465;(., ,5 65+,9/6<+ 67,9(;065,3, ;,*/50,2 Kernboek 2b
Herzien door: A. Drost J.H. Timpers Redactie: R.F.A. Sars
Montage en onderhoud Operationele techniek K er nbo e k 2b
9006901504_boek.indb 1
11-04-12 14:51
MONTAGE EN ONDERHOUD OPERATIONELE TECHNIEK Kernboek 2b
Herzien door: A. Drost J.H. Timpers Redactie: R.F.A. Sars
9006901504_boek.indb 3
11-04-12 14:51
Herzien door A. Drost J.H. Timpers Redactie R.F.A. Sars Oorspronkelijke auteurs A. Drost J. Ouwehand B. de Boer Vormgeving binnenwerk en omslagontwerp TwinMedia bv, Culemborg Zetwerk PrePressMediaPartners, Wolvega Tekeningen CADDesign, Utrecht F. Hessels, Almere-Stad 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 ISBN 978 90 06 90150 4 Tweede druk, eerste oplage, 2012 © 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° 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.stichting-pro.nl). Voor het overnemen van gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet) 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.
9006901504_boek.indb 4
11-04-12 14:51
V
Woord vooraf Sinds eind jaren negentig is de serie Transfer de methode voor techniekopleidingen in het middelbaar beroepsonderwijs, zoals elektrotechniek, werktuigbouwkunde en mechatronica. De ontwikkelingen in de techniek en het onderwijs staan niet stil. Op basis van gebruikersonderzoek bleek dat docenten tevreden zijn over de inhoud van de boeken, maar dat de boeken aan actualisering toe waren door veranderingen in de techniek en het onderwijs. Belangrijk vond men wel dat de structuur van de boeken als zodanig behouden bleef. Daarom is dit boek in samenspraak met bedrijven herzien. Daarbij is door de auteurs een zorgvuldige afweging gemaakt tussen basiskennis, verdiepende kennis en actualiteit. Er is extra aandacht besteed aan de toegankelijkheid van de boeken voor de deelnemers. Elk hoofdstuk start met een aansprekend praktijkvoorbeeld. Het geeft antwoord op de vraag van de deelnemer: ‘’Waarom moet ik dit eigenlijk weten?’’ De leesbaarheid van de boeken is voor deelnemers aanzienlijk verbeterd. Daarnaast wordt nu elk kernboekhoofdstuk afgesloten met de belangrijkste kernpunten. De serie Transfer is ontwikkeld voor zelfstandig leren en werken. Aan de hand van de werkboeken worden de deelnemers door de leerstof in het kernboek geleid. De kernboeken bevatten voldoende theorie, waardoor u onafhankelijk van uw didactiek, onderwijssysteem of regio altijd de juiste theoretische borging van uw onderwijs heeft. Wij hopen dat u met plezier zult werken met onze herziene boeken uit de serie Transfer. Indien u vragen of suggesties heeft dan waarderen wij het bijzonder wanneer u contact met ons opneemt.
De uitgever
9006901504_boek.indb 5
11-04-12 14:51
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
VII
Inhoudsopgave 1
O n derh oud
1.1 1.2
Inleiding Productiemethoden 1.2.1 Conventionele productie 1.2.2 Geautomatiseerde productie Kosten en belang van onderhoud 1.3.1 Onderhoud als ongewenste kostenpost 1.3.2 Belang van het onderhoud Onderhoud in de ontwerpfase 1.4.1 Integraal en modulair ontwerpen 1.4.2 Onderhoudsbewust ontwerpen 1.4.3 Bereikbaarheid 1.4.4 Standaardisatie 1.4.5 Uitwisselbaarheid Onderhoud en creatief denken Onderhoud tijdens gebruik Onderhoudsmethoden 1.7.1 Correctief onderhoud 1.7.2 Preventief onderhoud Kenmerken van onderhoudsmethoden 1.8.1 Storingsafhankelijk onderhoud (SAO) 1.8.2 Gebruiksafhankelijk onderhoud (GAO) 1.8.3 Toestandsafhankelijk onderhoud (TAO) Onderhoudsbeleid en onderhoudsmethodieken Uitvoering van het onderhoudsbeleid 1.10.1 Onderhoudsconcept 1.10.2 Functionele decompositie en specificatie 1.10.3 Keuze onderhoudsmethoden 1.10.4 Kosten/batenanalyse Modificaties en verbeteringsmogelijkheden Werken met een onderhoudsmethode 1.12.1 Storingsafhankelijk onderhoud 1.12.2 Gebruiksafhankelijk onderhoud 1.12.3 Toestandsafhankelijk onderhoud
1.3
1.4
1.5 1.6 1.7
1.8
1.9 1.10
1.11 1.12
9006901504_boek.indb 7
1 2 3 3 4 4 4 4 5 5 6 7 8 8 9 9 10 11 11 13 13 15 16 18 20 20 23 24 28 29 30 30 36 39
11-04-12 14:51
VIII
1.13 1.14
Veilig uitvoeren van onderhoud Kernpunten
41 42
2
C on di ti ebep aling en ins p ect iet echnieken
45
2.1 2.2
2.9
Inleiding Conditiebepaling 2.2.1 Inspecties tijdens bedrijf 2.2.2 Inspecties tijdens stops Inspectiemethoden 2.3.1 Visuele inspectie 2.3.2 Inspectie op warmte 2.3.3 Inspectie op geur 2.3.4 Inspectie op geluid Meten van trillingen Trillingen 2.5.1 Trillingsvormen 2.5.2 Kenmerken van periodieke harmonische trillingen Meten van mechanische trillingen in installaties 2.6.1 Meten van relatieve astrillingen 2.6.2 Meten van absolute lagertrillingen De schokpulstester Overall trillingsmeting 2.8.1 Nadelen van controle met de overallwaarde Kernpunten
46 46 47 48 48 50 54 56 57 58 61 62 64 66 66 67 68 71 74 77
3
C on di ti ebewaking
81
3.1 3.2 3.3
Inleiding Taken bij conditiebewaking Trillingsmetingen 3.3.1 Frequentiemetingen 3.3.2 Frequentiespectrum 3.3.3 Lineaire en logaritmische schalen 3.3.4 Trillingsoorzaken en frequentie Inspectieprocedures 3.4.1 Machineklassen 3.4.2 Periodieke inspectie Spectrumanalyse
82 82 83 84 85 88 92 92 92 93 95
2.3
2.4 2.5
2.6
2.7 2.8
3.4
3.5
9006901504_boek.indb 8
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
11-04-12 14:51
INHOUDSOPGAVE
3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14
Permanente online bewaking Band pass filter (bandfilter) Signaalvormen en meettijd FFT-analyse CPB-analyse Diagnostiek Trendanalyse Voorbeelden van CPB-analyse voor de diagnostiek Kernpunten
95 97 99 101 103 106 107 109 112
4
Sm eri n g en co ns er ver ing
115
4.1 4.2 4.3
Inleiding Smering Vetsmering 4.3.1 Vettypen 4.3.2 Toevoegingen 4.3.3 Eigenschappen 4.3.4 Nasmeren Oliesmering 4.4.1 Toevoegingen 4.4.2 Temperatuur 4.4.3 Smeeroliekeuze Smering van lagers 4.5.1 Inleiding 4.5.2 Smering Tandwielsmering Smering van compressoren Smering van koelmachines Smering van kettingen Smering in hydraulische installaties Smeerolie-analyse Continu beoordelen van vloeistofvervuiling Ontluchten Vormen van corrosie Organische deklagen Reinigen 4.16.1 Aandachtspunten bij het reinigen Kernpunten
116 117 120 120 121 122 122 124 125 125 126 130 130 131 133 136 138 138 142 143 144 146 147 149 153 154 155
4.4
4.5
4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 4.17
9006901504_boek.indb 9
IX
11-04-12 14:51
X
5
Bou tverbind ing en, bo r g en en afd icht ing en
159
5.1 5.2
5.8
Inleiding Montagegereedschap 5.2.1 Draaimomentbestuurde montage 5.2.2 Hoekverdraaiingsbestuurde montage 5.2.3 Rekgrensbestuurde montage 5.2.4 Injectiebouten Bepalen losdraaimoment Inwendig losdraaimoment 5.4.1 Losdraaien 5.4.2 Losgaan 5.4.3 Voorkomen verlies van voorspankracht Breuk Borgen 5.6.1 Borgmiddelen 5.6.2 Zetborgmiddelen 5.6.3 Verliesborgmiddelen 5.6.4 Losdraaiborgmiddelen Afdichtingen 5.7.1 Statische afdichtingen 5.7.2 Dynamische afdichtingen Kernpunten
160 161 161 162 164 166 166 169 170 171 172 172 173 173 174 175 178 181 183 184 187
6
Mon tage en d emo nt ag e van as s en en lag er s 191
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9
Inleiding (De)montage van niet-deelbare glijlagers Montage van deelbare glijlagers Voorbereiding montage wentellagers Montage wentellagers op assen Montage wentellagers in lagerhuizen Verwarmingsmontage wentellagers Demontage wentellagers met cilindrische boring Kernpunten
5.3 5.4
5.5 5.6
5.7
9006901504_boek.indb 10
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
192 193 195 198 199 204 205 208 212
11-04-12 14:51
INHOUDSOPGAVE
7
Bal an cer ing
215
7.1 7.2 7.3
7.9 7.10 7.11 7.12 7.13 7.14 7.15
Inleiding Fundatie en trilling Onbalans in draaiende delen 7.3.1 Oorzaken onbalans 7.3.2 Formules Invloed onbalans op lagers Onbalans als vectoriĂŤle grootheid Balanceerinstallaties 7.6.1 Statische balanceerinstallaties 7.6.2 Dynamische balanceerinstallaties Normen voor balanceren Trillingsisolatie door viskeuze demping 7.8.1 Torsietrillingsdempers 7.8.2 Schokdempers Trillingsisolatie door droge demping Plaatsing op een fundatie Opvulmethoden Uitwendige krachten Gegevens van de machineleverancier Visuele inspectie Kernpunten
216 217 219 219 220 221 225 227 228 228 232 235 237 239 241 248 250 253 255 255 257
8
U i tl i j n i ng van as s en
261
8.1 8.2 8.3
Inleiding Scheefstellingen Voorbereidingen voor een uitlijning 8.3.1 Uitlijnmeetgereedschap 8.3.2 Controle op excentriciteit Uitlijnen Interpretatie van de meetgegevens Dubbele radiaalmethode Uitlijnen van een tussenas Het laser-prismasysteem Het uitlijnen van parallelle assen Gebruik lasersystemen 8.10.1 Hulpmiddelen lasersystemen Uitlijning van overbrengingen Kernpunten
262 263 263 264 265 265 269 273 276 276 281 283 283 285 287
7.4 7.5 7.6
7.7 7.8
8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9 8.10 8.11 8.12
9006901504_boek.indb 11
XI
11-04-12 14:51
XII
9
R i c h tl i j nen, wet t en en r eg els vo o r m ac h i n e s en ar beid s mid d elen
289
9.14
Inleiding Europese richtlijnen Toepassingsgebied van productrichtlijnen CE-markering ISO 9000 kwalificatiesysteem Kwaliteitshandboek Normen voor certificering Certificatieprocedure Onderhoud in het ISO 9000-systeem Kaderrichtlijnen Arbowet Uitvoering van de Arbowet Afnameprotocol 9.13.1 Probleemstelling 9.13.2 Verkennende fase 9.13.3 Haalbaarheidsstudie 9.13.4 Programma van eisen 9.13.5 Aanvragen van offertes 9.13.6 Opdrachtbevestiging en uitvoering 9.13.7 Vooroplevering en eindafname Kernpunten
290 291 294 295 297 298 300 302 304 305 306 307 309 311 311 314 315 316 316 316 319
10
L u c h tb e hand eling s ins t allat ies
323
10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8
Inleiding Berekenen van luchtbehandelingsinstallaties Regelen van luchtbehandelingsinstallaties Luchtbehandelingsinstallaties Natuurkundige begrippen voor vochtige lucht H-x-diagram Toepassen van het H-x-diagram Luchtfilters 10.8.1 Deeltjesgrootte 10.8.2 Stofvangmechanismen Toepassing van luchtfilters 10.9.1 Materialen en vormen luchtfilters 10.9.2 Typen luchtfilters Kernpunten
324 325 327 328 331 334 337 344 344 346 349 350 353 356
9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 9.10 9.11 9.12 9.13
10.9
10.10
9006901504_boek.indb 12
MONTAGE EN ONDERHOUD 2B
11-04-12 14:51
INHOUDSOPGAVE
9006901504_boek.indb 13
XIII
I l l u stratiever ant wo o r d ing
359
Tref woo r d enr eg is t er
361
11-04-12 14:51
9006901504_boek.indb 14
11-04-12 14:51
Onderhoud
9006901504_boek.indb 1
1
11-04-12 14:51
2
MONTAGE EN O ON ND D EE RR H HO OU UD D 22 BB
1. 1
I n l ei di n g
Onderhoud is zo belangrijk voor technische gebruiksvoorwerpen, dat het een speciale wetenschap is geworden. Een voorbeeld van het belang van onderhoud is de Harbour Bridge in Sidney, AustraliĂŤ. Deze brug wordt regelmatig geverfd om te voorkomen dat hij door roest wordt weggevreten. Omdat de verf na verloop van tijd zijn werking verliest, wordt de brug opnieuw geschilderd. Een ploeg schilders is continu bezig met schilderen van de brug. Als de hele brug is geverfd kunnen ze weer opnieuw beginnen.
Figuur 1.1 Harbour Bridge
De definitie van onderhoud is: Onderhoud is het totaal aan activiteiten dat als doel heeft machines, installaties en gebouwen in een aanvaardbare conditie te houden of terug te brengen, zodat de functionaliteit zo goed mogelijk blijft. Bij het ontwerpen van nieuwe producten wordt streng gekeken naar de onderhoudsgevoeligheid. Daarmee willen we voorkomen dat een product te snel zijn functie verliest en het vervangen of gerepareerd moet worden. Een vrachtschip is bijvoorbeeld zo kostbaar om te bouwen, dat er geen storing mag optreden. Door een storing kan het schip stil komen te liggen, waardoor het
9006901504_boek.indb 2
11-04-12 14:51
1
ONDERHOUD
3
zijn aanschafkosten niet kan terugverdienen. We moeten storingen bij een vrachtschip dus in een vroeg stadium kunnen signaleren. Dan kunnen we tijdig maatregelen nemen om stil liggen te voorkomen. Een mobiele telefoon kan bij een storing beter vervangen worden dan gerepareerd. Een reparatie is vaak duurder dan een nieuw toestel. Aan de voorbeelden van het vrachtschip en de mobiele telefoon zie je dat de productiemethode veel invloed heeft op het uit te voeren onderhoud.
1. 2
Produ c tiemet ho d en
1.2.1
Conventionele productie
Vroeger werden productiemachines nogal zwaar uitgevoerd en was de nauwkeurigheid laag. Als een productiemachine stuk ging, werd deze uit het productieproces gehaald en gerepareerd. Dat was meestal geen probleem, omdat andere eenheden de productie tijdens deze periode konden overnemen. In de conventionele productie worden reparaties vaak uitgevoerd door een onderhoudsafdeling. Deze afdeling komt in actie als er een storing optreedt in een machine en deze gerepareerd moet worden. De onderhoudsafdeling is meestal een zelfstandige afdeling. Zie figuur 1.2.
bedrijf
afdeling onderhoud
Figuur 1.2 Plaats onderhoudsafdeling in een conventioneel bedrijf
Het aantal mensen dat werkt in de onderhoudsafdeling is afhankelijk van het aantal storingen. Dat is natuurlijk kostbaar, omdat deze mensen niet direct meewerken aan het productieproces. Bij bedrijven met technische installaties kan de kostenpost voor het onderhoud zeer hoog zijn. Niet alleen de directe kosten (materiaal en arbeidsloon) zijn belangrijk, ook de stilstandsuren voor onderhoud (productiederving) spelen een belangrijke rol. Daarom proberen de directies van bedrijven de kosten van de onderhoudsafdeling zo laag mogelijk te houden. Het onderhoud wordt tegenwoordig vaak uitbesteedt aan gespecialiseerde bedrijven. Er zijn dan minder vaste personeelskosten. Nadeel hiervan is dat er in het bedrijf steeds minder personeel is met gespecialiseerde kennis van de machines.
9006901504_boek.indb 3
11-04-12 14:51
4
1.2.2
MONTAGE EN O ON ND D EE RR H HO OU UD D 22 BB
Geautomatiseerde productie
Bij geautomatiseerde productie is het hele productieproces afhankelijk van een constante doorstroming van de producten langs verschillende machines. Moderne productiemachines en installaties zijn meestal erg kostbaar. Ze moeten zichzelf ook in een vrij korte periode terugverdienen. De technische ontwikkelingen verlopen nu eenmaal snel, waardoor een machine of installatie snel veroudert en vervangen moet worden. Het productieproces kan niet worden onderbroken. Daarom is tegenwoordig niet het repareren van een machine, maar van het voorkomen van storingen het uitgangspunt. Dit vraagt een andere aanpak van het onderhoud dan vroeger. We streven naar een planmatiger en systematischer aanpak van het onderhoud. We noemen dit preventief onderhoud.
1. 3
Kosten e n belang van o nd er ho ud
1.3.1
Onderhoud als ongewenste kostenpost
Onderhoud is een ongewenste kostenpost. Deze stelling geldt voor elke situatie waarin apparatuur en materiaal wordt gebruikt of verbruikt. Een voorbarige conclusie zou kunnen zijn: het beste onderhoud is géén onderhoud. Het is echter technisch (nog) niet mogelijk een economisch verantwoorde constructie te maken die geen onderhoud nodig heeft. Met economisch verantwoord doelen we hierbij op de fabricagekosten en de onderhoudskosten op lange termijn. Tussen deze twee moeten we een keuze maken. Onderhoud is dus een activiteit die tot doel heeft gebruiksmiddelen in een verantwoord bruikbare staat te houden. Daarbij moeten we kosten en baten voortdurend tegen elkaar afwegen.
1.3.2
Belang van het onderhoud
Uit ervaring blijkt dat de onderhoudskosten van een technische installatie over de hele levensduur even hoog zijn als de aanschafwaarde. We berekenen de onderhoudskosten met de volgende vuistregel:
❚
9006901504_boek.indb 4
onderhoudskosten per uur = aanschafwaarde in euro's nominale levensduur in uren
(1.1)
11-04-12 14:51
1
ONDERHOUD
5
In moderne bedrijven wordt continu gezocht naar manieren om het onderhoud te optimaliseren. Hierbij richten we ons niet zozeer op het onderhoud tijdens het gebruik van een installatie. We zoeken naar mogelijkheden om het onderhoud deel te laten uitmaken van het totale productieproces. We noemen dit onderhoudsbeheersing. Dit begint al in de ontwerpfase van een product of een installatie. Onderhoud dient niet alleen om storingen te voorkomen. Je voert ook om andere redenen onderhoud uit: – Bij een slecht onderhouden installatie is de kans op ongelukken groter. Het onderhoud van een installatie is daarom belangrijk voor de veiligheid van het personeel. – De arbeidsomstandigheden van het personeel moeten optimaal zijn en blijven. – Een slecht onderhouden installatie gebruikt meestal meer energie. Dit brengt extra kosten met zich mee. – Een productie-installatie moet vaak aan strenge milieunormen voldoen.
1. 4
O n derh oud in d e o nt wer p fas e
1.4.1
Integraal en modulair ontwerpen
De constructeur bepaalt de fabricagekosten en de onderhoudsgevoeligheid van een ontworpen installatie. Het is zijn verantwoording om daarbij het juiste midden te kiezen. Dat juiste midden tussen de kostprijs van een product en het onderhoud kunnen we moeilijk vastleggen. Er zijn gebruiksvoorwerpen die zodanig zijn samengesteld dat onderhoud zinloos of onmogelijk is. Bijvoorbeeld moderne horloges, waarbij een half uur reparatietijd meer kost dan de kostprijs van een nieuw horloge. We noemen dit integraal ontwerpen. De kostprijs (en dus de verkoopprijs) is zodanig, dat de koper beseft dat dit een wegwerpproduct is. Zie figuur 1.3.
Figuur 1.3 Integraal ontwerp
9006901504_boek.indb 5
11-04-12 14:51
6
MONTAGE EN O ON ND D EE RR H HO OU UD D 22 BB
Daartegenover staat het modulair ontwerpen. Hierbij kunnen we onderdelen vervangen of verwisselen. Denk bijvoorbeeld aan een pomp in een wasmachine. De motor van deze pomp komt niet voor opnieuw wikkelen in aanmerking. Maar dit onderdeel kan wel vervangen worden, zodat de gehele wasmachine weer werkt.
1.4.2
Onderhoudsbewust ontwerpen
De fabricagetechnieken worden steeds sneller. Daardoor is er een verschuiving in de richting van een iets gecompliceerder ontwerp, waardoor snellere en dus goedkopere reparaties mogelijk worden. Een voorbeeld hiervan is de lagering van een wasmachinetrommel. Vroeger vormde de as ĂŠĂŠn geheel met de trommel. Als je de afdichting of de lagers wilde vervangen, moest je de hele machine demonteren. Tegenwoordig zetten we de as met zijn lagering vast via een kruis met bouten tegen de trommel. Verwisselen van een lager neemt tegenwoordig maar een fractie in beslag van de tijd die vroeger nodig was. De ontwerper moet dus steeds afwegen hoe hij het ontwerp maakt. Bij een modulair ontwerp kunnen we de componenten voor een bepaald apparaat of product ook gebruiken in andere producten. Snelle verwisselbaarheid vermindert de toekomstige onderhoudskosten. In figuur 1.4 zie je voorbeelden van het ontwerpen van producten waar we bepaalde onderdelen gezamenlijk toepassen.
a keukenmachinemotor
b mixermotor
Figuur 1.4 Modulair ontwerp
9006901504_boek.indb 6
11-04-12 14:51
1
ONDERHOUD
7
We noemen dit het onderhoudsbewust ontwerpen van installaties of producten. Bij het onderhoudsbewust ontwerpen let je op: – bereikbaarheid voor onderhoud; – snelle uitwisselbaarheid van onderdelen; – standaardisatie.
1.4.3
Bereikbaarheid
De toegankelijkheid van de installatie moet groot zijn om het onderhoud optimaal te kunnen uitvoeren. Alle storingsgevoelige onderdelen moeten goed benaderbaar zijn en snel verwisseld kunnen worden. In figuur 1.5 zie je een montagelijn voor het samenstellen van fietssloten. Bij deze montagelijn is rekening gehouden met een goede bereikbaarheid.
Figuur 1.5 Montagelijn voor fietssloten
Je kunt deze installatie ook zo ontwerpen dat de gehele montage in één samengestelde machine plaatsvindt. Deze machine zou dan vrij complex worden, wat de kans op storingen vergroot en reparaties tijdrovend maakt. In plaats daarvan is gekozen voor montage in stappen. Deze montage wordt door eenvoudige montage-units uitgevoerd. Een transportsysteem brengt de sloten van de ene unit naar de andere. Het voordeel hiervan is dat alle units een eigen besturingssysteem hebben. Bij een eventuele storing kunnen we de oorzaak snel lokaliseren en verhelpen.
9006901504_boek.indb 7
11-04-12 14:51
8
1.4.4
MONTAGE EN O ON ND D EE RR H HO OU UD D 22 BB
Standaardisatie
Omdat alle montage-units door hetzelfde bedrijf zijn ontworpen en gebouwd, zijn alle onderdelen hierin zoveel mogelijk gestandaardiseerd. Het voordeel hiervan is dat we een minimumaantal reservedelen in voorraad hoeven te hebben.
1.4.5
Uitwisselbaarheid
In figuur 1.6 zie je een voorbeeld van onderhoudsbewust ontwerpen: het dieselinspuitsysteem van een middelsnelle dieselmotor.
Figuur 1.6 Dieselinspuitsysteem van een dieselmotor
Het onderhouden van dit systeem is erg belangrijk, omdat het ĂŠĂŠn van de zwaarst belaste onderdelen van een dieselmotor is. De units zijn (de)montabel, zodat je tijdens onderhoud of een storing niet de hele cilinderkop hoeft te demonteren. Het inspuitsysteem is goed te onderhouden, omdat we de units periodiek kunnen verwisselen.
9006901504_boek.indb 8
11-04-12 14:51
1
1. 5
ONDERHOUD
9
O n derh oud en cr eat ief d enken
Als een bedrijf nieuwe productiemachines aanschaft, worden deze meestal door gespecialiseerde bedrijven gemaakt. Als de machine of de installatie nog moet worden ontworpen, is het slim om het toekomstig onderhoud te betrekken in het ontwerp. De onderhoudsafdeling kan hierbij betrokken worden voor advies. Tijdens de fabricage van een machine stelt de onderhoudsafdeling een onderhoudsschema op. Als de fabrikant dit doet (wat vaak gebeurt), wordt het onderhoudsschema te voorzichtig. De fabrikant heeft meestal te weinig zicht op de omstandigheden tijdens gebruik, waardoor het onderhoud onnodig duur wordt. Een constructeur ontwerpt een product zo goed mogelijk. Toch krijgt de onderhoudsafdeling altijd te maken met onvolkomenheden in het product. Het onderhoudspersoneel probeert de constructie dan zodanig te verbeteren dat een volgende storing voorkomen wordt.
1. 6
O n derh oud t ijd ens g ebr uik
Nadat een productiemachine in gebruik is genomen, voert de onderhoudsafdeling een aantal taken uit om de machine in een optimale conditie te houden: – werkvoorbereiding toekomstige onderhoudswerkzaamheden; – planning van onderhoud en reparaties; – uitvoeren van gepland onderhoud en reparaties; – oplossen van storingen; – logboek bijhouden van uitgevoerd onderhoud; – aanpassen onderhoudsschema; – oorzaak van terugkomende storingen analyseren; – inkoop van reserveonderdelen. De onderhoudswerkzaamheden worden in vier verschillende categorieën ingedeeld. Eerstelijns onderhoud
Eerstelijns onderhoud wordt meestal uitgevoerd door de operator die de installatie bedient. Bijvoorbeeld: – schoonhouden; – smeren; – globaal inspecteren; – signaleren van gebreken.
9006901504_boek.indb 9
11-04-12 14:51
10
MONTAGE EN O ON ND D EE RR H HO OU UD D 22 BB
Tweedelijns onderhoud
Tweedelijns onderhoud wordt uitgevoerd door een allround vakman die niet gespecialiseerd is. Bijvoorbeeld: – periodieke preventieve inspecties; – eenvoudige werkzaamheden die stilstand moeten voorkomen. Derdelijns onderhoud
Met derdelijns onderhoud (of curatief onderhoud), bedoelen we reparaties die worden uitgevoerd door gespecialiseerde monteurs. Vierdelijns onderhoud
Met vierdelijns onderhoud bedoelen we ingrijpende revisies en afstellingen. Deze werkzaamheden worden meestal uitgevoerd door een monteur van de fabrikant van de installatie. Soms wordt dit onderhoud uitgevoerd bij de fabrikant zelf.
1. 7
O n derh oud s met ho d en
Als we het over onderhoud hebben, doelen we daarmee vaak op verschillende werkzaamheden. Bijvoorbeeld op het herstellen van de uitgangstoestand bij storingen die we moeten opheffen. Of op het vervangen van onderdelen die aan vervanging toe zijn. Er zijn in de loop der jaren steeds meer onderhoudsbegrippen bijgekomen. In figuur 1.7 worden deze verduidelijkt. We kunnen onderhoudsmethoden verdelen in twee hoofdgroepen: – correctief onderhoud (herstellen van storingen); – preventief onderhoud (voorkomen van storingen). onderhoud
preventief
predictief onderhoud
toestandsafhankelijk onderhoud
correctief (curatief)
gebruiksafhankelijk onderhoud
storingsafhankelijk onderhoud
Figuur 1.7 Onderhoudsmethoden
9006901504_boek.indb 10
11-04-12 14:51
1
1.7.1
ONDERHOUD
11
Correctief onderhoud
Storingsafhankelijk onderhoud (SAO)
Bij bedrijven met technische installaties is het onderhoud meestal een kwestie van gewoonte. Vroeger werd meestal het storingsafhankelijk onderhoud toegepast. Daarbij werd een onderdeel van een installatie pas vervangen of gerepareerd als het stuk ging. Het eerder (preventief) vervangen van zwaarbelaste onderdelen kwam zelden voor. Zie figuur 1.8.
Figuur 1.8 Voorbeeld van storingsafhankelijk onderhoud
1.7.2
Preventief onderhoud
Preventief onderhoud van een systeem omvat alle werkzaamheden die zijn gericht op het voorkomen van storingen. We kunnen preventief onderhoud in drie hoofdgroepen verdelen. Predictief onderhoud
De eerste groep is predictief onderhoud. Predictief onderhoud houdt een technische installatie in de toestand waarin hij zich op dat moment bevindt. Denk hierbij bijvoorbeeld aan: – oliepeil controleren; – doorsmeren; – V-snaar bijstellen.
9006901504_boek.indb 11
11-04-12 14:52
12
MONTAGE EN O ON ND D EE RR H HO OU UD D 22 BB
Predictief onderhoud verbetert de conditie van de installatie niet, maar deze blijft wel volgens verwachting werken. Gebruiksafhankelijk onderhoud (GAO)
De tweede groep is gebruiksafhankelijk onderhoud. Deze vorm van onderhoud verbetert de toestand van de technische installatie en brengt deze vaak terug in de originele staat. Denk hierbij bijvoorbeeld aan: – het verwisselen van lagers; – het vervangen van V-snaren; – het verversen van olie. Gebruiksafhankelijk onderhoud vermindert de kans op storingen en is daarom een deel van het preventief onderhoud. Dit onderhoud vindt meestal na een voorgeschreven tijd of aantal draaiuren plaats. De onderhoudsfrequentie leggen we meestal vast op basis van ervaring. Een goed voorbeeld is de vliegtuigindustrie. Vanwege de veiligheid van de bemanning en de passagiers worden de motoren van de vliegtuigen periodiek verwisseld. Niet omdat ze kapot zijn, maar om ze terug te brengen in hun oorspronkelijke conditie. Zie figuur 1.9.
Figuur 1.9 Voorbeeld preventief onderhoud
9006901504_boek.indb 12
11-04-12 14:52
1
ONDERHOUD
13
Door onderhoud uit te voeren binnen de bepaalde tijdslimiet nemen we aan dat de kans op een optimaal functioneren van de installatie 98% is. Verder verwachten we dat onverwachte storingen niet zullen optreden. Toestandsafhankelijk onderhoud (TAO)
De derde groep is het toestandsafhankelijk onderhoud. Hierbij bepalen we door inspecties de toestand van een installatie. Deze inspectie levert aanwijzingen op over het onderhoud dat op korte of lange termijn zal moeten plaatsvinden. De Apk-keuring van auto’s is eigenlijk ook een periodieke preventieve inspectie. Tijdens de Apk-keuring wordt de conditie van de auto vastgesteld. Eventueel worden hierbij onderdelen gerepareerd of vervangen om problemen te voorkomen. De auto kan bijvoorbeeld worden afgekeurd op speling in de scharnieren van de deuren. Niet omdat de deuren eruit vallen, maar omdat we ervan uitgaan dat er binnen niet al te lange tijd een gevaarlijke situatie kan ontstaan. Door te meten aan een installatie kunnen we op tijd ontdekken wanneer onderhoud nodig is. Bij inspecties en metingen bekijken we elk onderdeel van de installatie apart. We kunnen het periodiek preventief onderhoud dan vervangen door een onderhoudssysteem, waarbij uit inspecties blijkt wanneer onderhoud noodzakelijk is. Door nieuwe meettechnieken is het toestandsafhankelijk onderhoud de laatste jaren steeds belangrijker geworden. Maar het werd ook al toegepast toen nog niemand deze term kende. Op zeeschepen bijvoorbeeld, gingen ervaren machinisten na welke onderdelen van de installatie aan onderhoud of vervanging toe waren. Ze maakten een schatting hoelang een bepaald onderdeel nog naar behoren zou functioneren. Hiermee bepaalden ze het moment voor onderhoud. Toestandsafhankelijk onderhoud wordt veel toegepast in de procesindustrie, bijvoorbeeld bij oliemaatschappijen en chemische fabrieken. Hiermee worden besparingen van soms wel 75% behaald op de onderhoudskosten.
1. 8
Ken merken van o nd er ho ud s met ho d en
1.8.1
Storingsafhankelijk onderhoud (SAO)
Soms wachten we met ingrijpen tot het moment dat de installatie defect is. Bijvoorbeeld als de kans op een storing voor een technische installatie klein is en de gevolgen van die storing niet ernstig zijn. Dit noemen we storingsafhankelijk onderhoud. Als ingrijpen toch noodzakelijk is kunnen we dat op verschillende manieren doen.
9006901504_boek.indb 13
11-04-12 14:52
14
MONTAGE EN O ON ND D EE RR H HO OU UD D 22 BB
Repareren of vervangen
Bij een storing repareren of vervangen we de technische installatie of het defecte onderdeel. Dit gebeurt als het defect geen of maar een kleine invloed heeft op het productieproces. Meestal gaat het over kleine eenheden die we kunnen uitwisselen en die we later in de werkplaats van de storingsafdeling kunnen repareren. Redundantie
Bij een storing in een installatie of onderdeel wordt automatisch een vervangend onderdeel ingeschakeld. Dit noemen we een redundante installatie of een redundant onderdeel. In figuur 1.10 zie je daarvan een voorbeeld.
Figuur 1.10 Koelpompinstallatie
De centrifugaalpompen van deze koelpompinstallatie koelen een bepaald deel van een productieproces. Zelfs als één of twee pompen uitvallen, kunnen we met reservepompen een constante koeling garanderen. Op dat moment kunnen we de eigenlijke pompen verwisselen of repareren. Bij grote en dure pompen gebruiken we deze methodiek niet meer, omdat het plaatsen van reservepompen te duur wordt. Deze pompen zijn elektrisch aangesloten met stekkers en elke pomp staat op een eigen fundatie. Daardoor verloopt het verwisselen zeer snel. De voordelen van SAO ten opzichte van GAO en TAO zijn: – de technische installatie wordt gebruikt over zijn gehele levensduur; – niet onnodig of voortijdig demonteren, repareren of vervangen;
9006901504_boek.indb 14
11-04-12 14:52
1
ONDERHOUD
15
– de kosten van het onderhoud zijn laag, alleen strikt noodzakelijk onderhoud wordt uitgevoerd; – dure inspecties hoeven niet te worden uitgevoerd; De nadelen van SAO ten opzichte van GAO en TAO zijn: – als de kans op storingen of de gevolgen ervan groot is, vallen de lage kosten meestal weg tegen de vaak hoge kosten van ongewenste productiestilstand; – omdat een onderhoudsplanning ontbreekt en storingen onverwachts komen, is een goede werkverdeling voor de werknemers van de technische dienst niet mogelijk; – als de storing ongelegen komt, werken we vaak met noodoplossingen waardoor de werkdruk en de kans op fouten toenemen. Daardoor neemt de beschikbaarheid van de installatie af.
1. 8. 2
G eb ru i ks afhankelijk o nd er ho ud (GAO)
Het gebruiksafhankelijk onderhoud is tegenwoordig de meest gebruikte onderhoudsmethode. Hierbij moet de voorspelbaarheid van een storing groot zijn. Als dit niet het geval is, neemt de kans op een onverwachte storing toe, of we moeten bepaalde onderdelen van een technische installatie te vroeg vervangen. Om GAO op een juiste manier toe te passen moet de hele organisatie van het bedrijf het nut van GAO inzien en er ook aan mee willen werken. Dit geldt zowel voor de productieafdeling als voor het personeel van de storingsafdeling, dat rekening moet houden met de wensen van de productieafdeling. Zo moet bijvoorbeeld een geplande onderhoudsbeurt op verzoek van de productieafdeling enige tijd verschoven kunnen worden. De voordelen van GAO ten opzichte van SAO zijn: – planning en onderhoudsschema’s kunnen goed worden opgezet voor een zo klein mogelijke stilstand en dus zo klein mogelijke uitval van de productie en voor een zo optimaal mogelijk gebruik van het beschikbare personeel; – onderdelen, materialen en eventueel gespecialiseerd personeel zijn op tijd beschikbaar voor het goed uitvoeren van een onderhoudsbeurt of inspectie; – als we de onderhoudsintervallen juist kiezen, krijgen we minder ongeplande storingen en zijn de gevolgkosten dus ook lager. De nadelen van GAO ten opzichte van SAO zijn: – de kosten zijn vaak hoger dan noodzakelijk is, omdat we onderdelen van een technische installatie sneller en vaker vervangen dan strikt noodzakelijk; – de werkelijke levensduur van een installatie of onderdeel is vaak niet bekend, zodat we een installatie soms te vroeg vervangen;
9006901504_boek.indb 15
11-04-12 14:52
16
MONTAGE EN O ON ND D EE RR H HO OU UD D 22 BB
– het grote aantal onderhoudsbeurten verhoogt de kans op storing door montagefouten of opstartfouten.
1.8.3
Toestandsafhankelijk onderhoud (TAO)
Bij het toestandsafhankelijk onderhoud wordt de conditie gemeten waarin zich installaties of onderdelen bevinden. Metingen en inspecties hebben alleen maar zin als de conditie van een installatie tijdens het gebruik minder wordt. Het gaat hierbij meestal om roterende mechanische onderdelen. De absolute meetwaarden zijn daarbij niet zo belangrijk, maar de verschillen met voorgaande meetwaarden zijn wel belangrijk. Deze geven een beeld van het conditieverloop van de installatie of het onderdeel. In figuur 1.11a zie je dat de conditie van de installatie verslechtert, totdat deze beneden een bepaalde grens komt. Na deze grens krijgen we een onverwachte storing.
conditie
begin van de storing
grenswaarde storing reparatietijd
tijd
a bij onverwachte storing begin van de storing
conditie
vaststelling van de storing
grenswaarde planning
reparatietijd
tijd
b bij aangediende storing Figuur 1.11 Stilstand
9006901504_boek.indb 16
11-04-12 14:52
1
ONDERHOUD
17
Door dit soort storingen staat een installatie vrij lang stil. De onderhoudsafdeling moet: – eerst de oorzaak van de storing zoeken; – de storing verhelpen; – eventueel de installatie aanpassen om herhaling te voorkomen. Dit betekent meestal dat we nieuwe onderdelen moeten bestellen, wat op zich ook vrij lang kan duren. In figuur 1.11b zie je dat na een bepaalde tijd door metingen en inspecties opvalt dat de conditie van de installatie slechter wordt. Daarna begint de planning en het verzamelen van vervangingsonderdelen. Hierdoor wordt de stilstand van de installatie veel korter. Ook kan de onderhoudsafdeling zijn werkzaamheden plannen, zodat allerlei hectische toestanden worden voorkomen. Het conditieverloop van een technische installatie moet zodanig zijn dat de storingskans tussen twee metingen zeer klein is en er voldoende tijd overblijft voor een ingreep. Ook moeten we de minimumconditie van een technische installatie duidelijk kunnen bepalen. Daardoor hebben we na het passeren van een grenswaarde voldoende tijd om in te grijpen. De voordelen van TAO ten opzichte van GAO zijn: – de voorspelbaarheid van een storing neemt toe, waardoor de levensduur van de installatie of onderdelen daarvan wordt verlengd; – de beschikbaarheid en de veiligheid van de installatie nemen toe; – de informatie uit de inspecties en metingen kunnen we gebruiken bij het vaststellen van eisen als we een nieuwe installatie moeten kopen. De nadelen van TAO ten opzichte van GAO zijn: – er zijn vaak onvoldoende gegevens om een goed inspectieschema op te stellen en de toegestane afwijkingen vast te stellen; – de loonkosten van de metingen en analyse van de metingen kunnen vrij hoog zijn, soms hoger dan de kosten van het vroegtijdig vervangen van onderdelen; – de bekwaamheid van het analyserende personeel moet hoog zijn. Hiervoor moet het personeel opleidingen volgen.
9006901504_boek.indb 17
11-04-12 14:52