door een onafhankelijk keuringsinstantie (notified body).
De markering wordt bij IIA-machines onuitwisbaar aangebracht door de
fabrikant/leverancier, na het doorlopen van een stappenplan waarin is
opgenomen:
1 het bepalen van verantwoordelijkheden:
– of de afnemer die ontwerpt en levering vraagt volgens specificatie;
– of het ingenieursbureau dat ontwerp en realisatie verzorgt;
– of de EU-importeur;
2 het definiëren van producten en componenten;
3 het maken van afspraken;
4 het toepassen van de richtlijnen en het nagaan of geharmoniseerde normen
beschikbaar zijn;
5 het uitvoeren van een risicobeoordeling met als volgorde van maatregelen:
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
9
235
EG-RICHTLIJNEN VOOR MACHINES EN ARBEIDSMIDDELEN
67
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
a intrinsiek veilig ontwerp;
b afscherming;
c beschermingsmaatregelen;
d informatieverschaffing;
6 het samenstellen van een technisch constructiedossier;
7 het schrijven van een gebruikershandleiding;
8 het schrijven en tekenen van een verklaring van overeenstemming
(zie figuur 3.6) en het aanbrengen van een CE-markering met als laatste
twee cijfers het jaar waarin het merkteken is aangebracht.
EG-verklaring van Overeenstemming
Wij, European Products B.V.
Kade 1,
1001 AA AMSTERDAM
Nederland
Verklaren geheel onder eigen verantwoordelijkheid dat het product
Filter WB3, Serienummers: 99-Bk3-XXXXXX
waarop deze verklaring betrekking heeft in overstemming is met de
geharmoniseerde Europese normen
EN 55011, EN 550022, EN 50081-1 en EN 50082-1
Volgens de bepalingen van de EMC-richtlijn 89/336/EEG,
gewijzigd door de richtlijn 92/31/EEG en 93/68/EEG.
Amsterdam, 10 januari 2000, D.E. Baas, Directeur
Figuur 3.6 EG-verklaring van overeenstemming
3.5
Certificering ISO 9000-kwalificatiesysteem
De groeiende populariteit bij bedrijven voor certificering is een logisch gevolg
van het ontstaan van één Europese markt, waarbij er geen
handelsbelemmeringen meer zijn tussen de landen die deel uitmaken van de
Europese Unie.
Een koper van een product kan zich afvragen of de kwaliteit van een product en
de service door de producent wel goed genoeg zijn. Ter controle kan daartoe op
het product een vignet zijn aangebracht dat garant staat voor de kwaliteit van dat
product. Dit vignet geeft meestal aan dat de leverancier gecertificeerd is.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
236
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
68
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
Gecertificeerde bedrijven (en hun toeleveranciers) zijn verplicht zich aan
bepaalde kwaliteitseisen te houden. In figuur 3.7 zien we een product waarop een
vignet van kwaliteit is aangebracht.
Figuur 3.7 Gecertificeerd product
We kunnen uit dit systeem afleiden dat niet-gecertificeerde bedrijven slechte
producten maken. Niets is echter minder waar. Ook niet-gecertificeerde
bedrijven zijn in staat om producten van een uitstekende kwaliteit te leveren.
Alleen kunnen zij dit niet aantonen.
Het doel van certificatie is dus het geven van een gerechtvaardigd vertrouwen
aan afnemers dat producten of diensten altijd aan de overeengekomen eisen
voldoen.
3.6
Kwaliteitshandboek
De integrale kwaliteitszorg van een bedrijf bepaalt de kwaliteit van een product.
Hieronder verstaan we de zorg voor elke handeling die wordt verricht. Deze zorg
moeten we kunnen meten. Bovendien moeten we de factoren die de kwaliteit
bepalen, in een systeem vastleggen. Op deze wijze weet elke medewerker waar hij
of zij verantwoordelijk voor is.
Enkele factoren die deze kwaliteit bepalen, zijn:
– een goed product;
– een goede levertijd, voldoen aan afgesproken termijn(en);
– een goede service;
– alles voor een goede prijs.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
9
237
EG-RICHTLIJNEN VOOR MACHINES EN ARBEIDSMIDDELEN
69
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
Hieruit volgt dat bedrijven producten niet alleen aan het einde van het
productieproces kunnen controleren en dan pas beslissen of ze worden
goedgekeurd of afgekeurd.
Bij een afgekeurd gereed product komt het bedrijf namelijk voor veel kosten te
staan die het gevolg zijn van:
– producten naar de afvalbak;
– eventuele reparatie van de producten;
– vermindering van de productiviteit;
– levertijden komen in het gedrang.
Dit alles kunnen we alleen bereiken als alle medewerkers van het bedrijf bij de
kwaliteitszorg zijn betrokken. Dit vraagt om een nauwkeurige beschrijving van
alle verantwoordelijkheden, handelingen en procedures in het productiesysteem
en in ondersteunende diensten zoals de onderhoudsdienst.
We noemen een dergelijke beschrijving een kwaliteitshandboek.
Aan de hand van dit handboek kunnen we fouten en/of storingen opsporen.
Vervolgens kunnen we deze fouten corrigeren. Dit kan ertoe leiden dat de
eindcontrole van de producten uiteindelijk kan vervallen.
Grote bedrijven richten zich meestal op kernactiviteiten en maken dus veel
gebruik van toeleveranciers. Van deze toeleveranciers wordt verwacht of geëist
dat zij kunnen aantonen dat zij volgens bepaalde regels werken en dat ook zij
over een dergelijk kwaliteitshandboek beschikken.
3.7
Normen voor certificering
Een bedrijf dat werkt volgens een kwaliteitshandboek kan zich door een
onafhankelijke instantie volgens bepaalde normen laten certificeren. Hiervoor
worden de ISO 9000-normen gebruikt.
De certificering startte in 1987 toen door de International Organisation for
Standardisation een aantal normen op het gebied van kwaliteitszorg werd
uitgebracht onder de nummers ISO 9000 tot en met ISO 9004. De aangesloten
West-Europese landen kwamen overeen dat al deze normen onder hetzelfde
nummer zouden worden overgenomen. Bij ieder afzonderlijk land kwam een
lettercode van het land te staan; voor Nederland werd dit: NEN-ISO 9000 tot en
met NEN-ISO 9004.
NEN-ISO 9000 is een algemene norm. De overige vier gelden voor specifieke
gebieden.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
238
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
70
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
NEN-ISO 9000
In de NEN-ISO 9000 wordt omschreven hoe een organisatie een
kwaliteitssysteem kan opzetten. De doelstellingen van de organisatie bepalen hoe
het systeem wordt opgebouwd. Daarom zijn de uitwerkingen alleen te gebruiken
voor die specifieke organisatie.
NEN-ISO 9001
De NEN-ISO 9001 is bedoeld voor bedrijven die ontwerpen, producten leveren
en service verlenen. De norm omvat de gehele organisatie van een bedrijf:
– het programma van eisen;
– de onwikkeling van het product of dienst;
– de productie of dienstverlening;
– de keuring of eindcontrole;
– de distributie of aflevering;
– de service of nazorg.
NEN-ISO 9002
De NEN-ISO 9002 is bedoeld voor bedrijven die niet zelf ontwerpen. Onder deze
norm vallen de productie en dienstverlening tot en met de nazorg.
NEN-ISO 9003
De NEN-ISO 9003 geldt voor bedrijven die assembleren en verkopen. De norm
omvat alleen de keuring of eindcontrole en de distributie en aflevering.
NEN-ISO 9004
De NEN-ISO 9004 geeft richtlijnen om de interne kwaliteitszorg zo efficiënt
mogelijk op te zetten. Hieruit volgt dat deze norm niet door bedrijven of
instellingen kan worden gebruikt om zich te laten certificeren.
Deze norm besteedt ook aandacht aan:
– marketing;
– de economie bij het produceren;
– de kwaliteitskosten van het bedrijf;
– de kosten van externe kwaliteitsborging.
Onder kwaliteitskosten moeten we verstaan:
– preventiekosten;
– beoordelingskosten;
– faalkosten.
Onder kosten van externe kwaliteitsborging verstaan we de kosten om aan te
tonen dat het kwaliteitssysteem goed functioneert.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
9
239
EG-RICHTLIJNEN VOOR MACHINES EN ARBEIDSMIDDELEN
71
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
Betekenis certificering
Bij de betekenis van de certificering voor bedrijven kijken we naar drie
verschillende groepen:
– systemen en organisatie;
– producten;
– personen.
Bij de systemen en organisatie gaat het dan over:
– de methode van organiseren;
– de opzet van de kwaliteitsborging;
– de uitwerking van de Arbo-wet.
Bij de producten wordt een keurmerk gebruikt om de kwaliteit ervan uit te
drukken, bijvoorbeeld:
– gekeurd door TNO;
– een CE-markering op machines, speelgoed en dergelijke;
– een milieukeur.
Bij de personen worden de medewerkers van een bedrijf gecertificeerd. Hiermee
wordt aangegeven in hoeverre zij in staat of gemachtigd zijn bepaalde
werkzaamheden uit te voeren. Hierbij kunnen we bijvoorbeeld denken aan
lassers die een NIL-certificatie moeten hebben om bepaalde werkzaamheden te
mogen uitvoeren. In figuur 3.8 zien we gecertificeerde lassers bezig met het lassen
van aardgasleidingen.
Figuur 3.8 Gecertificeerde lassers
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
240
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
72
3.8
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
Certificatieprocedure
Een bedrijf dat wil overgaan tot certificering moet via een procedure een verzoek
indienen bij een certificeringsinstantie. Na onderzoek en toetsing via de
NEN-ISO 9000 tot en met NEN-ISO 9004 kan deze instantie een certificaat
verstrekken aan een bedrijf als dit aan de gestelde eisen voldoet.
De certificeringsinstanties staan onder toezicht van de Raad voor Accreditatie.
Deze raad is ontstaan uit een fusie tussen de Raad voor Certificatie en andere
instellingen. De Raad voor Accreditatie is een instantie die door de overheid is
ingesteld. Deze raad mag andere instanties volmacht geven of het vertrouwen
schenken voor een of meer van de 39 in de scope of accreditation genoemde
vakgebieden.
Aan certificeringsinstanties worden hoge eisen gesteld. Zij moeten een goede
kennis of ervaring hebben op de volgende vakgebieden:
– de norm;
– het productieproces;
– het bedrijfskundig aspect.
De Raad van Accreditatie blijft echter wel toezicht houden op deze
certificeringsinstanties. De werkwijze om tot een certificering van een bedrijf te
komen, verloopt in de volgende vijf stappen.
Stap 1
De eerste stap handelt over de aanvraag tot een systeemcertificatie. Hierbij
moeten we een aanvraagformulier invullen. Dit aanvraagformulier moeten we
vervolgens met bedrijfsinformatie naar een certificeringsinstantie sturen.
Stap 2
Vervolgens beoordeelt de certificeringsinstantie het kwaliteitshandboek. Bij
onduidelijkheden wordt het bedrijf gevraagd om nadere toelichting.
Stap 3
Vervolgens voert de certificeringsinstantie een bedrijfsonderzoek uit. Dat bestaat
uit de volgende onderdelen:
– met de directie van het bedrijf wordt een werkplan opgesteld;
– vervolgens wordt aan de hand van het werkplan het bedrijfsonderzoek
uitgevoerd;
– daarna wordt in overleg tussen de directie en de certificeringscommissie het
onderzoek afgerond;
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
9
EG-RICHTLIJNEN VOOR MACHINES EN ARBEIDSMIDDELEN
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
241
73
– dan wordt door de certificeringcommissie een rapport opgesteld naar
aanleiding van het onderzoek;
– ten slotte wordt een besluit genomen om tot certificering over te gaan of dit af
te wijzen.
Stap 4
Als het besluit wordt genomen om het bedrijf te certificeren, dan wordt een
registratieformulier en een certificatie-overeenkomst naar het bedrijf gestuurd.
Na ondertekening van de certificatie-overeenkomst vindt de officiële uitreiking
van het certificaat plaats.
Stap 5
evaluatie
Om te kunnen controleren of het bedrijf ook werkelijk aan de normen blijft
voldoen, vindt jaarlijks een controle-onderzoek in het bedrijf plaats. Om de drie
jaar heeft het controle-onderzoek de omvang van een volledige beoordeling. We
noemen dit de evaluatie.
Dit certificeren kan voor een bedrijf een vrij dure geschiedenis zijn. Uit een
onderzoek dat in 1991 is gehouden blijkt dat men voor een certificaat NEN-ISO
9001 of NEN-ISO 9002 gemiddeld fl. 176 200,- moest betalen. Toch hebben
bedrijven dit bedrag er wel voor over om de volgende redenen:
– verbetering van de concurrentiepositie;
– beïnvloeding van het koopgedrag;
– goedkoper produceren.
Het blijkt dat na invoering van het NEN-ISO 9000-systeem:
– de kwaliteitskosten ten opzichte van de totale kosten in acht jaar teruglopen
van 17% tot 2,5%;
– het afkeuringspercentage daalt van 50% naar 14%;
– de preventiekosten stijgen van 15% naar 50%;
– een gunstig beeld ontstaat bij andere items, zoals:
– ziekteverzuim;
– verloop van personeel;
– een stijgend marktaandeel;
– hogere interne kwaliteitszorg.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
242
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
74
3.9
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
Onderhoud in het ISO 9000-systeem
Als blijkt dat bij een bepaalde installatie de uitval van producten steeds groter
wordt, dan functioneert de installatie misschien niet goed. We kunnen daarom
niet zonder meer de ISO 9000-normen zodanig hanteren dat ze leiden tot een
onderhoudsysteem dat op zichzelf voldoet aan de ISO-norm. In de normen wordt
namelijk nauwelijks iets specifieks over het onderhoud gezegd. We spreken dan
ook niet van onderhoud op basis van de ISO 9000-serie, maar over onderhoud
inpasbaar in de filosofie van de ISO 9000-serie.
De volgende punten die we uit de normen hebben geselecteerd, zeggen daarom
hoogstens iets over kwaliteitszorg met betrekking tot onderhoud als onderdeel
van het totale kwaliteitssysteem:
– De directie van een bedrijf moet het kwaliteitsbeleid en de bijbehorende
doelstellingen met betrekking tot onderhoud hebben omschreven en
vastgelegd. De afdeling onderhoud moet op de hoogte zijn van deze
beleidsdoelstellingen.
– De organisatie moet schriftelijk vastgelegd zijn wat betreft:
– de organisatorische structuur van de onderhoudsdienst tot het systeem
van de kwaliteitszorg;
– het kwaliteitssysteem aangaande onderhoud in overeenstemming met de
gestelde eisen;
– de omschrijving van de bevoegdheden in verband met kwaliteitsborging
in de onderhoudsdienst;
– de taakomschrijvingen en werkinstructies, als het ontbreken hiervan een
nadelige invloed kan hebben op de kwaliteit;
Figuur 3.9 Kwaliteitscontrole
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
9
243
EG-RICHTLIJNEN VOOR MACHINES EN ARBEIDSMIDDELEN
75
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
– het vaststellen van opleidingsbehoefte van het onderhoudspersoneel en
personeel kwalificeren.
3.10
Kaderrichtlijnen
Voorschriften arbeidsmiddelen
Nieuwe en tweedehands arbeidsmiddelen moeten we controleren op minimumvoorschriften ten aanzien van de veiligheid en gezondheid bij:
– ingebruikstelling;
– buitengebruikstelling;
– aanwending;
– verzorging;
– reiniging;
– vervoer;
– reparatie;
– onderhoud.
Afhankelijk van de aard van de machine moeten bijvoorbeeld alle nodige
aanwijzingen worden vermeld voor een veilig gebruik, zoals:
– de maximale draaisnelheid van bepaalde roterende delen;
– de maximale diameter van gereedschappen die kunnen worden aangebracht;
– het gewicht.
Als we tijdens gebruik een onderdeel van een machine moeten verplaatsen met
hijs- of hefwerktuigen, moet de massa van dit onderdeel leesbaar, onuitwisbaar
en ondubbelzinnig zijn aangegeven. De informatie mag daarbij niet zo uitgebreid
zijn dat te hoge eisen aan de bediener worden gesteld.
De werkgever moet maatregelen nemen om de arbeidsmiddelen adequaat te
onderhouden, omdat de richtlijnen gelden voor de gehele gebruiksduur. Ook het
onderhoud moet overigens veilig kunnen gebeuren. Dat wil zeggen, in principe
alleen met een stilstaand en losgekoppeld arbeidsmiddel.
Deze verplichtingen gelden eveneens voor de arbeidsmiddelen die door een ander
bedrijf ter beschikking wordt gesteld aan werknemers. Dit zijn bijvoorbeeld:
– gehuurde machines of gereedschappen;
– arbeidsmiddelen die de werknemers zelf meenemen.
In Nederland vallen de voorschriften voor arbeidsmiddelen onder het Arbobesluit.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
244
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
76
3.11
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
Arbo-wet
In 1973 is begonnen met het ontwikkelen van nieuwe wetgeving op het gebied
van arbeidsomstandigheden. Dit resulteerde in 1977 tot het indienen van het
wetsontwerp Bepalingen in het belang van de gezondheid en het welzijn in
verband met arbeid (Arbeidsomstandighedenwet).
Dit wetsontwerp stelde dat de zorg voor veiligheid, gezondheid en welzijn een
verantwoordelijkheid is van werkgevers en werknemers samen. Dit vraagt een
actieve inbreng van de werknemers op het beleid dat het bedrijf voert ten
opzichte van de arbeidsomstandigheden.
Deze Arbo-wet werd in drie fasen ingevoerd en is thans volledig van kracht. De
rol van de overheid bij de Arbo-wet is dat deze de basisnormen vaststelde en
controle uitoefent op de handhaving hiervan.
In principe wordt het toezicht op de naleving van de Arbo-wet uitgevoerd door
de Arbeidsinspectie. Met ingang van 1994 is de Arbeidsinspectie opgegaan in de
Dienst voor inspectie en informatie van het Ministerie van Sociale Zaken en
Werkgelegenheid (ISZW).
3.12
Uitvoering Arbo-wet
De overheid heeft in de Arbo-wet een aantal normen opgesteld en voert controle
uit op de naleving van deze normen. Het is natuurlijk niet mogelijk dat de
overheid bij alle bedrijven meekijkt of alle normen wel goed worden nageleefd.
De overheid steunt echter op de zelfwerkzaamheid van de werkgevers en de
werknemers.
De werkgevers zijn verplicht een Arbo-beleid te ontwikkelen, waarbij zij zich
kunnen laten ondersteunen door gecertificeerde deskundigen. De werkgevers
moeten in hun bedrijven alle risico’s inventariseren en eventuele oplossingen
voorstellen.
doelstellingen
De doelstellingen van Arbo-beleidsvoering zijn:
– een goede en systematische werkplekbeheersing;
– de werknemer overtuigen van het belang van veiligheid, gezondheid en
welzijn;
– goede controle van de bedrijfsleiding op werknemersgedrag met betrekking
tot de Arbo-regels;
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
9
245
EG-RICHTLIJNEN VOOR MACHINES EN ARBEIDSMIDDELEN
77
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
– zorgen dat de materialen en installatie goed worden ingekocht;
– zorgen dat de werkplekken ergonomisch verantwoord zijn ingericht.
Een goed Arbo-beleid legt de nadruk op preventie van ongelukken en/of ziekten.
Dit heeft als extra voordeel dat ziekteverzuim, instroom in de WAO en
productieverlies worden voorkomen. De werkgevers hebben er dus voordeel bij
dat alle normen van de Arbo-wet goed worden nageleefd. In figuur 3.10 zien we
een voorbeeld van een ontwikkeld beleid in een bedrijf waar wordt gewerkt met
robots.
Figuur 3.10 Werken met robots
robots
In de normen van de Arbo-wet over robots staat dat een groot aantal
veiligheidsmaatregelen moet worden genomen. Denk aan:
– het omkasten van het werkgebied van de robot;
– het aanbrengen van speciale sloten in de toegangsdeur, zodat bij het openen
van de deur de robot automatisch stopt;
– speciale matten die de robot uitschakelen als iemand de robotruimte betreedt.
In figuur 3.11 zien we een voorbeeld van een goede inrichting van een werkplek
van een medewerker die de hele dag met een computer werkt. De monitor is
voorzien van een scherm dat de straling vermindert zodat vermoeiing van de
ogen wordt voorkomen. Ook zien we een speciale stoel die rugklachten kan
voorkomen.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
246
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
78
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
Figuur 3.11 Ergonomie op een werkplek
3.13
Afnameprotocol
Inleiding
Het aanschaffen of vervangen van een technische installatie in een bedrijf is een
belangrijke beslissing waarover we van tevoren heel goed moeten nadenken. We
moeten namelijk eerst vaststellen wat we van de nieuwe installatie verwachten.
Door de aanschaf wordt voor jaren vastgelegd het product dat door deze
installatie gemaakt gaat worden.
factoren
In een ideale situatie vloeit de aanschaf van een machine of installatie voort uit
een langetermijn-productieplanning en uit een weloverwogen investeringsbeleid.
Behalve de technische karakteristieken hebben we nog andere factoren die
invloed hebben op de investeringsbeslissing. Deze factoren zijn onder andere:
– keuze tussen volledige productie of uitbesteding van een deel van de
productie;
– inzicht in de veranderende marktsituatie zodat ingeschat kan worden of de
aanschaf zichzelf wel terugverdient;
– toekomstige kwaliteitseisen (ISO 9000) van de producten;
– nieuwe technologieën maken nieuwe bewerkingsmethoden wel of niet
mogelijk;
– de relatie tussen aanschafkosten en verwachte besparingen.
Het gehele plan van aanschaf van de nieuwe installatie verloopt volgens een
uitgebreid stappenplan. Zie figuur 3.12.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
9
247
EG-RICHTLIJNEN VOOR MACHINES EN ARBEIDSMIDDELEN
79
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
Verkenning
naar mogelijkheden
–
–
technische mogelijkheden
is de relatie kosten-besparing zinvol?
Haalbaarheidsstudie
–
wat levert het op?
–
vastleggen van de vereiste en gewenste
specificaties en een inspectieplan en specificatie
van een garantiemeting
Bestek
–
alleen voor zeer grote installaties
Aanvragen van offertes
–
–
twee of drie leveranciers
data requisition sheet meezenden
Offerte-evaluatie
–
–
–
overleg (toelichting)
aanvullingen op de offerte
maken van een verslag
Opdrachtbevestiging
–
vastlegging van de leveringsomvang en
garantievoorwaarden
Uitvoering inspectieplan
–
–
afhankelijk van de complexiteit
inspecties van dingen die achteraf moeilijk zijn
vast te stellen
–
–
oplevering van de installatie bij de fabrikant
hierbij staat van onvolkomenheden opstellen
–
procesverbaal van oplevering en garantiemeting
Programma van eisen
Vooroplevering
Aanpassen en verhelpen
van de onvolkomenheden
Eindafname
Figuur 3.12 Stappenplan bij aanschaf grote installatie
3.14
Vo o r b e e l d v e r v a n g i n g c o m p r e s s o r i n s t a l l a t i e
3.14.1
Probleemstelling
We illustreren het stappenplan aan de hand van een voorbeeld uit de praktijk. We
gaan ervan uit dat we werkzaam zijn voor een bedrijf met de fictieve naam
Gladiator BV. Deze firma te Breskens produceert verpakkingsmaterialen zoals
conservenblikken en spuitbussen. Zie figuur 3.13.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
248
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
80
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
Figuur 3.13 Productiecel voor maken van spuitbussen
Bij het bedrijf gebruiken we voor de persluchtvoorziening twee
schroefcompressoren. Op een bepaald moment is de staat van een van de
compressoren zodanig dat we aan vervanging denken. Voordat we hiertoe
overgaan, wil de directie inzicht krijgen in de huidige en toekomstige behoefte
aan perslucht.
Het maandelijks energieverbruik van de compressoren is bekend over de jaren
1995 tot en met 1999. Daarnaast is een indicatieve hoeveelheidsmeting
beschikbaar.
De directie van het bedrijf stelt een werkgroep samen die bestaat uit:
– de chef onderhoudsdienst;
– een productiechef;
– een assistent-bedrijfsleider.
De werkgroep krijgt de opdracht om een onderzoek in te stellen naar de
bestaande situatie en naar mogelijke verbeteringen. Ze moet binnen twee weken
verslag uitbrengen aan de directie. Op basis van dit rapport moet de directie in
staat zijn een gefundeerde vervolgactie te ondernemen.
3.14.2
Verkennende fase
Tijdens de eerste fase stellen we vast of we een nieuwe installatie moeten
aanschaffen. Tegelijkertijd onderzoeken we of de bestaande installatie kunnen
uitbreiden of moderniseren.
De werkgroep laat eerst enkele metingen uitvoeren bij de compressor die identiek
is aan de compressor die buiten bedrijf is gesteld.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
9
249
EG-RICHTLIJNEN VOOR MACHINES EN ARBEIDSMIDDELEN
81
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
De metingen leveren de volgende gegevens op:
– per maand wordt gemiddeld 85 MWh aan elektrische energie verbruikt;
– per jaar wordt dus 1020 MWh aan elektrische energie verbruikt;
– het gemiddeld persluchtgebruik is 13,5 mn 3/min;
– bij een bedrijfstijd van 8760 uur per jaar wordt dus 7 095 600 mn3 perslucht
geproduceerd;
– het specifiek energieverbruik is 0,144 kW/mn3.
Vervolgens onderzoekt de commissie de verschillende aspecten die bij de keuze
van persluchtapparatuur belangrijk zijn. De toekomstige behoefte van het bedrijf
speelt daarbij een grote rol. De gewenste capaciteit en druk zijn van grote invloed
bij het bepalen van de keuze van het type compressoren.
Naar werkingsprincipes kunnen we twee typen onderscheiden:
– verdringercompressoren: schroef-, zuiger- en schottencompressor;
– dynamische compressoren: radiale en axiale turbocompressoren.
Hoewel ieder bedrijf zijn specifieke toepassingen kent, hebben de laatste jaren
veel bedrijven gekozen voor olie-geïnjecteerde schroefcompressoren.
De oorzaken hiervan zijn duidelijk. Ervaringen met zuigercompressoren waren
onder andere:
– veel lawaai;
– storingen;
– duur onderhoud.
Schroefcompressoren echter:
– zijn stekkerklare units;
– zijn redelijk geluidsarm;
– vragen weinig onderhoud;
– maken het terugwinnen van warmte eenvoudig;
– werden door de leveranciers als modern aangeprezen, waarbij het alternatief
van een zuigercompressor vaak niet beschikbaar was.
De leveringsprogramma’s van compressorleveranciers zijn dan ook als volgt
samengesteld:
– zuigercompressoren tot ongeveer 15 kW;
– oliegesmeerde schroefcompressoren van 20 kW tot 250 kW;
– olievrije schroefcompressoren van 20 kW tot meer dan 1000 kW.
In figuur 3.14 zien we de verschillende werkgebieden van de verschillende
compressortypen.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
250
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
discharge pressure atmosphere
82
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
60
abs
40
20
16
2nd stage centrifugal
(intercooled)
reciprocating
10
8
6
2nd stage screw
(intercooled)
single stage axial
single casing centrifugal
(single flow/single stage)
4
1 stage screw
2
roots
blowers
10
2
2
centrifugal fans
4
6 8 10
3
2
4
6 8 10
4
2
4
6 8 10
5
2
4
6 8 10
6
m3 / hr
intake capacity
Figuur 3.14 Verschillende werkgebieden van compressortypen
energieverbruik
Naast de gewenste capaciteit en druk is bij Gladiator BV duidelijk ook het
energieverbruik belangrijk. Bij een totale persluchtproductie van 7 095 600 mn3
per jaar en een kWh-prijs van fl. 0,11 zijn de energiekosten per jaar ongeveer
fl. 112 400,-. Dit bedrag vormt 80% tot 90% van de totale kosten van de
persluchtvoorziening.
Als we de verschillende typen compressoren naar energieverbruik indelen, dan
krijgen we het volgend beeld:
– zuigercompressoren: 0,1 kWh/mn3 (0,08 bij 100% belasting);
– olievrije schroefcompressoren: 0,14 kWh/mn3 (0,12 bij 100% belasting);
– olie-geïnjecteerde schroefcompressoren: 0,13 kWh/mn3 (0,11 bij 100%
belasting);
– centrifugaalcompressoren: 0,12 kWh/mn3 (bij 100% belasting).
Bij een optimaal geregelde persluchtvoorziening is bij de gegeven capaciteit de
besparing op de energiekosten als volgt:
– tweetraps-dubbelwerkende olievrije zuigercompressor: fl. 34 000,-;
– centrifugaalcompressor: fl. 19 000,-;
– olie-geïnjecteerde schroefcompressor: fl. 11 000,-;
– olievrije schroefcompressoren: fl. 3 000,-.
We zien dus dat tweetraps-dubbelwerkende zuigercompressoren het meest
gunstige energieverbruik hebben.
Het onderhoud aan de verschillende persluchtcompressoren loopt zeer uiteen.
Bij zuigercompressoren moeten we regelmatig de kleppen schoonmaken en
eventueel vervangen. Hiervoor is dus tijd en stilstand noodzakelijk.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
9
251
EG-RICHTLIJNEN VOOR MACHINES EN ARBEIDSMIDDELEN
83
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
Bij schroefcompressoren bestaat het onderhoud uit het vervangen van filters,
dat maar weinig tijd kost. Wel moeten we na 30 000 uur het schroefblok
reviseren, wat veel geld kost.
Op basis van de bevindingen geeft de commissie in haar verslag twee mogelijke
oplossingen aan. Zij heeft daarbij een voorkeur voor voorstel 1.
Voorstel 1
De commissie stelt voor twee dubbelwerkende zuigercompressoren en één
kleine schroefcompressor voor hoge belasting (peak-shaving) aan te schaffen.
In tabel 3.1 zien we het kostenoverzicht.
T
A B E L
3 . 1
KOSTENOVERZICHT
VOORSTEL
1
Kostenpost
Kosten
2 dubbelwerkende zuigercompressoren (olievrij)
1 olievrije schroefcompressor
2 aanzuigdempers
2 softstarters (in één kast, fabrikant Holec)
3 voorfilters
1 koeldroger (1200 m3)
1 duplex-absorptiedroger incl. vulling
1 actievekool-absorptiefilter
installatiekosten
fl. 300 000,fl. 35 000,fl.
7 000,fl. 25 000,fl.
8 000,fl. 30 000,fl. 55 000,fl. 18 000,fl. 12 000,-
Totaal
fl. 490 000,-
Het kostenoverzicht in tabel 3.1 is exclusief kosten voor:
– bouw waaronder gebouwaanpassing;
– eventueel benodigde fundatie;
– ventilatievoorzieningen;
– krachtstroomvoeding tot in de schakelkasten.
Voorstel 2
In dit voorstel gaan we uit van de aanschaf van een vervangende compressor met
daarnaast een kleinere schroefcompressor voor het opvangen van latere
uitbreidingen en peak-shaving. In tabel 3.2 zien we de geraamde kosten.
Ook hier zijn niet meegenomen:
– de (overigens lagere) bouwkosten;
– de kosten voor de krachtstroomvoeding.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
252
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
84
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
T
A B E L
3 . 2
KOSTENOVERZICHT
VOORSTEL
2
Kostenpost
Kosten
1 olievrije schroefcompressor
1 kleine olievrije schroefcompressor
2 voorfilters
1 koeldroger (1200 m3)
1 duplex-absorptiedroger incl. vulling
1 actievekool-absorptiefilter
installatiekosten
fl. 150 000,fl. 35 000,fl.
5 500,fl. 30 000,fl. 55 000,fl. 18 000,fl.
8 000,-
Totaal
fl. 301 500,-
Vergelijking voorstel 1 en voorstel 2
Als we beide kostenoverzichten met elkaar vergelijken, zien we dat het tweede
voorstel fl. 188 500,- goedkoper is. Bedenk daarbij wel dat de jaarlijkse
besparing op het energieverbruik bij het eerste voorstel fl. 34 000,- en bij het
tweede voorstel fl. 11 000,- is.
3.14.3
Haalbaarheidsstudie
Belang studie
Na de verkenning wordt overgegaan op een haalbaarheidsstudie. Deze
haalbaarheidsstudie laat zien of de investering zichzelf terugverdient.
De uitkomsten hiervan zijn zeer belangrijk. Geen directie kan de aanschaf
verdedigen van een onrendabele installatie. Als de studie positief verloopt, kan
het management beslissen tot aanschaf van de nieuwe installatie.
Afwegen meest eenvoudige oplossing tegen voorstel 1
De meest eenvoudige oplossing is natuurlijk een nieuwe compressor aan te
schaffen bij dezelfde leverancier en de installatie eventueel uit te breiden met een
kleinere schroefcompressor voor peak-shaving. Het voordeel van deze tweede
optie is dat de directe investeringen vrij laag zijn en dat we geen uitgebreide
verbouwingen nodig hebben.
Nadelen van deze stap zijn de volgende:
– het rendement van de vernieuwde installatie blijft laag, wat een jaarlijkse
kostenpost is;
– de bestaande nog goed werkende compressor moeten we na verloop van tijd
vernieuwen, ofwel een geheel nieuwe investering van fl. 150 000,-;
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
9
253
EG-RICHTLIJNEN VOOR MACHINES EN ARBEIDSMIDDELEN
85
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
– we moeten de compressorruimte weer aanpassen en dus ligt de eigen
persluchtvoorziening weer gedurende een bepaalde tijd stil;
– we moeten een nieuw systeem voor de conditionering van de perslucht
inbouwen, wat de nodige extra investeringen vraagt.
Het eerste voorstel van de commissie vraagt in principe om een grotere
investering voor de aanschaf. Bovendien hebben we een ingrijpende en dure
verbouwing nodig.
Daar staat tegenover dat we hiermee de komende jaren vooruit kunnen. Ook
verdienen we dan jaarlijks fl. 34 000,- terug door de hogere rendementen van de
zuigercompressoren.
Keuze
Uiteindelijk kiest de directie voor het eerste voorstel. Doorslaggevend argument
was het hogere rendement van de geheel nieuwe installatie, ook al verdienen we
met dit hogere rendement niet al het extra geïnvesteerde geld terug. De overige
voordelen wegen echter hiertegen op.
Nu krijgt de commissie de vervolgopdracht om de aanschaf van de nieuwe
installatie verder voor te bereiden.
3.14.4
inspectieplan
Programma van eisen
Een overzicht wordt gemaakt waarin alle eisen en wensen staan ten aanzien van
de nieuwe installatie. Als we alleen een vrij kleine installatie moeten kopen (zoals
een draaimachine) kunnen we het hierbij laten. Bij vrij grote machines kunnen
we beter ook een inspectieplan maken. Dit inspectieplan bevat alle controles die
we moeten uitvoeren om te kijken of de machine aan de eisen en wensen voldoet.
De commissie acht zich echter onvoldoende gespecialiseerd om alleen een
programma van eisen en een inspectieplan op te stellen. Daarom roept de
commissie na goedkeuring door de directie de hulp in van een extern
adviesbureau. In samenwerking met het adviesbureau Energie Consult Holland
BV stellen we vervolgens op een programma van eisen en een inspectieplan.
Het programma van eisen bevat de volgende punten:
1 oplevering installatie is turn key, ofwel de leverancier is verantwoordelijk
voor de totale gang van zaken en verwacht wordt levering van een werkende
installatie;
2 de installatie moet voldoen aan de eisen die door beide partners worden
overeengekomen;
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
254
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
86
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
3 persluchtkwaliteit ten aanzien van:
– het drukdauwpunt;
– het oliegehalte;
– de temperatuur;
4 specifiek energieverbruik op vollast is maximaal 0,08 kWh/mn3;
5 aandrijfmotor niet in isolatieklasse F;
6 ster-driehoekschakeling;
7 geluidsniveau beneden 80 dB(A);
8 regelbereik;
9 capaciteit gebaseerd op ISO 1217 (CAGI/pneurop).
Verder bepalen we hoe de levering en de afname van de installatie moet verlopen.
Ook stellen we vast de specificatie van een garantiemeting. Deze is nodig om vast
te stellen of de geleverde installatie wel aan de opgegeven specificaties voldoet.
De hoofdpunten in dit inspectieplan zijn:
– specifiek energiegebruik;
– capaciteit;
– persluchtcondities.
Hierna maken we een lijst van compressorbedrijven die de installatie kunnen
leveren. Dit alles wordt vastgelegd in een plan van aanpak dat aan de directie
wordt overhandigd. Deze geeft na bestudering van het plan zijn goedkeuring,
zodat we de volgende stappen kunnen nemen.
3.14.5
Aanvragen van offertes
Uit de compressorleveranciers selecteren we drie kandidaten. Bij de
offerteaanvraag sturen we het programma van eisen en het inspectieplan mee.
Ook sturen we naar iedere leverancier een data requisition sheet met het verzoek
alle specificaties van de installaties hierop in te vullen.
Na ontvangst van de offertes knippen we eerst de drie stroken van de data
requisition sheets af en plakken we ze naast elkaar. Hierdoor krijgen we een goed
overzicht. In tabel 3.3 zien we de data requisition sheet.
Compressoren François blijkt een installatie te kunnen leveren die goed aan de
specificaties voldoet. De kostprijs van de installatie in vergelijking met de andere
twee wijkt niet erg af. We nodigen firma Compressoren François uit voor overleg
over de offerte en eventuele mogelijke wijzigingen.
Tijdens dit gesprek worden nog aanvullingen op de offerte gemaakt en vinden
onderhandelingen over de prijs van de installatie plaats. Al deze zaken leggen we
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
9
EG-RICHTLIJNEN VOOR MACHINES EN ARBEIDSMIDDELEN
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
T
A B E L
3 . 3
DATA
255
87
REQUISITION SHEET
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
256
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
88
T
A B E L
3 . 3
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
DATA
REQUISITION SHEET
(VERVOLG)
vast in een verslag (contract) dat direct wordt uitgetypt en door beide partijen
wordt ondertekend.
Hierna volgt de orderbevestiging en kan de leverancier beginnen met de
uitvoering van de opdracht.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
9
EG-RICHTLIJNEN VOOR MACHINES EN ARBEIDSMIDDELEN
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
3.14.6
257
89
Opdrachtbevestiging en uitvoering
Opdrachtbevestiging
In de opdrachtbevestiging door Gladiator BV staan alle zaken over
leveringsomvang en levertijden. Ook nemen we de garantievoorwaarden op en
wordt bepaald op welke manier de uitvoering van het inspectieplan moet
verlopen. Hierbij merken we op dat het extern adviesbureau de voortgang van de
productie van de installatie gaat volgen.
Uitvoering
De order bestaat uit fabrieksmatig gemaakte componenten, terwijl
Compressoren François gecertificeerd is volgens het ISO 9000-systeem.
De installatie is dan ook binnen de afgesproken tijd fabrieksmatig klaar.
Ondertussen heeft Gladiator BV een noodvoorziening getroffen door een
aansluiting op een luchtnet van het energiebedrijf te realiseren, zodat de
productie kan blijven doordraaien. Ook is intussen de compressorruimte
verbouwd, zodat we de kleine schroefcompressor kunnen opstellen. Verder zijn
de betonnen fundaties inclusief de fundatiebouten voor de dubbelwerkende
zuigercompressoren gestort.
Compressoren François brengt de nieuwe compressoren over naar de
compressorruimte van Gladiator BV en begint met de afbouw van het geheel.
Hierbij worden ook de filters en andere luchtconditioneringseenheden geplaatst.
3.14.7
Vooroplevering, aanpassing en eindafname
Vooroplevering
Bij het proefdraaien blijken enkele zaken niet te kloppen. Deze worden door de
medewerkers van de leverancier verholpen. Hierna wordt een vooroplevering
afgenomen en stelt het extern bureau een staat van onvolkomenheden op. Nadat
ook deze onvolkomenheden zijn opgelost, kunnen we overgaan tot de
eindafname.
Garantiemeting
Volgens het inspectieplan voert het extern bureau een garantiemeting uit,
waaruit blijkt dat de installatie niet helemaal de gewenste luchthoeveelheid kan
leveren. De compressorleverancier vecht echter de meting aan en komt met een
eigen meetrapport waarin staat dat de compressoren wel de gewenste
luchthoeveelheid kan leveren.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
258
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
90
EG-richtlijnen voor machines en arbeidsmiddelen
Nieuwe meting
Het extern bureau en de leverancier verrichten vervolgens samen een nieuwe
meting, die de leverancier in het ongelijk stelt. Het probleem heeft gelukkig geen
effect op het functioneren van Gladiator BV.
Eindafname
Er wordt een regeling getroffen, waarbij de leverancier wat van de totaalprijs
afhaalt. Daarna wordt een proces-verbaal van oplevering opgesteld.
Zie figuur 3.15.
Daarna wordt de installatie formeel overgedragen aan de firma Gladiator BV. Bij
dit proces-verbaal van oplevering is nog een staat van onvolkomenheden
gevoegd.
Proces-verbaal van oplevering
8 november 1999
011/98/01/01
Van de werktuigbouwkundige installatie van de offerte no. 34.03.013 d.d. 06-03-1999
voor een compressorinstallatie bij Gladiator B.V. te Breskens.
Omschrijving van de installatie
– compressoren;
– leidingmateriaal;
– appendages;
– conditioneringseenheden;
– instrumentatie.
Aanwezig namens
Opdrachtgever: drs. G. Sipkema, Gladiator B.V. te Breskens
Adviseur: T. Evertsen, Energie Consult Holland B.V.
Leverancier: mr. P. Jacobs, Compressoren François te Waalwijk
Verklaring
Het bovengenoemde werk is d.d. 8 november 1999 opgeleverd en door de opdrachtgever
aanvaard, met dien verstande dat de punten die zijn vermeld op de bijgaande ‘staat van
onvolkomenheden’ behorende bij dit proces-verbaal van oplevering alsnog dienen te
worden verholpen, evenals die welke eerst gedurende de garantietermijn blijken.
Einde garantietermijn: 8 november 2000
Voor akkoord ondertekend namens
Opdrachtgever
Adviseur
Gladiator B.V.
Energie Consult
Datum
Datum
Leverancier
Compressoren François
Datum
Bijlage: Staat van onvolkomenheden
Figuur 3.15 Proces-verbaal van oplevering
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
Montage en demontage
van assen en lagers
46
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
136
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
92
4.1
Montage en demontage van assen en lagers
Inleiding
Een groot deel van de werktuigbouwkundige montagetechnieken bestaat uit het
monteren en demonteren van bewegingsoverbrengingen.
We kunnen deze bewegingsoverbrengingen in orde van belangrijkheid verdelen
in de volgende hoofdgroepen:
– roterende overbrengingen (belangrijkste groep);
– translerende (rechtlijnige) overbrengingen;
– gecombineerde bewegingen (translatie/rotatie).
Bij de montage van assen en lagers mogen we ervan uitgaan dat de gehele
constructie goed is doorgerekend en dat er werktekeningen beschikbaar zijn.
In het ontwerp van de constructeur is ook een keuze gemaakt voor de
asondersteuning. Hierbij onderscheiden we:
– glijlagers;
– wentellagers.
4.2
Montage en demontage niet-deelbare
glijlagers
Montage
In figuur 4.1 zien we een voorbeeld van niet-deelbare en niet-instelbare glijlagers
in een aandrijfconstructie. Hierbij is een flensblok aan de voorzijde en een
oogblok aan de achterzijde toegepast.
Figuur 4.1 Glijlagers in aandrijfconstructie
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
6
137
MONTAGE EN DEMONTAGE VAN ASSEN EN LAGERS
93
Montage en demontage van assen en lagers
Ondeelbare lagers zien we meestal bij lichte aandrijvingen. Bij de instelling en
montage moeten we hierbij rekening houden met:
– de speling tussen het lager en de as;
– dat het lager in lijn moet liggen met de as.
Bij de montage van deze as met zijn lagers gaan we als volgt te werk:
1 maak de as en de lagers schoon;
2 controleer de as en de lagers op bramen of beschadigingen;
3 controleer de toleranties van de as en de lagers;
4 pas de as in de lagers;
5 plaats het oogblok op zijn fundatie;
6 teken de bevestigingsgaten af en boor deze;
7 zet het lager met bouten losjes vast;
8 schuif de as in het oogblok;
9 stel deze af ten opzichte van de drijvende as en gebruik hierbij eventueel
vulplaatjes om de as op de juiste hoogte te brengen;
10 fixeer de as;
11 plaats het flensblok over de as;
12 teken de benodigde gaten af;
13 boor de bevestigingsgaten van het flensblok;
14 monteer het flensblok;
15 controleer nogmaals of de as goed in zijn lagers loopt, voordat we het
oogblok definitief vastzetten;
16 monteer de smering van de lagers, met bijvoorbeeld Staufer-vetpotten bij
vetsmering of een oliesmeersysteem.
Demontage
Demontage van glijlagers geeft meestal geen grote problemen.
Bij de demontage van ondeelbare glijlagers moeten we op een aantal van de
volgende zaken letten:
1 bepaal de volgorde van werken tijdens de demontage, zodat de eigenlijke
demontage zo efficiënt mogelijk verloopt;
2 maak de werkomgeving schoon;
3 controleer of de as beschadigingen heeft opgelopen gedurende het bedrijf;
4 verwijder eventuele beschadigingen om beschadigingen bij demontage van
het lager te voorkomen;
5 controleer de reden waarom het lager gedemonteerd moet worden;
6 gebruik de juiste gereedschappen;
7 neem eerst de smeerleidingen of vetpotten weg.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
138
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
94
4.3
Montage en demontage van assen en lagers
Montage deelbare glijlagers
We hebben een groot aantal soorten deelbare glijlagers die elk hun eigen
montagemethode hebben. Zo is bij de montage van een zelf-instellend glijlager de
montage eenvoudiger, omdat we hierbij niet zozeer naar de uitlijning van de
lagers hoeven te kijken.
Voorgespannen lagers gebruiken we bijvoorbeeld in dieselmotoren als
krukaslagers of als drijfstanglagers. We hoeven deze lagers meestal niet uit te
lijnen, want dit is al in de motorconstructie verwerkt.
Bij voorgespannen lagers is het zeer belangrijk dat we de bevestigingsbouten met
een juiste voorspanning aantrekken. De lagers zijn namelijk niet rond, maar
ellipsvormig. Tijdens de montage worden deze lagers door de voorspanning
rondgedrukt om de as. Zie figuur 4.2.
In het algemeen kunnen we de grootste problemen verwachten bij de montage en
uitlijning van aandrijfassen met niet-instelbare deelbare lagers.
Figuur 4.2 Glijlagerschalen voor krukas
As met drie lagers
In figuur 4.3 zien we een voorbeeld van zo’n overbrenging waarbij een as wordt
ondersteund door drie lagers. We werken dit verder uit als een voorbeeld van de
montage van glijlagers.
In de meeste gevallen zijn de funderingen van de lagers machinaal bewerkt en
kunnen we ervan uitgaan dat deze in lijn liggen. Dit hoeft echter nog niet te
betekenen dat bij de montage van de as in zijn lagers, de as een juiste uitlijning
heeft.
We demonteren de bovenkappen van de lagers en plaatsen de onderblokken met
daarin de onderste lagerschalen op de funderingen. Hierna leggen we de as in de
lagers. Zie figuur 4.4.
Door de vorm van de lagerschalen richten de lagerblokken zich in de
lengterichting van de as. We kunnen dit nog verder bevorderen door de as enige
omwentelingen rond te draaien.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
6
139
MONTAGE EN DEMONTAGE VAN ASSEN EN LAGERS
95
Montage en demontage van assen en lagers
Figuur 4.3 Overbrengingsas in glijlagers
Figuur 4.4 Plaatsen van onderblokken en as
Vervolgens gaan we de as uitlijnen ten opzichte van datgene wat hij moet
aandrijven.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
140
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
96
Montage en demontage van assen en lagers
Uitlijning assen
De uitlijning van assen wordt hierna uitgebreid behandeld:
1 Als de bevestigingsgaten voor de lagers nog niet zijn aangebracht, kunnen we
deze nu van de lagerblokken overnemen.
2 Daarna moeten we de as met de lagers verwijderen om deze gaten te kunnen
boren.
3 Hierna kunnen we de as met de lagerblokken weer terugplaatsen op de
funderingen.
4 We stellen de hele zaak weer af. We brengen de bevestigingsbouten van de
lagers aan en zetten deze vast.
5 Nu moeten we nagaan of de as inderdaad goed in de onderschalen van de
lagers loopt. Hiervoor gaan we de as uit de lagers nemen en smeren deze in
met een heel dun laagje merkmateriaal (Pruisisch blauw).
6 Hierna leggen we de as weer in de lagers en draaien deze een aantal
omwentelingen rond.
7 Na het uitnemen van de as geeft het merkmateriaal in de onderste
lagerschalen de plaatsen aan waar de as de lagerschaal raakt. We noemen dit
het draagbeeld van het lager. Deze draagbeelden moeten aan een aantal
voorwaarden voldoen om een juiste smering mogelijk te maken. Als het
draagbeeld van een lager niet goed is, kunnen we dit corrigeren door het lager
weer los te nemen en deze zodanig te verschuiven dat we hierdoor een juist
draagbeeld krijgen. Dit wordt echter weinig gedaan, omdat dit meestal niet
het juiste resultaat oplevert. We kunnen echter ook een juist draagbeeld
krijgen door met een spiraalvormig schraapstaal een deel van het witmetaal
weg te halen. Hierdoor wordt het draagbeeld groter.
8 Nadat we de onderste lagerschalen hebben afgewerkt, plaatsen we de
bovenkappen op de lagers.
9 Nu gaan we de lagerspeling bepalen, omdat deze zeer belangrijk is voor een
goede smering. Dit kunnen we op verschillende manieren uitvoeren, namelijk
door:
a De speling controleren met voelers. Zie figuur 4.5.
b De speling controleren met een meetklok. Deze plaatsen we op de as,
waarna we de as optillen. De aanwijzing van de meetklok is de maat van
de speling in het lager. Zie figuur 4.6.
c De speling controleren met een looddraad. Hierbij leggen we een
looddraadje in de lengterichting op de as, waarna we de bovenkap weer
monteren. Hierna demonteren we de bovenkap weer en kunnen door het
opmeten van de dikte van de looddraad de speling in het lager bepalen.
Zie figuur 4.7.
10 Als de speling van een lager niet correct is, kunnen we deze corrigeren door
vulplaatjes tussen de onderkap en bovenkap te leggen of weg te nemen.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
6
141
MONTAGE EN DEMONTAGE VAN ASSEN EN LAGERS
97
Montage en demontage van assen en lagers
11 Nadat we alle bouten nogmaals hebben gecontroleerd op een juist
aanhaalmoment, zijn deze lagers op een juiste wijze gemonteerd.
Figuur 4.5 Spelingcontrole met voelers
draad
Figuur 4.6 Spelingcontrole met meetklok
6 mm
as
Figuur 4.7 Spelingcontrole met looddraad
4.4
Vo o r b e r e i d i n g m o n t a g e w e n t e l l a g e r s
Wentellagers zijn onderdelen die in bedrijf veel kunnen verdragen, maar die
tijdens het monteren en demonteren heel gevoelig zijn. Fouten tijdens het
monteren of demonteren van wentellagers kunnen zich later aandienen als de
oorzaak van lagerschade en storingen in de installatie.
We hebben verschillende typen wentellagers en het zou te ver voeren om de
montage en demontage van al deze lagers in dit hoofdstuk te behandelen. We
behandelen dan ook alleen de algemene manieren van montage en demontage, en
verder verwijzen we naar de literatuur die door lagerfabrikanten ter beschikking
van hun klanten wordt gesteld. Hierbij mogen we bijvoorbeeld wijzen op het
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
142
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
98
Montage en demontage van assen en lagers
SKF-handboek voor lageronderhoud met alle wetenswaardigheden van de
montage en demontage van wentellagers.
Aandachtspunten
We moeten op de volgende aandachtspunten letten:
1 Zeer belangrijk is dat we tijdens de montage van wentellagers altijd werken in
een schone omgeving. Vuil is namelijk meestal de oorzaak van lagerschade.
Dit betekent dat de werkomgeving schoon moet zijn en dat we de lagers
zolang mogelijk in hun verpakking opgeborgen moeten houden.
2 De werkplek moet in elk geval vrij zijn van:
– metaaldeeltjes;
– vijlsel;
– zaagsel;
– alle andere stoffen die lagerschade kunnen veroorzaken.
3 Daarna moeten we alle delen die we moeten monteren, schoonmaken. Vooral
op die plaatsen waar we de nieuwe lagers moeten monteren. In tegenstelling
tot de omgeving moeten de lagers echter hun conserveringsmiddel houden.
Van de lagers maken we alleen de buitenkant van de buitenring en het gat in
de binnenring schoon. Was deze vlakken met bijvoorbeeld gasolie en maak ze
dan goed droog. Gebruik voor het schoonmaken van de lagers geen
poetskatoen of pluizende lappen.
4 Controleer de onderdelen zoals de as en de lageropstelling op bramen en
beschadigingen. Verwijder deze voordat met de montage wordt begonnen.
5 Hierna moeten we met de constructietekeningen de maten van de as en het
gat controleren op de toegestane toleranties.
6 Na al deze voorbereidende werkzaamheden kunnen we met de montage
beginnen.
4.5
Montage wentellagers op assen
Voor het monteren van lagers met een cilindrische boring moeten we een aantal
regels in acht nemen. Door de vorm van het lager mogen we tijdens de montage
geen krachten via een bepaalde ring via de wentellichamen op de andere ring
overbrengen. Dit geeft altijd aanleiding tot beschadiging van het lager, dat weer
kans geeft op onverwachte storingen.
Montage lagers met cilindrische boring
Bij het koud monteren van lagers met een vaste passing op de as en een kleine
boring moeten de montagekrachten gelijkmatig op de binnenring worden
uitgeoefend. Dit kunnen we het beste doen met een montagebus. Zie figuur 4.8.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
6
MONTAGE EN DEMONTAGE VAN ASSEN EN LAGERS
Montage en demontage van assen en lagers
143
99
Om beschadiging van de as of het lager te voorkomen, moeten de montagebussen
aan bepaalde toleranties voldoen. Door de montagebus tegen de binnenring te
plaatsen, kunnen we met hamerslagen of persgereedschap het lager op de as
drijven. Zie figuur 4.9.
Figuur 4.8 Montagebus
Figuur 4.9 Montage met bus
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
144
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
100
Montage en demontage van assen en lagers
Montage lagers met conische boring
Lagers met een conische boring worden op een conische tap of op een drukbus of
trekbus gedreven. De mate van opdrijven kunnen we het best vaststellen met de
vermindering van de speling in het lager. We gaan uit van het punt:
– waarop het lager in zijn geheel contact heeft met de zitting van de as of drukof trekbus;
– we (met lichte kracht) niet verder op kunnen drijven.
Montage lagers op conische astap
Lagers met een conische boring worden op een conische astap gedreven met
persgereedschap of hydraulisch gereedschap. Het hydraulisch gereedschap is
door de fabrikanten van wentellagers geconstrueerd. Het bestaat uit een
hydraulische pomp en een hydraulische moer die op de as of klembus wordt
geschroefd. Zie figuur 4.10.
Figuur 4.10 Hydraulische moer
De moer is aangesloten op de hogedruk-oliepomp, waarmee olie in de
ringvormige kamer geperst wordt. Daardoor drukt de ringvormige zuiger het
lager op de astap. Via een oliekanaal wordt olie tussen de pasvlakken geperst.
Daardoor krijgen we daar een oliefilm die de wrijving vermindert.
De fabrikanten van wentellagers verstrekken uitvoerige documentatie over
hydraulische persapparatuur. Kleinere lagers met conische boring monteren we
met een trekbus of drukbus.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
6
MONTAGE EN DEMONTAGE VAN ASSEN EN LAGERS
Montage en demontage van assen en lagers
145
101
Montage lagers op trekbus
Eerst schuiven we de trekbus in de juiste positie over de as. Daarna geven we de
buitenzijde van de trekbus en de binnenring van het lager een beetje olie.
Vervolgens schuiven we het lager in de juiste stand op de trekbus. Het lager
wordt zo ver op de trekbus gedreven met behulp van het aandraaien van de moer,
tot de juiste hoekverdraaiing is bereikt.
Tijdens het aandraaien van de moer mogen we de buitenring van het lager niet
ondersteunen. Grote en middelgrote lagers worden eerst zonder borgring
opgedreven.
Bij het bereiken van de juiste mate van spelingsvermindering draaien we de moer
terug. De borgring plaatsen we nu en we draaien de moer opnieuw aan.
Zie figuur 4.11.
Het borgen van de moer doen we door het omslaan van één van de tanden van de
borgring in één van de sleutelgroeven van de moer.
Figuur 4.11 Montage met trekbus
Montage lagers op drukbus
Het lager schuiven we met de grootste zijde van de binnenring tegen een kraag,
bus of asverdikking. De drukbus schuiven we vervolgens met de hand tussen het
lager en de as. Daarna drijven we hem op met een montagebus. Zie figuur 4.12.
In figuur 4.13 zien we hoe we de hydraulische moer moeten gebruiken bij het
monteren en demonteren van lagers op een trekbus en een drukbus.
Drukolie-montagemethode
Het principe van de drukolie-montagemethode berust op het persen van olie
tussen de binnenring van het lager en de as onder hoge druk. Hierdoor wordt de
as in elkaar geperst en de ring opgerekt. Zie figuur 4.14.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
146
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
102
Montage en demontage van assen en lagers
Figuur 4.12 Montage drukbus met montagebus
Figuur 4.13 Gebruik hydraulische moer
We kunnen nu het lager met weinig weerstand op de as schuiven. Daarna kunnen
we de oliedruk aflaten en de pasverbinding is tot stand gebracht.
De drukolie-montagemethode in combinatie met een borgmoer vormt een veilige
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
6
147
MONTAGE EN DEMONTAGE VAN ASSEN EN LAGERS
103
Montage en demontage van assen en lagers
Figuur 4.14 Principe drukolie-montagemethode
en eenvoudige manier van monteren. De montage van grotere lagers kunnen we
nog verder vereenvoudigen door de borgmoer te vervangen door een
hydraulische moer.
4.6
Montage wentellagers in lagerhuizen
Lagers die we met een vaste passing in een ongedeeld lagerhuis bevestigen,
monteren we koud. Ook hier monteren we met een montagebus of een
einddeksel. Zie figuur 4.15.
Het lager moeten we zonder schranken (scheefstelling) monteren. Dit kunnen we
controleren met een schuifmaat. De montagebussen voor de binnenringen en de
buitenringen moeten aan bepaalde toleranties voldoen. Zie figuur 4.16.
Als we beide ringen met een vaste passing monteren, gebruiken we een speciale
montagebus. Daarmee worden beide ringen tegelijkertijd in het lagerhuis
gedreven. Zie figuur 4.17.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
148
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
D
d
1
4
( D _d )
Montage en demontage van assen en lagers
D_
_ 0,2
D _ 0,5
104
a
afmetingen montagebus
b
montage in lagerhuis met deksel
Figuur 4.15 Lager-montage
Figuur 4.16 Controle schranken
Figuur 4.17 Bus voor gelijktijdige montage van binnenring en buitenring
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
6
149
MONTAGE EN DEMONTAGE VAN ASSEN EN LAGERS
105
Montage en demontage van assen en lagers
4.7
Ve r w a r m i n g s m o n t a g e m e t h o d e w e n t e l l a g e r s
Wentellagers met vaste passingen kunnen we soms monteren door het lager te
verwarmen.
warme montage
De warme montage van een wentellager met cilindrische boring kan soms
eenvoudiger zijn dan de koude montage. We zijn echter wel verplicht om de
voorbereidingen nog nauwkeuriger uit te voeren. Een obstructie tijdens de
montage zorgt er namelijk voor dat het lager in ongemonteerde toestand vast op
de as of in het huis komt te zitten. Dit lager moeten we dan weer verwijderen, wat
weer beschadigingen kan geven.
Voor de montage controleren we de passing en bepalen we de temperatuur
waarop we het lager moeten verwarmen. Dit kunnen we eventueel met tabellen
doen.
De temperatuur ligt meestal tussen de 80 °C en 90 °C. We verwarmen een lager
echter nooit tot een temperatuur boven 125 °C, omdat dit nadelig kan zijn voor
het lagermateriaal. Afhankelijk van het lager hebben we verschillende
verwarmingsmethoden, namelijk:
– oliebaden;
– inductieverwarmers;
– verwarmingskasten;
– elektrische verwarmingsplaten.
Uit deze opsomming blijkt dat we hierbij geen branders en dergelijke noemen.
Een lager mogen we nooit verwarmen met open vuur, omdat dit spanningen in
het lagermateriaal geeft.
Oliebad
Bij het gelijkmatig verwarmen van een lager met een oliebad, gebruiken we een
bak met schone olie die we op een verwarmingselement plaatsen. Zie figuur 4.18.
Een lager mag nooit in contact komen met de zijkanten of de bodem van het bad.
Daarom is hierin een geperforeerde plaat geplaatst waarop het lager ligt. We
kunnen natuurlijk ook het lager aan een beugel in de olie hangen. Het is wel aan
te raden de temperatuur van de olie te controleren met een temperatuuropnemer.
Oliebadverwarming wordt in de praktijk niet vaak meer toegepast.
Inductieverwarming
Voor het verwarmen van kleine en middelgrote lagers kunnen we ook
inductieverwarming gebruiken. Hierbij worden er elektrische stromen in het
lager geïnduceerd. Het lager wordt dan warm door de elektrische energie.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
150
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
106
Montage en demontage van assen en lagers
Figuur 4.18 Oliebadverwarming
Figuur 4.19 Inductieverwarming
Het verwarmen verloopt zeer snel en gelijkmatig. In figuur 4.19 zien we een
voorbeeld van een inductieverwarmingsapparaat.
Verwarmingskast
Bij het verwarmen van lagers in een verwarmingskast gebruiken we een
elektrisch verwarmde kast waarop een ventilator is aangebracht. Het voordeel
van dit soort kasten is dat we een groot aantal lagers gelijktijdig kunnen
verwarmen en we de lagers gedurende een lange tijd op dezelfde temperatuur
kunnen houden.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
6
151
MONTAGE EN DEMONTAGE VAN ASSEN EN LAGERS
107
Montage en demontage van assen en lagers
Elektrische verwarmingsplaten
Voor de montage van kleine lagers kunnen we ook elektrische
verwarmingsplaten gebruiken. Dit zijn gewone aluminiumplaten die elektrisch
verwarmd worden, waarop we een of meer lagers kunnen leggen. De plaat is
meestal in een soort kist met een deksel geplaatst en is uitgevoerd met een
thermostaat, die de temperatuur op een bepaalde waarde houdt. Zie figuur 4.20.
Figuur 4.20 Elektrische verwarmingsplaat
4.8
Demontage wentellagers met cilindrische
boring
Het demonteren van wentellagers met een cilindrische boring kunnen we op twee
manieren doen, namelijk:
– demontage om een kapot lager te vervangen;
– demontage waarbij we het lager weer gaan gebruiken.
Bij de demontage van een kapot lager hoeven we natuurlijk niet zo nauwkeurig te
doen. Hierbij moeten we echter wel ervoor zorgen dat de as of het huis tijdens de
demontage niet wordt beschadigd.
Koude demontage lager met vaste passing om as
trekker
Voor het demonteren van kleine en middelgrote lagers die op een as zijn
gemonteerd, gebruiken we meestal een trekker. Hierbij moeten we opletten dat
de trekker tijdens de demontage zijn kracht overbrengt op de binnenring van het
lager. Zie figuur 4.21.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
152
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
108
Montage en demontage van assen en lagers
Figuur 4.21 Demontage wentellager met cilindrische boring vanaf een as
buitenring
Als we geen mogelijkheid hebben om de trekker zodanig te plaatsen dat de kracht
op de binnenring terechtkomt, dan moeten we deze op de buitenring zetten. Om
nu het lager onbeschadigd te verwijderen, moeten we de buitenring draaien.
Hierdoor worden de krachten niet altijd op dezelfde punten uitgeoefend. We
doen dit door de sleutel vast te zetten en het lager te demonteren door het
verdraaien van de gehele trekker.
Lagers op trekbussen en drukbussen kunnen we demonteren met
demontagebussen, slagstukken of demontagemoeren. Zie figuur 4.22.
Grotere lagers demonteren we met hydraulische gereedschappen zoals de
demontagemoer in figuur 4.23 of een olie-injector. Zie figuur 4.24.
Bij conische lagers die gemonteerd zijn op een drukbus, schroeven we de
hydraulische moer op de drukbus. De oliedruk van een hogedruk-oliepomp
Figuur 4.22 Demontagemethoden
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
6
153
MONTAGE EN DEMONTAGE VAN ASSEN EN LAGERS
109
Montage en demontage van assen en lagers
Figuur 4.23 Demontage met hydraulische moer
Figuur 4.24 Demontage met olie-injector
drukt de ringvormige zuiger tegen het lager. Deze lost vervolgens het lager van de
drukbus.
olie-injector
Bij een olie-injector wordt de olie via oliegroeven tussen de conische tap en het
lager geperst. Aan de voorzijde van de tap is een schroefdraad-aansluiting
gemaakt voor de bevestiging van de injector. Door de hoge oliedruk wordt de
wrijving tussen de tap en het lager verminderd. Het lager kunnen we lossen door
een kleine axiale kracht erop uit te oefenen.
Binnenringen van grote lagers demonteren we door de ringen met speciale
elektrische demontage-apparatuur te verwarmen. De ring gaat na korte tijd
loszitten en kunnen we dan van de as schuiven. Zie figuur 4.25.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
154
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
110
Montage en demontage van assen en lagers
Figuur 4.25 Elektrisch verwarmingsgereedschap voor binnenringen
Demontage wentellager met cilindrische boring met vaste passing in het huis
De demontage van een wentellager uit een huis kunnen we ook doen met een
speciale trekker, maar dit wordt zelden gedaan. Zie figuur 4.26.
In figuur 4.27 zien we een voorbeeld van een riemschijf waarin twee lagers zijn
gemonteerd.
Figuur 4.26 Demontage lager via de buitenring
Figuur 4.27 Lagers in een riemschijf
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
6
MONTAGE EN DEMONTAGE VAN ASSEN EN LAGERS
Montage en demontage van assen en lagers
155
111
Om deze lagers te kunnen demonteren, leggen we de riemschijf op een paar
houten blokjes. Daarna slaan we met een bus op de buitenring de lagers uit de
passing. In dit geval is tussen de lagers een afstandsring gemonteerd die ervoor
zorgt dat we tijdens de demontage de beide lagers gelijktijdig naar buiten slaan.
Zie figuur 4.27.
We kunnen echter ook tussen de lagers een vaste borst hebben. In dat geval is het
niet mogelijk de beide lagers gelijktijdig te demonteren, maar moeten we deze
stuk voor stuk met een zachtstalen drevel demonteren. Zie figuur 4.28.
Figuur 4.28 Demontage lagers uit een riemschijf met borst
Bij het ontwerpen van een installatie kunnen we van tevoren rekening houden
met de demontage van de lagers. Dit kunnen we bijvoorbeeld doen door in het
huis drie gaten met schroefdraad aan te brengen. Hiermee kunnen we met bouten
het lager uit het huis drukken. Zie figuur 4.29.
In tabel 4.1 vinden we een overzicht van de mogelijkheden van (de)montage van
wentellagers.
Figuur 4.29 Demontage lager met bouten
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
156
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
112
T
A B E L
4 . 1
Montage en demontage van assen en lagers
MONTAGE
EN DEMONTAGE VAN LAGERS
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
Uitlijnen van assen
58
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
200
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
114
5.1
Uitlijnen van assen
Inleiding
Scheefstellingen van gemonteerde assen zoals in figuur 5.1 kunnen tijdens het
bedrijf van een installatie overbelastingen en trillingen veroorzaken. Dit heeft de
volgende negatieve invloeden op de installatie:
– kortere levensduur van lagers en tandwielen;
– snellere slijtage van de afdichtingen in de lagerblokken;
– snellere slijtage van de koppeling;
– geluidshinder door trillingen;
– nadelige invloed van de opgewekte trillingen op het afgewerkt product.
Figuur 5.1 Scheefstelling
Twee assen kunnen drie posities ten opzichte van elkaar innemen, namelijk:
– in elkaars verlengde (goede uitlijning);
– parallel aan elkaar (radiale fout);
– hoek-scheefstelling (ashoekfout);
In figuur 5.2 zien we deze standen weergegeven.
We moeten gemonteerde assen uitlijnen om een optimaal werkende installatie te
krijgen en om alle nadelige invloeden te vermijden.
Bij het uitlijnen moeten we dus eerst ervoor zorgen dat twee assen met een
parallelle afwijking of een hoek-scheefstelling of een combinatie daarvan, precies
in elkaars verlengde komen te liggen.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
8
201
UITLIJNEN VAN ASSEN
115
α
Uitlijnen van assen
Figuur 5.2 Standen van assen
Om twee assen volkomen uit te lijnen, onderscheiden we twee stappen:
– het meten van de geometrische positie van de twee hartlijnen ten opzichte van
elkaar;
– het zonodig verstellen van een van de twee assen (machine) totdat de positie
van de assen optimaal is.
5.2
Uitlijnmeetgereedschap
Het uitlijnmeetgereedschap bestaat in principe uit de volgende onderdelen:
– meetopnemers (meetklokken of lasers);
– houders.
Het type en de vorm van de houders is sterk afhankelijk van de beschikbare
ruimte en de meetmethode. In figuur 5.3 zien we een schema van een houder in
combinatie met meetklokken.
De houder moet zodanig zijn uitgevoerd dat we geen meetfouten krijgen door
doorbuiging van de houder of door niet-juiste montage van de meetklokken.
Langere meethouders kunnen we het beste een tegengewicht geven. Voor het
gebruik moeten we ze eerst testen om eventuele afwijkingen later bij de uitlijning
te kunnen verrekenen.
In figuur 5.4 zien we hoe we een houder op een eenvoudige manier kunnen
testen.
Bij nauwkeurige uitlijningen kunnen we het beste voor de eigenlijke metingen
eerst de aansluitflenzen of koppelingshelften controleren op excentriciteit.
Zie figuur 5.5.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
202
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
116
Uitlijnen van assen
1
2
Figuur 5.3 Houder met meetklokken
tegengewicht
A
Figuur 5.4 Kalibratie meethouder
We moeten de as of de koppelingsflens corrigeren:
– als meetklok A voor de excentriciteit in radiale richting een waarde groter
dan 0,05 mm aanwijst;
– of als klok B in axiale richting 0,01 mm aanwijst op een afstand van 100 mm
vanaf de hartlijn.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
8
UITLIJNEN VAN ASSEN
203
117
Uitlijnen van assen
B
100
A
Figuur 5.5 Controle op excentriciteit
5.3
Globale uitlijnmethode
In figuur 5.6 zien we een as van een pomp die we met een koppeling moeten
aansluiten op een elektromotor. Op de koppelingsflenzen zijn pennen
gemonteerd voor een elastische koppeling. Na het voorbereidend werk (zoals het
controleren van de fundatie) moeten we de pomp plaatsen voor de as. Hierbij
nemen we aan dat de as al is afgesteld en gemonteerd en dat we de motor kunnen
verstellen.
We gaan nu met een buitenmicrometer of schuifmaat en een liniaal de motor zo
nauwkeurig mogelijk voor de as brengen. Hierbij corrigeren we de parallelle fout
met de liniaal en de scheefstelling met de micrometer of schuifmaat. De motor
staat nu ongeveer goed voor de as. Met vulplaatjes wordt de voet van de motor
vlak op de fundatie gezet. Daarna zetten we deze voet vast met het juiste
aandraaimoment.
Als we uitlijnen met een haarliniaal en voelermaten, dan moet dit beperkt blijven
tot globaal voormeten. Deze meetmiddelen hebben namelijk de volgende
nadelen:
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
204
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
118
Uitlijnen van assen
Figuur 5.6 Globale uitlijning as en elektromotor
– onnauwkeurig, want het is afhankelijk van het menselijk oog;
– de meting is afhankelijk van de rondheid van de koppeling en de rondheid
van de centerboring, doordat er geen asuitlijning plaatsvindt maar een
koppeling-uitlijning;
– we kunnen de vullingdikte niet uitrekenen maar we moeten de vullingdikte
proberen te vinden, omdat we geen meetwaarden hebben.
Natuurlijk zijn er ook voordelen:
– het zijn goedkope meetgereedschappen;
– het is een snelle controle.
5.4
Axiaal-radiaalmethode
We gaan nu de motor nauwkeurig op de as uitlijnen. Hiervoor plaatsen we de
houder met de meetklokken op de flens van de as. Zie figuur 5.7.
B
A
Figuur 5.7 Nauwkeurige uitlijning
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
8
205
UITLIJNEN VAN ASSEN
119
Uitlijnen van assen
face-rim-methode
axiaalradiaalmethode
Als we gaan meten met meetklokken of lasers, gaan we de assen draaien.
Daardoor doet de koppelingmaat er niet meer toe. Klok A geeft hierbij de axiale
afwijkingen (face) aan. Klok B geeft de radiale afwijkingen (rim) aan. Deze
meetmethode noemen we meestal de face-rim-methode.
De axiaal-radiaalmethode gebruiken we vooral als:
– de koppelingen dicht bij elkaar liggen;
– de koppeling-middellijnen vrij groot zijn.
De meetprocedure verloopt nu als volgt:
1 plaats de houder in de bovenste stand (12-uurspositie) en zet de klokken op
nul;
2 draai de assen waarop de klokken zijn gemonteerd, langzaam naar de 3uurspositie;
3 lees de afwijking af en noteer deze;
4 draai de assen naar de 6-uurspositie en de 9-uurspositie;
5 noteer de afwijkingen;
6 draai de assen weer de 12 uur-positie;
7 controleer of de klokken weer op nul staan.
Als we maar één as kunnen draaien, dan moeten we de eventueel gemeten
slingering bij de meetwaarden optellen.
Meetafspraken
Voor een juiste werkwijze hanteren we bij het uitlijnen enkele vaste afspraken:
– Bij het bepalen van de uurspositie kijken we vanuit de te verstellen machine
naar de vaste machine.
Daarbij hanteren we het assenkruis zoals in figuur 5.8.
– De gevonden waarden van de meetklok of de laser geven vanuit dit
assenstelsel de positie aan van de te verstellen machine ten opzichte van de
vaste machine. Het indrukken van de meetklok noemen we dan negatief.
5.5
Interpretatie meetgegevens
Het is mogelijk dat de meting niet onder ideale omstandigheden plaatsvindt
bijvoorbeeld door het doorbuigen van de meethouder. De ernst van deze
afwijkingen kunnen we afleiden uit de geldigheidsregel:
❚
som zijdelingse meetwaarden = som verticale meetwaarden
(5.1)
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
206
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
120
Uitlijnen van assen
Y - as
+
kijkr
X - as
+
icht
ing
Figuur 5.8 Meetafspraak
Als de klok in de 12-uurspositie op nul is gesteld, moet dus de som van de
aflezingen in de 3-uurspositie en de 9-uurspositie gelijk zijn aan die van de
6-uurspositie.
We kunnen deze regel ook anders formuleren:
❚
links + rechts = top + bodem
(5.2)
Stel dat de uitlezingen er uitzien zoals in figuur 5.9. Hierbij zien we de parallelle
afwijkingen in figuur 5.9a genoteerd en de scheefstelling in figuur 5.9b.
0
0
12:00
12:00
_15 9:00
3:00
_ 41
+6 9:00
radiale metingen
_2
6:00
6:00
_ 56
a
3:00
+4
b
axiale metingen
Figuur 5.9 Uitlezing meetklokken
We gaan uit van de waarden in figuur 5.9a. We zien dat de geldigheidsregel van
toepassing is. Als we de meetklok in de 6-uurspositie in waarde halveren naar
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
8
207
UITLIJNEN VAN ASSEN
121
Uitlijnen van assen
–28 dan betekent dit dat de waarde in de 0-uurspositie nu +28 moet zijn.
Zie figuur 5.10.
Hieruit volgt als afgeleide van de geldigheidsregel:
❚
❚
top = –bodem
links = –rechts
(5.3)
(5.4)
0 + 28 = + 28
12.00
_ 15 + 28 = + 13
9.00
3.00
_ 41 + 28 = _ 13
6.00
_ 56 + 28 = _ 28
Figuur 5.10 Interpretatie radiale meetgegevens
In figuur 5.10 hebben we de meetklok naar de 9-uurspositie gedraaid. De waarde
+13 geeft dan de zijdelingse verplaatsing aan. Het is nu duidelijk dat de
aanwijzing in de 3-uurspositie gelijk maar tegengesteld moet zijn: –13.
We zien dat het niet uitmaakt naar welke positie we kijken (9 uur of 3 uur): in
beide posities zien we de zijdelingse verplaatsing.
Deze methode kunnen we ook toepassen voor het axiaal verschil.
Zie figuur 5.9b.
Ook deze waarde gaan we halveren. We zetten de meetklok in de 6-uurspositie
op +2. De aanwijzing in de 12-uurspositie is nu –2. Zie figuur 5.11.
Als we nu de assen met de meetklok draaien naar de 3-uurspositie, dan lezen we
daar direct de horizontale positie af: –4.
Om de meetgegevens te verwerken, is het raadzaam om dit grafisch te doen op
millimeterpapier. Zie figuur 5.12.
0_2 = _2
12.00
+6 _2 = + 4
9.00
3.00
_2 _2 = _ 4
6.00
_
+ 4 2 = +2
Figuur 5.11 Interpretatie radiale meetgegevens
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
208
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
122
X
Uitlijnen van assen
Y
+
centerlijn vaste machine
cen
terli
jn v
A
1
2
radiale meting (0,28)
erst
elba
re m
ach
ine
1
2
vullingdikte
voorste voet
B
axiale meting (0,02)
vullingdikte
achterste
voet
C
1
2
X
_
Z
Figuur 5.12 Axiaal-radiaalmethode
stappenplan
We hanteren het volgende stappenplan:
1 meet de afstanden X, Y en Z en noteer deze;
2 teken op millimeterpapier een horizontale lijn die de centerlijn van de vaste
machine voorstelt;
3 zet vanuit deze lijn bij punt A de gehalveerde waarde van de radiale meetklok
tussen de 12-uurspositie en de 6-uurspositie;
4 trek vanuit punt B een lijn verticaal naar beneden, die de axiale meting tussen
12 uur en 6 uur aangeeft;
1
5 bepaal vanuit dit punt horizontaal de waarde van — · X;
2
6 teken nu de centerlijn van de te verstellen machine door vanuit punt B een lijn
te trekken door punt C;
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
8
UITLIJNEN VAN ASSEN
209
123
Uitlijnen van assen
7 deze lijn van punt B naar punt C is de centerlijn van de verstelbare machine
ten opzichte van de vaste machine in het verticaal vlak;
8 meet de afstand tussen de centerlijn van de vaste machine en de centerlijn van
de verstelbare machine bij de voorste en achterste voet;
9 deze waarden geven de noodzakelijke vuldikte om de motor in verticale
richting te plaatsen.
De grafische verwerking van de gegevens over het verplaatsen van de machine in
het horizontaal vlak verloopt identiek aan die van de verplaatsing in het verticaal
vlak.
In figuur 5.13 zien we deze volgorde van afstelling. Nadat de assen zijn
uitgelijnd, moeten we de motor goed vastzetten en daarna nogmaals controleren
of we door het vastzetten nog veranderingen in de afstelling hebben gekregen.
1e beweging
pomp-as
2e beweging
Figuur 5.13 Correctie scheefstelling
voordelen
nadelen
De axiaal-radiaalmethode kent enkele voordelen en nadelen.
De voordelen zijn:
– we hebben meestal maar één meetklokbeugel nodig;
– we hoeven de as maar eenmaal te draaien.
De nadelen zijn:
– bij kleine koppeling-middellijnen is de hoekfout onnauwkeuriger
(figuur 5.14a);
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
210
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
124
Uitlijnen van assen
X
– als de as axiaal kan verplaatsen, moeten we twee axiaalklokken gebruiken
(figuur 5.14b).
middellijn X van de axiaal klokking
bepaalt de hoeknauwkeurigheid
a
axiaal-radiaalmethode
b
twee axiaalklokken
Figuur 5.14 Hoekmeting
5.6
Dubbel-radiaalmethode
Bij de dubbel-radiaalmethode gebruiken we twee meetklokken die ieder op een
koppelinghelft staan. Deze methode gebruiken we vooral bij kleine koppelingen
met een grotere overbrugging. Zie figuur 5.15.
Het voordeel van deze methode ten opzichte van de axiaal-radiaalmethode is ook
dat de meetprocedure niet wordt beïnvloed door de eventuele axiale
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
8
211
UITLIJNEN VAN ASSEN
125
Uitlijnen van assen
X
Y
Z
Figuur 5.15 Dubbel-radiaalmethode
verschuifbaarheid van de assen. De meetprocedure verloopt op dezelfde wijze als
die van de axiaal-radiaalmethode.
Ook hier is het raadzaam de meetgegevens volgens het stappenplan grafisch te
verwerken. Zie figuur 5.16.
Nu zetten we bij punt A de gehalveerde waarde uit van de meetklok op de
koppelinghelft van de vaste machine ten opzichte van de horizontale lijn.
Bij punt B zetten we de halve waarde van de meetklok uit op de koppelinghelft
van de te verstellen machine.
De lijn tussen de gevonden twee punten geeft de centerlijn weer van de
verstelbare machine ten opzichte van de vaste machine.
voordelen
nadelen
De voordelen van de dubbel-radiaalmethode zijn:
– de scheefstelling bij kleine koppeling-middellijnen en grote afstand tussen
deze koppeling-middellijnen kunnen we gemakkelijker beoordelen
(figuur 5.17);
– de axiale verschuifbaarheid heeft geen invloed op de meetresultaten;
– de asposities kunnen we gemakkelijker grafisch zichtbaar maken.
De nadelen van de dubbel-radiaalmethode zijn:
– er zijn twee beugels nodig;
– beide assen moeten altijd draaien.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
212
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
126
Uitlijnen van assen
+
X
1
2
radiale
meting op
vaste
machine
as
Z
B
A
_
Y
1
2
radiale meting
verstelbare machine
verste
va n de
lbare m
vullingdikte
voorste voet
vullingdikte
achterste voet
achine
Figuur 5.16 Dubbel-radiaalmethode
x
Figuur 5.17 Hoeknauwkeurigheid dubbel-radiaalmethode
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
8
+14
deze gemeten waarde
gelijk halveren
12.00
9.00
213
127
Uitlijnen van assen
+13
UITLIJNEN VAN ASSEN
3.00
6.00
0
Figuur 5.18 Halve slag
In het algemeen geldt dat als de koppelingen maar een halve slag kunnen maken,
we beide waarden kunnen aflezen. Zie figuur 5.18.
5.7
Uitlijnen tussenas
Bij situaties met een tussenas kunnen we meestal moeilijk (of onmogelijk) een
houder maken voor een nauwkeurige uitlijning. In dat geval krijgen we een goede
uitlijning door beide meetklokken op aparte meethouders radiaal of axiaal te
monteren. In figuur 5.19 zien we beide methoden. De meetprocedure verloopt
vervolgens op dezelfde manier als bij de face-rim-methode.
a
axiale meting
b
radiale meting
Figuur 5.19 Uitlijning aandrijving met een tussenas
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
214
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
128
Uitlijnen van assen
5.8
Alternatieve stelmethoden
Voorbeeld
Stel we hebben de centerlijn van de verstelbare machine gevonden zoals in
figuur 5.20.
We zien dat we wat van de voeten van de verstelbare machine moeten
afhalen. Dit is echter lang niet altijd mogelijk. We hebben twee
mogelijkheden tot onze beschikking.
centerlijn vaste machine
achterste
voet
voorste
voet
cen
jn v
terli
erst
elb
h
mac
are
ine
+36
+12
voorste
voet
achterste
voet
Figuur 5.20 Centerlijn verstelbare machine
Mogelijkheid 1
We kunnen de centerlijn van de vaste machine omhoogbrengen, zodat we
de verstelbare machine weer kunnen ondervullen. Zie figuur 5.21.
In dit voorbeeld verhogen we met 0,50 mm. Dan houden we ook nog
enige stelruimte (hier 0,14 mm) voor de achterste voeten over voor het
geval we er later nog wat af moeten halen.
verhogen
met b.v. 5.0
vulling
achterste
voet
vulling
voorste
voet
+36
centerlijn vaste machine
+12
ine
ach
m
e
lbar
rste
e
v
jn
terli
cen
Figuur 5.21 Centerlijn verhogen
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
8
215
UITLIJNEN VAN ASSEN
129
Uitlijnen van assen
Mogelijkheid 2
We kiezen een nieuwe nullijn, waardoor beide centerlijnen weer goed
komen te staan. Zie figuur 5.22.
Hierbij zien we dat we de ruimte onder de voorste voeten van de vaste
machine en van de verstelbare machine moeten opvullen. De maten
hiervoor zijn afhankelijk van de geometrische waarden van de machine.
centerlijn
vaste machine
verhogen
verhogen
nieuwe
nullijn
+36
+12
cen
te
ve
rlijn
rste
lba
ach
re m
ine
Figuur 5.22 Nieuwe nullijn
5.9
uitlijntoleranties
Uitlijnnauwkeurigheid
Het is niet mogelijk om machines in de bedrijfstoestand voor de volle 100% uit te
lijnen. Dit wil dus zeggen dat we uitlijntoleranties hebben. Helaas hebben we op
dit gebied nog geen internationale norm, maar we kunnen wel op enkele
manieren deze uitlijntoleranties definiëren.
Belangrijke parameters hierbij zijn:
– Het toerental van de as.
– Het type koppelingen: Er zijn verschillende typen koppelingen, die variëren
van volledig star tot hoog elastisch. De uitlijnfout is inherent aan de
elasticiteit van de koppeling. Elasticiteit en toerental zijn nauw met elkaar
verbonden: naarmate het toerental stijgt, wordt de elastische koppeling
stijver.
– Afstand koppelinghelften. Hoe groter de afstand tussen de koppelinghelften,
des te kleiner de hoekfout. Ook kunnen we de parallelfout omzetten in een
hoekfout. Grote afstanden overbruggen we met een tussenas.
Methode 1
De eerste methode om de uitlijntoleranties te bepalen gebruikt het toerental van
de as en de afstand tussen de koppelinghelften. Zie figuur 5.23 en 5.24.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
216
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
130
Uitlijnen van assen
Als we de afstand tussen de vermogensoverdrachtpunten en het toerental weten,
dan kunnen we in deze diagrammen de maximale radiale afwijking in mm
vinden.
toerental
maximale radiale afwijking
0,16
mm
0,14
1000
_1
min
2000
0,12
3000
4000
5000
6000
1000
0,10
0,08
2000
3000
4000
5000
6000
0,06
0,04
0,02
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90 mm 100
afstand tussen de vermogensoverdrachtpunten
Figuur 5.23 Uitlijntoleranties afstand 0 tot 100 mm
toerental
maximale radiale afwijking
1,6
mm
1,4
1000
_1
min
2000
1,2
3000
4000
5000
6000
1000
1,0
0,8
2000
3000
4000
5000
6000
0,6
0,4
0,2
0
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900 mm 1000
afstand tussen de vermogensoverdrachtpunten
Figuur 5.24 Uitlijntoleranties afstand 0 tot 1000 mm
Voorbeeld
Stel we gaan uit van een afstand tussen de vermogens-overdrachtspunten
van 70 mm en een toerental van 2000 omw/min.
Als de afwijking ligt tussen 0 en 0,04 mm, is de uitlijning goed.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
8
217
UITLIJNEN VAN ASSEN
131
Uitlijnen van assen
Methode 2
Een tweede methode is ontwikkeld door de Amerikaan John Piotrowski. Hierbij
meten we de horizontale en verticale parallelfouten. Zie figuur 5.25.
X
Y
D
Figuur 5.25 Gecombineerde parameter
De uitlijnnauwkeurigheid vinden we met de volgende formule:
❚
maximale waarde van X of Y
uitlijnnauwkeurigheid = ———————————————
D
(5.5)
Met:
– D = afstand tussen vermogens-overdrachtspunten in mm;
– X = afwijking van de centerlijn van de vaste machine ten opzichte van de
centerlijn in mm;
– Y = afwijking van de centerlijn van de vaste machine ten opzichte van de
centerlijn in mm.
De werkelijke parallelfouten van de assen (dus onafhankelijk van richting)
berekenen we voor elk vlak met de stelling van Pythagoras. Zo vinden we de
waarden X en Y:
❚
❚
√
Y = √Y
X = Xh2 + Xv2
2
2
h + Yv
(5.6)
(5.7)
Met:
– Xh = horizontale waarde van X in mm;
– Xv = verticale waarde van X in mm;
– Yh = horizontale waarde van Y in mm;
– Yv = verticale waarde van Y in mm.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
218
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
132
Uitlijnen van assen
Als we daarnaast het toerental weten, dan kunnen we met figuur 5.26 vaststellen
of de tolerantie is toegestaan of niet. Piotrowski heeft deze waarden empirisch
bepaald.
Natuurlijk is dit diagram niet bindend. Elk bedrijf kan nauwere of bredere
toleranties aanhouden. Het diagram geeft ons in elk geval een indicatie.
2,0
mm per mm )
1,4
1
1000
1,0
uitlijnnauwkeurigheid (
1,8
0,8
1,6
1,2
onaanvaardbaar
0,6
aanvaardbaar
0,4
perfect
0,2
0
0
2
4
6
8
10 12 14 16
18 20 22 24
_1
26 28 min
toerental ( x 1000 )
Figuur 5.26 Piotrowski-diagram
5.10
laserlicht
Laser-prismasysteem
In plaats van meetklokken kunnen we ook kiezen voor laserlicht als
meetsysteem. Meten met licht heeft de volgende voordelen:
– de afstand tussen de opnemers kan zeer groot worden (10 meter);
– de lichtstraal fungeert als meethouder en buigt dus niet door.
Bij dit systeem gebruiken we een laser met een ontvanger, die op één
koppelingshelft wordt gemonteerd. Verder is een prisma gemonteerd op de
tegenoverliggende koppelingshelft. Zie figuur 5.27.
Het prisma is regelbaar in horizontale en verticale richting, zodat deze de
laserstraal kan terugkaatsen naar de ontvanger. De laserunits zijn met kabels aan
een display-unit verbonden waardoor de uitlezingen direct worden weergegeven.
Elektronica en microprocessoren kunnen de meetwaarden snel en nauwkeurig
verwerken.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
8
UITLIJNEN VAN ASSEN
219
133
Uitlijnen van assen
laser
prisma
ontvanger
Figuur 5.27 Laseruitlijntechniek
Het principe van deze meting is dat een laserzender die op een koppelingshelft is
gemonteerd, een cilindervormige baan beschrijft als we deze ronddraaien.
Zie figuur 5.27.
Het centrum van deze lasercilinder is altijd het verlengde van de middellijn van de
as waarop de koppeling is gemonteerd.
De meedraaiende ontvangers op de andere koppelingshelft nemen het laserlicht
op. Gemeten afwijkingen worden op het display zichtbaar gemaakt.
Zie figuur 5.28 en 8.29.
Figuur 5.28 Twee laserzenders en ontvangers
Figuur 5.29 Uitlijning met lasers
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
220
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
134
Uitlijnen van assen
We hebben twee lasermeetsystemen:
– Het laser-prismasysteem werkt volgens een methode die enigszins lijkt op de
axiaal-radiaalmethode, bijvoorbeeld Optalign;
– het dubbel-lasersysteem werkt volgens de dubbel-radiaalmethode,
bijvoorbeeld combi-laser.
Doordat we twee zenders en ontvangers gebruiken, moeten deze dezelfde
afwijkingen weergeven. We kunnen dus de twee afwijkingen met elkaar
vergelijken en direct de hoekverstelling of de parallelafwijking vaststellen.
combi-laser
Als voorbeeld van de gegevensverwerking zien we in figuur 5.30 een toepassing
van de combi-laser. Onder de steunpunten staan de te nemen maatregelen.
We zien de getallen op de koppelinghelften. Deze zijn gemeten door de laserunits
TD-S (TD-stationair) en TD-M (TD-movable). Ze geven de afwijking ten
opzichte van de vaste centerlijn. De horizontale en verticale scheefstelling
spreken daarbij voor zich.
a
bovenaanzicht
b
vooraanzicht
Figuur 5.30 Gegevensverwerking combi-laser
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
8
Uitlijnen van assen
UITLIJNEN VAN ASSEN
221
135
Vervolgens kan dan één van de assen worden versteld. Daarbij meten we met het
display direct de verplaatsing in een bepaalde richting. Het stellen van de assen
wordt dus gemakkelijker. In figuur 5.29 zien we een praktijkvoorbeeld van het
uitlijnen met deze techniek.
Gebruik lasersystemen
We komen lasersystemen in verschillende takken van de industrie tegen, zoals
bijvoorbeeld in de staalbouw. Hierbij gebruiken we de laser voor rechtheid en
zuiver haaks werken. De laserapparatuur stelt zichzelf waterpas. Daarna laat hij
een roterende laserlijn los, die op een hoek van precies 90° staat.
In de bouwwereld gebruiken we de laser als een verlengde waterpas, waarbij de
laserstraal horizontaal rondgaat.
In de installatiebouw gebruiken we de laser om de staaldraad te vervangen.
Vanaf deze laserlijn (laserstaaldraad) zetten we de leidingen uit met een tolerantie
van ongeveer 1 mm.
De lasermethode leent zich uitstekend voor verscheidene soorten uitlijning:
– haaks uitlijnen;
– uitlijnen van parallelle assen;
– haaks uitlijnen in twee vlakken.
Hulpmiddelen lasersystemen
Voor deze soorten uitlijning moeten we de lasersystemen met hulpmiddelen
uitbreiden zoals het 90°-prisma. Zie figuur 5.31. Hiermee kunnen we de
haaksheid meten. Door verscheidene prisma’s te gebruiken kunnen we ook in
twee vlakken de haaksheid meten of in plaats van verscheidene prisma’s een
hoekprisma gebruiken. Dit hoekprisma buigt de laserstraal direct haaks in het
plat vlak en het verticaal vlak. De laserunits kunnen bovendien afwijkende
vormen krijgen, afhankelijk van de toepassing.
Figuur 5.31 Prisma
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
222
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
136
Uitlijnen van assen
In de scheepvaartindustrie worden bijvoorbeeld cilindrische laserunits gebruikt
voor het meten van schroefaskokers. Zie figuur 5.32.
Andere hulpmiddelen zijn de mechanische hulpmiddelen die we gebruiken in de
verschillende situaties om de laserunits vast te zetten.
Figuur 5.32 Schroefasuitlijning
5.11
Uitlijnen parallelle assen
Eerder hebben we de uitlijningen behandeld van assen die in elkaars verlengde
liggen. We kunnen echter ook een aandrijving hebben via parallelle assen. Hierbij
kunnen we bijvoorbeeld denken aan aandrijvingen met een V-snaar, ketting of
tandwiel. Zie figuur 5.33.
Bij de afstelling van deze assen moeten we op twee voorwaarden letten, namelijk:
– de assen moeten evenwijdig aan elkaar liggen;
– de assen en de schijven of wielen moeten in hetzelfde vlak liggen.
We kunnen evenwijdigheid het eenvoudigst meten met een schuifmaat of
speermaat. Voor de uitlijning in hetzelfde vlak kunnen we dan gebruikmaken van
een speermaat. Zie figuur 5.34a.
Als we de assen heel nauwkeurig evenwijdig moeten stellen, kunnen we ook een
lasermeetsysteem gebruiken. Zie figuur 5.34b.
Hierbij zetten we de laser-units met speciale bevestigingsmethoden vast
tegenover elkaar op de assen. Het laserlicht van beide zenders wordt naar de
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
8
223
UITLIJNEN VAN ASSEN
137
Uitlijnen van assen
Figuur 5.33 Parallel-aandrijving
tegenoverliggende ontvangers gezonden. Bij een afwijking wordt dit door de
ontvangers gedetecteerd, dat dan op het display zichtbaar wordt gemaakt.
a
met speermaat
b
met lasermetingen
Figuur 5.34 Evenwijdigstelling twee assen
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
224
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
138
5.12
Uitlijnen van assen
Uitlijnen overbrengingen
Riemaandrijvingen
eisen
Voor het goed functioneren van riemaandrijvingen kunnen we de volgende
aanvullende eisen stellen:
– demonteer de riemen zonder forceren;
– vervang versleten tandriemschijven;
– controleer bij verscheidene riemen of ze allemaal even lang zijn;
– de riemen moeten de juiste spanning hebben;
– de riemen moeten goed in de tandriemschijven liggen.
Verdere wenken voor montage en demontage van deze aandrijvingen zijn:
– probeer de schijven of wielen zo dicht mogelijk te plaatsen bij de lagers die de
assen ondersteunen;
– bescherm de overbrenging tegen vuil, olie, vet en stof en scherm daarom
draaiende delen af, ook bij het proefdraaien;
– schakel bij montage en demontage de aandrijving uit.
Kettingoverbrenging
eisen
Voor een goede werking van een kettingoverbrenging gelden de volgende eisen:
– als de ketting wordt vervangen, moeten we ook de kettingwielen vervangen;
– we moeten zoveel mogelijk kettinglengten proberen te gebruiken met een
even aantal schakels, omdat we bij een oneven aantal schakels een
tussenschakel (zwak punt) hebben;
– minimaal drie schakels moeten ingrijpen, waarbij de omspannen hoek van de
ketting op het wiel minstens 90° moet zijn;
– de ketting moet goed liggen op de vertanding van de wielen;
– de kettingspanning moet juist zijn, waarbij ten minste twee steeklengten of
anders 2% van de kettinglengte nastelbaar moeten zijn;
– plaats een kettingspanner tegen het slappe deel van de ketting;
– na de montage van de ketting moeten we deze goed smeren;
– als we geen automatische kettingspanner gebruiken, moeten we de
kettingspanning regelmatig controleren en eventueel naspannen.
Tandwieloverbrenging
Wenken voor de montage en demontage van tandwielen zijn:
– controleer de tandwielen voor het (de)monteren op beschadigingen;
– controleer na montage het draagbeeld (figuur 5.35a en figuur 5.35b) en de
flankspeling (figuur 5.35c);
– zorg voor een juiste smering;
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
8
225
UITLIJNEN VAN ASSEN
139
Uitlijnen van assen
– bij een juiste montage moeten de steekcirkels van de tandwielen elkaar net
raken, maar lagerslijtage kan dit beeld veranderen (zie figuur 5.36).
flankspeling
a
tand met
breedtewelving
b
tand zonder
c
flankspeling
breedtewelving
Figuur 5.35 Draagbeeld en flankspeling
Extra aandachtspunten
Bij een vaste aspositie (denk aan aandrijving krukas-nokkenas) moeten we de
stand van de assen merken ten opzichte van elkaar bij onbelaste toestand. Pas
daarna kunnen we de ketting- of tandwielaandrijving demonteren.
De meest voorkomende storingen bij vooral tandwieloverbrengingen zijn het
warmlopen van de overbrenging en slijtage van de tanden.
Het is dan ook zeer belangrijk dat de lagers goed gemonteerd zijn op de assen
waar de tandwielen op zitten. Als dit niet het geval is, kan de overbrenging
steekcirkels
Figuur 5.36 Steekcirkels die elkaar net raken
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012
226
140
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
Uitlijnen van assen
warmlopen. Zo kunnen dus ook externe omstandigheden direct invloed
uitoefenen op de overbrenging.
© ThiemeMeulenhoff — 13 maart 2012