Vrijedi li plaćati produženo jamstvo za postojeću/nadograđenu strojarsku opremu?

Neki dan sam dobila mailom od jednog hrvatskog predstavnika, koji zastupa stranog proizvođača opreme, komercijalni letak koji je glasio:

„ Tvrtka ABCD najavljuje produženo jamstvo za reduktore uz servis/nadogradnju, 6 dodatnih mjeseci!”

Tko god da se bavi održavanjem opreme s vremena na vrijeme dobiva ovakve mailove od prodavača ili distributera opreme. Krenimo sada analizirati koliko je ovakva ponuda zaista korisna. Za početak, kada je riječ o strojarskoj opremi, prema čl. 423 Zakona o obveznim odnosima, komercijalno jamstvo

je svaka obveza kojom se prodavatelj ili proizvođač (davatelj jamstva), povrh zakonske obveze prodavatelja koja se odnosi na odgovornost za materijalne nedostatke stvari, obvezuje kupcu vratiti plaćenu cijenu ili zamijeniti, popraviti ili servisirati stvar ako ona ne zadovoljava specifikacije ili druge zahtjeve koji su navedeni u jamstvu ili u relevantnom reklamnom materijalu koji je dostupan u trenutku ili prije sklapanja ugovora.  

Kako to izgleda u praksi kada govorimo o održavanju strojeva? Najčešće jamstvo traje 18 mjeseci od datuma isporuke opreme ili 12 mjeseci od datuma ugradnje, ovisno koji rok nastupi prvi i koji su uvjeti navedeni u ugovornoj obvezi isporučitelju od strane naručitelja. Nakon toga prestaje bilo kakva obaveza isporučitelja prema naručitelju. Isporučitelj podrazumijeva proizvođača ili ovlaštenog zastupnika/  isporučitelja/ dobavljača opreme, dok je naručitelj kompanija koja naručuje, ugrađuje i koristi opremu u svojem proizvodnom procesu ili u sustavu poslovanja. Prema čl. 376 Zakona o obveznim odnosima, ugovorom o kupoprodaji, prodavatelj se obvezuje predati kupcu stvar u vlasništvo, a kupac se obvezuje platiti mu cijenu. 

Nakon isporuke, ugradnje i puštanja opreme u rad počinje teći jamstveni rok. Po isteku jamstvenog roka, isporučitelj nema više nikakvih obaveza prema naručitelju, osim ako nije drugačije ugovoreno, što se i dodatno plaća. Naručitelj ima 2 mogućnosti nakon isteka jamstva: 1) ugovoriti održavanje i servise sa isporučiteljem/ovlaštenim zastupnikom ili 2) sam održavati i popravljati opremu. Velike kompanije u > 80% slučajeva provode opciju br. 2).

Ponuda koju sam primila mailom je nadalje opisivala:

„Tijekom svakog servisa, postoji mogućnost da napravimo evaluaciju ili nadogradnju vaše opreme u skladu sa posljednjim konstrukcijskim poboljšanjima. Prije nego li se odlučite za popravak, upitajte naš stručni tim da napravi procjenu sadašnjih uvjeta rada kako bi osigurali najbolju efikasnost i povećali pouzdanost. Izaberete li nadogradnju, dobit ćete dodatnih 6 mjeseci jamstva uz poboljšane performanse.“

Pogledajmo sada ovu izjavu detaljnije. Reduktor koji promatramo je u kontinuiramo radu preko 9 godina i jamstvo mu je davno isteklo. Svake godine se redovito servisira uz obaveznu zamjenu potrošnih rezervnih dijelova poput brtvi i semeringa. Doživio je 2 havarije i po mojem mišljenju već u startu su neki dijelovi mogli biti konstruirani na praktičniji način, što bi ujedno skratilo vrijeme rastavljanja prilikom popravka. Tako dolazim do zaključka br. 1) proizvođač je i sam postao svjestan nedostataka u postojećoj konstrukciji pa se sada nastoji iskupiti ponudivši nadogradnju praćenu konstrukcijskim poboljšanjima. Naravno, na trošak naručitelja/vlasnika opreme.

Potom, koliko je realno da ćemo dobiti 6 mjeseci jamstva za reduktor star 9 godina uz izvedena poboljšanja? Nije definirano pokriva li jamstvo čitav reduktor ili samo poboljšanja koja bi proizvođač na njemu ugradio. Nadalje, ako smo sami sve do sada servisirali stroj, hoće li proizvođač to priznati i prihvatiti da napravi servis uz pružanje jamstva na izvedene radove?

Idemo razmatrati ponudu dalje. Reduktor radi u uvjetima rada koji u potpunosti ovise o proizvodnom procesu. Sama efikasnost reduktora ovisi o velikom broju faktora, posebno o opterećenju koje varira ovisno o opterećenju elektromotora i pogonjenog stroja. Većina proizvođača reduktora ne daje tablicu dozvoljenih tolerancija niti bilo kakve druge podatke o razlikama o postizanju efikasnosti kada reduktor radi pri punom opterećenju u odnosu na rad pri normalnom opterećenju.

S druge strane, pitam se koliko stručni tim proizvođača zaista može pružiti kvalitetne zaključke procjenjujući uvjete rada ovog reduktora naprosto zato što ne poznaju detaljno zahtjeve procesa i radnih parametara unutar kojih stroj radi, specifičnosti u održavanju, poremećaje u radu zbog različitih situacija, ugrađene rezervne dijelove i mjerne protokole koje smo zabilježili prilikom rastavljanja.

U osnovi, kada bih zatražila od njih evaluaciju, prvo bih morala dati hrpu informacija koje će negdje netko iščitavati i procjenjivati gledajući iz perspektive proizvođača. Pri tome je upitno koliko će/hoće li uopće uzeti u obzir mišljenje i zaključke inženjera održavanja i djelatnika koji doslovno svaki dan žive i rade uz taj stroj.

Zaključak br.2) Kolika je vjerodostojnost analize uvjeta rada i preporuka koje će nam plasirati proizvođač opreme? On sjajno zna konstrukciju i ponašanje opreme u testnim uvjetima, međutim njegovo poznavanje ponašanja stroja u stvarnim uvjetima rada koji ponekad mogu biti itekako brutalni i zaključci koje će nam dostaviti bi po meni trebali biti uzeti sa rezervom.

Svaki stroj generira trošak tijekom svog životnog vijeka (LCC), npr. trošak servisa, rezervnih dijelova, preventivnog i korektivnog održavanja i sl. Svaki stroj također stvara novu vrijednost u vidu količine kvalitetno proizvedenih proizvoda. Bitna stavka je da zarada na proizvodima uvelike nadmašuje troškove životnog vijeka stroja kako bi on za svog vlasnika bio isplativ.

Zaključak br. 3): Hoće li trošak servisa i nadogradnje od strane proizvođača dugoročno održati trošak životnog vijeka stroja niskim? Često se desi da nadograđeni/poboljšani strojevi sa sobom donesu i čitav set novih problema i kvarova koje do sada nismo imali jednostavno zato što su poboljšanja razmatrana kroz tvornička ispitivanja ili u češćem slučaju, kroz računalne simulacije i ne predviđaju 100% ponašanje stroja u realnim procesnim uvjetima (i ljudsko ponašanje prema njima 😉 ).

Kako se stroj sa nadogradnjama uklapa u postojeću strategiju i godišnji budžet održavanja? Troškovi nadogradnji često nisu mala stavka, a budžet održavanja se planira sredinom tekuće godine za nadolazeću godinu. Prilikom planiranja budžeta vrlo mali % održavatelja planira potencijalne troškove budućih nadogradnji opreme, tako da je vrlo upitno koliko će biti prostora za ovakve stavke. Drugo pitanje koje se nameće – koliki je udio troška produljenja jamstva u odnosu LCC?

Svaki stroj treba godišnje analizirati po pitanju pouzdanosti. Pouzdanost se također ostvaruje kroz ispravno rukovanje opremom, redovitu brigu, provođenje kvalitetnih aktivnost održavanje, rad unutar dozvoljenih parametara i sl. Proizvođač u svom letku spominje povećanje pouzdanosti, međutim nije jasno na što se konkretno ta pouzdanost odnosi.

Zaključak br. 4): pouzdanost opreme je vrlo ozbiljna stavka i manjak pouzdanosti kod određenog stroja predstavlja svakodnevni izvor stresa za inženjera održavanja. Svaka ponuda koja spominje magično povećanje pouzdanosti bi trebala objasniti na koji način će se to i ostvariti.

I za kraj, da odgovorim na pitanje postavljeno u naslovu, korist od plaćanja produljenog jamstva na strojarsku opremu temeljem nadogradnje je dvosjekli mač. S jedne strane, proizvođač opreme želi imati partnerski odnos sa korisnikom/vlasnikom opreme i zato nudi različite usluge za već prodanu opremu čime bi ujedno nastavio zarađivati na toj opremi. Tako od korisnika direktno dobiva vrijedne informacije kako se njegov stroj ponaša u stvarnim uvjetima eksploatacije i koje su mu slabe točke, čime ne mora nužno ulagati u skupa istraživanja, već prikupljene informacije analizira i iskoristi za poboljšanje postojeće konstrukcije.

S druge strane, kompanija koja u vlasništvu ima navedeni stroj dobiva ažurne informacije o razvoju strojarske tehnologije i informaciju o tome koje mogućnosti ima na raspolaganju kada je u pitanju poboljšanje stanja postojeće opreme. Stoga treba:

1. Detaljno analizirati koristi ponude u odnosu na nedostatke (sa gledišta rizika, sigurnosti, tehnološkog procesa, profitabilnosti i sl.)
2. Kvantitativno izračunati korist koju bi donijeli trošak nadogradnje i trošak produljenog jamstva (pitanja koja sam razmatrala u ovom članku daju poprilično dobar smjer za neku buduću analizu)
3. Donijeti zaključak argumentiran rezultatima stavki a) i b) te postupiti u skladu s njim

Što mislite o produženom jamstvu? Jeste li imali koristi od takve prakse? Koliko ste bili zadovoljni?

Podijelite vaša iskustva u komentarima!

18 pitanja važnih za analizu vibracija

Mjerenja vibracija kod rotacijski strojeva je jedan od alata dijagnostike i prediktivnog održavanja kojim pratimo stanje stroja i planiramo otklanjanje kvara prije nego se dogodi jer smo upoznati sa zdravljem njegovih dijelova. Često stroj ima konstantno povećane vibracije, međutim inženjer strojnog održavanja ne može odmah otkriti o kojem se problemu radi i što je uzrokovalo povećanje vibracija unutar strojnog sustava.

Danas ćemo razmotriti 18 pitanja primjenom kojih će si održavatelji pomoći u svakodnevnom radu i tumačenju prikupljenih podataka o vibracijama kako bi na vrijeme otkrili potencijalni uzrok kvara i poduzeli potrebne aktivnosti u njegovom sprječavanju. 

1. Jeste li panično zaustavili stroj na prvi neobičan zvuk? Kada primijetite odstupanja u radu (ako nisu takva da jasno ugrožavaju zdravlje, sigurnost i okoliš), nemojte odmah isključiti stroj već napravite dijagnostičku provjeru mjerenjem vibracija, termovizijskim snimanjem, ultrazvučnim ispitivanje ili nekom trećom neinvazivnom tehnikom te analizirajte dobivene rezultate.

2. Jesu li se povećane vibracije javile nakon pokretanja stroja u rad iz stanja mirovanja? Kakvi zahvati su poduzeti na strojnom sustavu ili pratećoj opremi dok je stroj bio u mirovanju? Je li npr. montirano novo vratilo, nova zaporna armatura ili su izvođeni građevinski zahvati u blizini stroja? Potencijalni uzroci vibracija mogu potjecati od promjena nastalih u radnoj okolini stroja, a ne od samog stroja.

3. Jesu li povećane vibracije bile prisutne prije zaustavljanja stroja? Ako su povećane vibracije prisutne od dana kad je stroj pušten u rad, tada imate problem koji potječe od pogrešne ugradnje, rezonancije u sustavu, neadekvatno balansiranog rotorskog sklopa ili potkapacitiranog/prekapacitiranog stroja?

4. Je li bilo izvanrednih događaja poput naglog prestanka napajanja pogonskog stroja ili pojave pumpanja? Često izvanredni neplanirani događaji poput pojave pumpanja u radu centrifugalnog kompresora dovode do oštećenja plinske brtvenice, ležajeva ili blagog savijanja vratila, što se kasnije manifestira pojavom povećanih vibracija.

5. Jesu li se naglo promijenili procesni uvjeti u sustavu, poput povećanja temperature radnog medija, nagle promjene brzine vrtnje stroja, naglog gubitka tlaka u sustavu ili još gore, nastanka hidrauličnog udara? Navedeni uzroci će svakako ostaviti traga na brzini vibriranja stroja u radu.

6. Je li došlo do promjene radnog medija? Promjena vrste radnog medija, tj. promjena fizikalnih i kemijskih svojstava radnog medija, ima utjecaja na dinamičke karakteristike stroja što za posljedicu ima povećanje vibracija.

7. Jeste li sigurni da su vrijednosti izmjerenih vibracija izvan dozvoljenog područja? Temeljem kojih i kakvih podataka ste došli do ovog zaključka? Npr. prilikom prvog pokretanja u rad novog stroja dobra praksa je izmjeriti vibracije i pohraniti podatke koji će kasnije poslužiti kao temeljne vrijednosti za usporedbu izmjerenih vrijednosti tijekom vremena. Također treba znati koje su dozvoljene ovisno o vrsti stroja. Standard ISO 10816-3 definira dozvoljenu brzinu vibracija ovisno o vrsti stroja i daje smjernice za usporedbu, što se vidi na slici 1.

Slika 1. Brzina vibracija ovisno o vrsti stroja i dozvoljene vrijednosti

Zelena polja područja označenog slovom A predstavljaju vrijednosti vibracija za nove strojeve pokrenute u rad i/ili strojeve nakon generalnog tvorničkog servisa. Žuta polja označena slovom B označavaju vrijednosti vibracija za strojeve koji su u konstantnom radu bez ograničenja. Narančasto obojena polja označena slovom C predstavljaju vrijednosti vibracija kod strojeva koji zbog nekog kvara više nisu prikladni da rade kontinuirano već mogu raditi isključivo kraće vrijeme, pri čemu treba napraviti korektivno održavanje čim se za to ukaže prilika. Crvena polja označena slovom D predstavljaju opasne vrijednosti vibracija gdje je velika vjerojatnost havarije stroja pa se takav stroj treba obustaviti jer nije za daljnji rad.

Prilikom definiranja dozvoljenih graničnih vrijednosti vibracija za vaše strojeve, preporučuje se ne uzeti vrijednosti koje su unutar manjih graničnih vrijednosti u odnosu na vrijednosti definirane standardom ISO 10816-3.

8. Je li sustav mjerenja vibracija kalibriran i daje li točne vrijednosti prilikom mjerenja? Ako je kojim slučajem jedna od sondi za mjerenje brzine vibracija oštećena ili je njen kabel u kvaru, izmjerene vrijednosti će biti pogrešne i nećemo imati konkretne podatke za analizu. Zato je potrebno redovito umjeravati i provjeravati sustav i komponente za mjerenje vibracija.

9. Je li rotacijski stroj nedavno bio centriran? Provjerite kakve vrijednosti horizontalnih i vertikalnih odstupanja su zabilježene u protokolu centriranja ili još bolje, demontirajte spojku pa provjerite centriranost. Nepravilno centriranje vratila pogonskog i pogonjenog stroja će pogađate već, uzrokovati povećane vibracije.

10. Jesu li nedavno napravljene rekonstrukcije sustava u vidu modifikacije pripadajućih cjevovoda, nosača, dodavanja nove opreme poput posuda, armature i sl.? U slučaju promjene cjevovoda ili dodavanja/ uklanjanja opreme potrebno je u suradnji sa projektantom napraviti novi hidraulički proračun i provjeriti zadovoljavaju li tehničke karakteristike stroja nastale promjene u sustavu.

11. Je li prisutna rezonancija? Ako sonda za mjerenje vibracija nije ispravno postavljena, može se dogoditi da pokupi signal koji ne potječe od samog stroja već je posljedica prisustva rezonantnog signala u okolini.

12. Je li došlo do povećanja vibracija na pomoćnim strojevima poput reduktora? Povećanjem opterećenja na zubima zupčanika u reduktoru doći će do promjena u vibracijama. Ako je u strojnom sustavu prisutan reduktor, treba pregledati zupčanike u potrazi za oštećenjima. Oštećenja zuba ukazuju na potencijalni problem torzijskih vibracija.

13. Je su li izvedene promjene u sustavu podmazivanja? Bilo je slučajeva kada je kompresor imao povećane vibracije jer je došlo do naglog gubitka ulja za podmazivanje zato što postojeća količina nije bila dovoljan za pokriti potrebe ugrađenih dodatnih cijevi prilikom rekonstrukcije sustava podmazivanja.

14. Imate li izvještaje o prethodnim servisima stroja i mjerne protokole? Jeste li uspoređivali zabilježene izmjere? Jesu li prisutna značajna odstupanja? Provjera podataka zabilježenih tijekom servisa će poslužiti za kontrolu stanja dijelova stroja te kao dokaz o (ne)adekvatno izvršenom servisu temeljem kojeg pokrećete eventualnu reklamaciju na radove.

15. Imate li izvještaje o prethodnim mjerenjima vibracija? Jeste li uspoređivali vrijednosti? Jesu li prisutna značajna odstupanja? Praćenje trenda prilikom mjerenja vibracija ukazuje na pogoršanje stanja dijelova, npr. kugličnih ležajeva. Iz tog razloga, potrebno je čuvati sve izvještaje i uspoređivati mjerenja.

16. Kakve su frekvencija izmjerenih vibracija? Npr. necentriranost stroja će se manifestirati u vidu brojčane vrijednosti umnoška broja okretaja, oštećeni zubi će se pokazati u vidu brojčane vrijednosti umnoška broja zubi i broja okretaja, necentriranost i debalans su povezani sa naglim promjenama frekvencije prilikom pokretanja ili zaustavljanja stroja tako da obavezno provjerite i frekvencije.

17. Poznajete li strojeve unutar proizvodnog procesa? Dnevni obilasci strojeva i opreme, vizualno praćenje te slušanje zvuka stroja u radu otkrivaju odstupanja od radnih parametara. Zvuk drobljenja i neuobičajeni šumovi su jasan znak da sa strojem nešto nije u radu a na vama je da otkrijete što se tu događa i zašto.

18. Jeste li angažirali specijalista da izvrši mjerenje vibracija i analizira dobivene rezultate? Mjerenje vibracija i tumačenje rezultata je kompleksan i vremenski zahtjevan zadatak pa se preporučuje angažirati stručnog tehničara ili specijalista koji će obaviti posao i dostaviti izvještaj s predloženim korektivnim mjerama. Često se ovakve stavke smatraju nepotrebnim troškom, međutim angažman stručnjaka će se kasnije isplatiti kroz uštedu na vremenu, obavljenom poslu i sprječavanju zastoja stroja (time i gubitka proizvodnje) zbog kvarova otklonjenih na vrijeme.

Na koji način mjerite i analizirate vibracije? Na koje probleme ste naišli prilikom tumačenja rezultata? Podijelite iskustva u komentarima!

Utjecaj konstrukcije na rad reduktora

Uspješan rad i pouzdanost reduktora su podjednako odgovornost konstruktora, operatera i održavatelja. Situacije koje utječu na opterećenje zubi reduktora u zahvatu i raspodjelu opterećenja su pod utjecajem konstrukcije i točnosti postignute u proizvodnji te izvijanja temelja, ravnomjernog opterećenja na zubima zupčanika, točnosti centriranja u odnosu na pogonski i pogonjeni stroj te fleksibilne ugradnje. Važan faktor koji utječe na održavanje točnosti centriranja kod dvostupanjskih reduktora je razlika u brzini vrtnje prednjih i zadnjih ležaja u reduktoru.

Na rad ležaja utječu još komponente sile nastale djelovanjem opterećenja i okretnog momenta te komponenta djelovanja same težine zupčanika i kućišta. Kod određenih tipova reduktora, kada se statičko opterećenje koje djeluje na prednje i zadnje ležajeve razlikuje po intenzitetu (za razliku od ležaja na koje djeluje opterećenje jednakog intenziteta) rezultirajuće sile neće biti istog smjera djelovanja. To će uzrokovati rad prednjeg i zadnjeg ležaja u različitim položajima unutar njihovog polja zračnosti.

Ležajevi reduktora su smješteni u kućištu iznad spremnika ulja za podmazivanje pa se iz tog razloga njihovi temelji zagrijavaju kada su u radu te uzrokuju nenamjerno pomicanje ležajeva. S druge strane, malo topline nastaje i tijekom rada pogonskog i pogonjenog stroja koji imaju veću temperaturu nego što je temperatura okoline. U tom slučaju, neizbježno je da njihov rad također utječe na rad ležajeva reduktora kada pumpni agregat prelazi iz hladnog stanja mirovanja na radnu temperaturu. Kada se postignu radni uvjeti, ležajno kućište reduktora će se podići otprilike od 0,3 mm do 0,7 mm iznad ležajnog kućišta pogonjenog stroja.

Postizanje kompenzacije za termičko i elastično izvijanje zubi na zupčanicima je ključni faktor pouzdanog rada time što omogućava postizanje prihvatljive raspodjele opterećenja među zupčanicima u zahvatu.

Zubi zupčanika kod višestupanjskih reduktora su konstruirani tako da rade pod utjecajem sila te imaju bočne kritične brzine koje su daleko iznad radnih brzina. Radit će bez vibracija ako su balansirani prema odgovarajućoj proceduri. Ako su parna ili plinska turbina glavni pogonski strojevi, balansiranje je osobito važno za zupčanik prvog stupnja redukcije jer on ima istu brzinu vrtnje kao i turbina. Zato mora imati jednaki stupanj dinamičke ravnoteže kao i turbina.

Generalno, reduktori imaju zube izrađene metodom tokarenja. U ovom procesu, alat za rezanje je tokarski nož, koji ima više rotirajućih sjekača na jednoj ili više vodilica, sa zubima koji su izvedeni tako da formiraju izabrano osnovno zupčasto kolo. Tijekom procesa izrade, djelovanje, rotirajućih sjekača izrezuju se zubi te nastaje pravi spiralni oblik bočne strane zuba i praznina među zubima. Noževi ujedno određuju dimenzije zubi u odnosu na njihov oblik.

Ostali parametri koji određuju geometriju zuba, broj i kut zavoja određeni su izborom promjenjivog omjera vrzine vrtnje zupčanika tokarilice bez da se mora mijenjati vrsta alata za urezivanje. Namještanjem kuta zavoja kojeg određuje profil zuba u ravnini rotacije moguće je koristiti izabrani nož jer se tako dobije profil zuba u ravnini zahvata zuba te određeni broj zuba. Zato se koristi standardizirani i ograničeni broj tokarskih alata za izradu zupčanika.

Drugi proces obrade koji se koristi za izradu velikih zupčanika je oblikovanje urezivanjem. U ovom procesu alat za oblikovanje je ili u obliku zupčaste letve ili nalik na mali zupčanik sa sjekačima koji zarezuju materijal u trenutku vrtnje kako bi oblikovali zahtijevani oblik zuba.

Procesi strojne obrade nakon rezanja se primjenjuju za poboljšavanje točnosti i ujednačenosti površine zubi zupčanika. Procesom aksijalnog struganja, zupčanik s višestrukim redom zubi za obradu površine gloda površinu zubi zupčanika s kojim je u zahvatu. Površina alata ima pravokutna udubljenja i kut zavoja koji se razlikuje za nekoliko stupnjeva od kuta zavoja zuba na zupčaniku koji se obrađuje. Ova razlika kuteva omogućuje kretanje duž oboda za precizno rezanje i glodanje.

S obzirom na veliku brzinu vrtnje zupčanika tijekom obrade te sporije glodanje površine, omogućeno je precizno rezanje bočne površine zuba. Rezultat ovog procesa je finija površina zuba i  precizniji oblik spiralnog zavoja u usporedbi što bi se postiglo tokarenjem. Proces glodanja također omogućava korekciju nedostataka kuta zavoja zupčanika tako što se selektivno izabire površina za obradu glodanjem koja je u kontaktu zupčanika u zahvatu.

Ubrušavanje je proces kada se za obradu koriste noževe koji imaju vrhove ojačane željeznim karbidom za uklanjanje neravnina na učvršćenim elementima reduktora. Međutim, zahtjev za velikom točnosti konstrukcije reduktora često onemogućava primjenu ubrušavanja za završnu obradu zupčanika.

Rotirajuće honovanje zupčanika reduktora je metoda za poboljšanje procesa završne obrade zupčanika. Honovanje je proces sličan glodanju duž aksijalne osi, međutim koristi abrazivni alat bez ozubljenja. Potreban je poseban oblik alata za honovanje kako bi se održala točnost profila zupčanika. Tijekom procesa brušenja, bruse se bočne strane zupčanika pri čemu se istovremeno ostvaruje potreban oblik zuba i kut zavoja. Proces brušenja vrlo često omogućava modifikacije profila zuba, kuta zavoja i krajnjih udubljenja. Promjene profila zuba omogućavaju postizanje optimalne raspodjele opterećenja duž zuba te smanjenje buke kada su zupčanici u zahvatu.

Provjera nalijeganja zubi zupčanika te jednolika raspodjela opterećenja duž širine lica zuba je bitna za pouzdan rad i smanjenje rizika da dođe do ubrzanog trošenja zuba. Provjera nalijeganja zuba pomoću kočnice se koristi kao pokazatelj međusobnog kontakta zubi. Provjera se može izvesti i pomoću nanesenih slojeva bakra ili nanošenjem plave boje. Otisak koji ostavlja plava boja ili otisak koji ostaje na sloju bakra služi kao  pokazatelj nalijeganja. Korištenjem naprednih metoda mjerenja vibracija i modulirane frekvencije može se motriti stanje zuba pri svi načinima rada i različitim uvjetima okoline te bilježiti utjecaj svih vanjskih i unutarnjih čimbenika koji utječu na trajnost zuba tijekom rada reduktora.

Kod ranih konstrukcija reduktora nepravilnosti zupčanika nastale tijekom proizvodnje su ponekad bile uzrok vibracija, međutim, preciznost kojom se izrađuju današnji zupčanici je uklonila ovaj izvor vibracija. Kod reduktora koji su u sustavu parnih ili plinskih turbina razlikujemo 3 vrste torzijskih vibracija. Kod prve vrste torzijskih vibracija, kutne vibracije su najveće, dok je na reduktoru najveći moment torzije. To se većinom događa tijekom rada u sustavima sa dugim spojkama te može biti jako opasno kada se javi u sustavima sa kraćim spojkama.

Prva vrsta torzijskih vibracija se mora pažljivo procijeniti kako bi se osiguralo da torzijski moment koji se dodaje momentu što se prenosi pri stabilnim uvjetima rada ne ugrožava rad reduktora. Inercija i faktori elastičnosti turbine i reduktora nemaju značajan učinak na prvu kritičnu brzinu.

Druga vrsta torzijskih vibracija je kada dođe do vibriranja 2 susjedna pogonska stroja npr. turbine, u suprotnim smjerovima i to se može dogoditi tijekom rada. U ovom slučaju, torzijski moment se mora procijeniti na isti način kao i kod prve kritične brzine. Primjenjujući sustav čvrstog pogona onemogućava se pobuđivanje druge vrste vibracija. Kod ovakvog pogona, 2 turbine su usklađene u radu podešavanjem dimenzija vratila na takav način da imaju istu radnu frekvenciju kao i reduktor. Kao rezultat, sva gibanja vratila obje turbine i pogonjenog stroja neće uzrokovati pobuđivanje druge vrste vibracija s obzirom na čvrstoću konstrukcije pogonskog stroja.

Treća vrsta vibracija je ona kod koje je reduktor podložan savijanju jer nema čvrstu konstrukciju. Obično se događa daleko izvan normalnog načina rada, međutim može utjecati na rad.

Npr. na brodovima glavni sustav propulzije koji koristi dizel motor kao primarni pogon zahtjeva opširne analize torzijskih vibracija kako bi se osigurao zadovoljavajući rad. Dizel motori imaju različite razine pobuđivanja. Četverotaktni motori imaju uzbude reda ½, 1, 1 ½, 2, 2 1/2, itd. Dvotaktni motori imaju uzbude reda 1, 2, 3, itd. Obično se analiziraju uzbude do 12. reda. Većina sustava dizelske propulzije na teretnim brodovima zahtijeva fleksibilnu torzijsku spojku za ublažavanje krutosti osovinskog voda koje ima i karakteristike prigušivanja kako bi se smanjile torzijske vibracije u reduktorima.

Slika 1.: Primjer dvostupanjskog reduktora (izvor)

Funkcija kućišta reduktora je osigurati odgovarajuću potporu ležajevima te spremnik ulja za prisilno podmazivanje zupčanika. Sva opterećenja ležajeva se nalaze u ravninama okomitima na os vratila. U mnogim slučajevima, posebno kod spoja sa dvostupanjskim reduktorima, kućište ležaja mora podupirati ležajeve pri različitim nagibima. Važno je da potporni sklop ima odgovarajuću čvrstoću konstrukcije kako bi se spriječila pojava bilo koje vrste mjerljivog savijanja zbog djelovanja različitog opterećenja.

Zbog različitog smjera vrtnje raznih vratila te zbog položaja opterećenja na zupčanika reduktora, može se dogoditi reakcija sile na ležajeve pod određenim kutem u odnosu na os vrtnje, pa je važno da se ovaj događaj uzme u obzir pri konstrukciji poklopca kućišta. Treba imati na umu da je za dobar rad reduktora i minimalno trošenje zupčanika potrebno da vratila rade kontinuirano i paralelno jedan u odnosu na drugi. Konstrukcija kućišta reduktora je jedan od načina da se osigura centriranje osovina pogonskog i pogonjenog stroja u odnosu na reduktor.

Konstrukcija i krutost kućišta reduktora se moraju proučiti i usporediti sa strukturom i krutosti temelja na kojima leži reduktor i sklopa kod kojeg je kućište reduktora vijcima pričvršćeno za temeljnu ploču u proizvodnom postrojenju. Kućište je kruto pričvršćeno na temelje kako bi formiralo strukturu koja će spriječiti savijanje osovinica zupčanika.

Osim kod malih pomoćnih reduktora, kućišta imaju odvojene poklopce za inspekciju kako bi se provjerilo stanje zupčanika te da se mogu kontrolirati i zamijeniti ležaji, fleksibilne spojke i ulje za podmazivanje bez potrebe za demontažom većih dijelova kućišta reduktora. Spojke koje povezuju vratila turbina sa reduktorima su također važne u određivanju bočne kritične brzine u sklopu turbina-reduktor i trebaju se uzeti u obzir pri procjeni. Kombinacija elektromotora, spojke, reduktora i pumpe čini sklop koji će torzijski vibrirati što je reakcija na impulse nastale zbog vrtnje rotora pumpe.

Problemi u radu reduktora uzrokovani su i zbog pretjerane krutosti spojke te neodgovarajućeg centriranja, i zato su potrebna stalna unaprijeđenja konstrukcije i razmjena iskustava između  operatera, održavatelja i konstruktora kako bi se omogućila zadovoljavajuća ugradnja. Prilikom ugradnje treba ispoštovati potrebne procedure i preporuke proizvođača opreme te primjeniti dobru praksu tijekom centriranja.

Koje tipove reduktora održavate? Koje probleme ste imali? Što mislite o utjecaju konstrukcije na rad reduktora? Podijelite vaša iskustva u komentarima!

Održavanje reduktora

     Reduktor je mehanički prijenosnik pomoću kojeg se smanjuje brzina vrtnje pogonskog vratila u odnosu na brzinu vrtnje pogonjenog stroja, npr. brzina vrtnje elektromotora se pomoću reduktora smanjuje prilikom prijenosa okretaja na puhalo. Ovaj stroj najčešće spada pod pomoćnu opremu. Pomoćne strojeve često uzmemo zdravo za gotovo kada su dio većeg sustava, međutim oni su kompleksni i zahtijevaju održavanje. Presjek jednog reduktora i dijelovi su prikazani na slici 1.

Slika 1. Reduktor (Izvor)

Dijelovi: 1.donja polovica kućišta, 2. ulazno vratilo, 3. ležaj, 4. zupčanik 2.stupnja, 5. međustupanjska čahura, 6. zupčanik 1.stupnja, 7. međustupanjska čahura, 8. konični ležaj, 9. poklopac koničnog ležaja, 10. zupčanik 3. i 4. stupnja, 11. poklopac kugličnog ležaja, 12. graničnik, 13. mtica, 14. kuglični ležaj, 15. zupčanik 3.stupnja, 16. međustupanjska čahura, 17. zupčanik 4.stupnja, 18. pogonjeni konusni zupčanik, 19. pokrov međustupanjskog vratila, 20. međustupanjsko vratilo, 21. zupčanik 1. i 2. stupnja, 22. pogonski konusni zupčanik, 23. pokrov pogonskog vratila, 24. matica, 25. zupčasta spojka, 26. čep, 27. nosač

     Prva stavka kod održavanja reduktora je stanje ulja za podmazivanje. Potrebno je redovito vršiti analize ulja i pritom provjeriti viskoznost, udio vode i prisutnost metalnih čestica. Kod novih reduktora moguće je pronaći metalne čestice zaostale nakon sastavljanje. Ove čestice treba odstraniti pomoću mrežice ili sita tijekom cirkulacije ulja. Prva zamjena ulja mora biti nakon probnog rada i filteri ulja se trebaju zamijeniti ili očistiti. Manji reduktori mogu imati magnetne čepove na koje se “ulove” metalne čestice. Čepove treba progledati, provjeriti kolika je količina čestica nataložena na njima i odstraniti je. U sustavima podmazivanja velikih reduktora koriste se i magnetni filteri pa ih treba redovito čistiti. Ulje mora biti čisto. Uzorke ulja treba slati na spektrometrijsku analizu da se utvrdi količina trošenja metala te ispita prisutnosti vode i viskoznosti. Ako se pokaže trend povećanja količine metalnih čestica u ulju, treba napraviti ferografsku analizu da se odredi veličina i vrsta prisutnih čestica u ulju. Otkrijete li velike čestice nečistoće, potrebno je otvoriti reduktor i pregledati zupčanike.

Kada se demontira poklopac kućišta kako bi se pregledali zupčanici, potrebno je ispumpati cjelokupnu količinu ulja i temeljito očistiti kućište. Prije zatvaranja poklopca provjeriti da ništa nije upalo u kućište. Ako reduktor mora ostati otvoren tijekom određenog vremena, treba ga prekriti zaštitnim najlonom radi sprječavanja ulaska nečistoće. Tijekom pregleda zubaca na zupčanicima, potrebno je polako okretati ulazno vratilo i detaljno pregledati  sve zupčanike po redu. Početni zupčanik označite markerom kako biste bili sigurni da su zaista pregledani svi zupčanici. Površine zupčanika koje ulaze u kontakt trebaju biti jednake širine cijelom duljinom zuba. Ako je širina manja na jednom kraju zuba i veća na drugom kraju, možda je riječ o necentriranosti. Otkriveno oštećenje na zubima mora biti obilježeno i fotografirano za buduće inspekcije. Ako je oštećenje zuba jako veliko, bit će potrebno zamijeniti čitav zupčanik.

     Najčešći uzroci kvarova reduktora su: preopterećenje, točkasta korozija (pitting), savijanje vratila zbog zamora materijala, trošenje materijala na površini zupčanika, habanje, kavitacija i erozija. Kavitacija i erozija na površinama materijala od kojih su izrađeni zupčanici reduktora uzrokuju male pukotine. Točkasta korozija je uzrok kvara zubi s obzirom na to da su oni izloženi velikom naprezanju površina u kontaktu i brojnim ponavljajućim ciklusima naprezanja. Posljedično, na površinama zupčanika ili u prvom sloju metala ispod površine započinju sitne pukotine. Pukotina se povećava sve dok se ne odlomi komadić metala. Pukotina najčešće nastane na površini gdje je uljni film tanak i gdje u kontakt dolaze metalne površine. Nastanak pukotina u prvom sloju ispod površine je radi napravilnosti, tj. uključaka u metalu.

     Abrazivne čestice u ulju također mogu uzrokovati točkastu koroziju s obzirom na to da se zalijepe na površinu zuba i povećavaju intenzitet naprezanja. Habanje nastaje zbog manjka maziva ili kada uljni film postane pretanak uslijed povećanja temperature, upotrebe ulja neodgovarajućeg viskoziteta ili radnog preopterećenja reduktora. Tijekom faze uhodavanja reduktora u rad, uobičajeno dolazi do blagog habanja jer se zaglađuju neravnine tijekom doticaja površina u kontaktu. Tijekom uhodavanja reduktor treba raditi pri smanjenom opterećenju kako bi se izbjeglo preveliko trošenje površina. Nakon završetka faze uhodavanja, površine zupčanika se zaglade i smanji se habanje. Abrazivno trošenje materijala se događa zbog onečišćenja ulja, prisutnosti čestica metala nastalih trošenjem zupčanika, prisutnosti nečistoće koja ulazi izvana tijekom održavanja, propuštanja na brtvenim spojevima ili propuštanja kroz oduške. Nečistoća uzrokuje trošenje zuba. Odušci na kućištu reduktora mogu imati filtere i svi spojevi moraju biti odgovarajuće zategnuti da se spriječi ulazak nečistoće.

*** Na koji način održavate reduktor? Podijelite svoja ikustva u komentarima!