Wat zijn de veelvoorkomende storingen in wielaandrijvingen en hoe kunnen deze worden voorkomen?

Wat zijn de veelvoorkomende storingen in wielaandrijvingen en hoe kunnen deze worden voorkomen?

1. Tandoppervlakteverslijt: geleidelijk afslijten van tanden

• Veroorzaakt :
  • Onvoldoende smering : Bij onvoldoende olie of vet ontstaat metaal-op-metaalcontact tussen de tanden, wat wrijving veroorzaakt en ze slijt.
  • Verontreinigingen : Stof, metalen spanen of grof vuil in de smering werken als schuurpapier en versnellen het slijtageproces.
  • Overbelasting : Meer belasting op de tandwielen plaatsen dan ze zijn ontworpen verhoogt de wrijving en slijtage.
• Borden : De tanden zien er glimmend, rond of ongelijkmatig uit. Het tandwiel kan een "jankend" geluid maken doordat de versleten tanden moeite hebben met in elkaar grijpen.
• Preventie :
  • Lubriceer Regelmatig : Gebruik het juiste smeermiddel (olie voor tandwielen met hoge snelheid, vet voor zware belasting) en vervang dit volgens schema om verontreinigingen te verwijderen.
  • Filter smeermiddelen : Gebruik filters om stof en metalen deeltjes op te vangen voordat ze de tandwielen bereiken.
  • Verijd overbelasting : Blijf binnen de aangegeven belastbaarheid van het tandwiel. Bijvoorbeeld: de tandwielen van het achterwiel van een fiets mogen niet gedwongen worden om steile heuvels te beklimmen in een hoog versnelling, omdat dit de tanden overbelast.

2. Breuk aan tandwortel: Barsten of breuken aan de basis van tanden

• Veroorzaakt :
  • Vermoeidheid : Constant wisselen van belasting (bijvoorbeeld het schakelen van versnellingen in een auto's versnellingsbak) creëert kleine scheurtjes die in de loop van tijd groter worden.
  • Stootbelastingen : Plotselinge, scherpe krachten (zoals bij het hard inschakelen van een versnelling in een auto of het laten vallen van een zware last op een kraan) kunnen tanden aan de basis afbreken.
  • Slechte materiaalkwaliteit : Zwakke metalen of onjuiste warmtebehandeling maken de basis gevoeliger voor breuk.
• Borden : Zichtbare scheurtjes aan de basis van de tanden, losse of ontbrekende tanden, of een 'klikkend' geluid wanneer het tandwiel draait.
• Preventie :
  • Kies voor Hoogwaardige Materialen : Gebruik warmtebehandelde legeringen (zoals 4140 staal) voor tandwielen, omdat deze beter bestand zijn tegen vermoeiing dan zachte metalen.
  • Vermijd plotselinge inslagen : Bedien de machines soepel - bijvoorbeeld geleidelijk schakelen van autoversnellingen in plaats van ze hard in te schuiven.
  • Afgeronde tandbasissen : Ontwerp wielkaken met afgeronde wortelprofielen (in plaats van scherpe hoeken) om spanningconcentratie te verminderen.
  • Regelmatige inspecties : Gebruik penetranttesten om verborgen scheuren in wielkaken op te sporen voordat ze breken.

3. Pitting: Kleine gaten op tandoppervlakken

• Veroorzaakt :
  • Hoog contactspanning : Wanneer tanden te hard tegen elkaar drukken (bijvoorbeeld door overbelasting of slechte uitlijning), vermoeit het oppervlaktemetaal en ontstaan er putjes.
  • Water of verontreinigingen in de smeermiddel : Vocht veroorzaakt corrosie, wat het oppervlak verzwakt en pitting versnelt.
  • Slechte smering : Zonder voldoende smeermiddel ontstaat er veel wrijving bij metaal-op-metaalcontact, wat leidt tot pitting.
• Borden : Matte, ruwe tandoppervlakken met kleine gaten, vergroot lawaai en verminderde efficiëntie (machines gebruiken meer vermogen om te draaien).
• Preventie :
  • Optimaliseer de tandwieluitlijning : Zorg ervoor dat de tandwielen gelijkmatig in elkaar grijpen, zodat de contactbelasting gelijkmatig wordt verdeeld over het tandoppervlak (niet geconcentreerd op één punt).
  • Gebruik anti-pitting smeermiddelen : Kies smeermiddelen met additieven (zoals zwavel of fosfor) die een beschermende film vormen op de tanden, waardoor metaalcontact wordt verminderd.
  • Houd het smeermiddel schoon en droog : Dicht tandwielkasten af om te voorkomen dat water of vuil naar binnen komt, en vervang het smeermiddel regelmatig.
  • Beperk contactspanning : Ontwerp tandwielen met grotere tandoppervlakken (breder getande tanden) om de spanning te verdelen en het pittingrisico te verlagen.

4. Krassen (Galling): Metaaloverdracht tussen tanden

• Veroorzaakt :
  • Schade aan smeermiddel : Bij hoge snelheden kan het smeermiddel geen beschermende film vormen, waardoor de tanden direct tegen elkaar wrijven en hitte ontwikkelen.
  • Excessieve snelheid of belasting : Hoge draaisnelheden (zoals in het differentieel van een auto) in combinatie met zware belasting creëren wrijving die het smeermiddel oververhit.
  • Ruwe tandoppervlakken : Slecht gepolijste tanden (met ruwe randen) verhogen de wrijving, waardoor slijtage waarschijnlijker wordt.
• Borden : Glanzende, smeltplekken-achtige plekken op de tanden, een brandlucht of tandwielen die 'vastlopen' bij het draaien.
• Preventie :
  • Gebruik smeermiddelen voor hoge temperaturen : Voor tandwielen met hoge snelheid, kies synthetische smeermiddelen die bestand zijn tegen ontleding bij hoge temperaturen (bijvoorbeeld polyalphaolefine oliën).
  • Controleer de snelheid en belasting : Vermijd het laten draaien van tandwielkappen met maximale snelheid onder zware belasting - bijvoorbeeld, niet hard gas geven met de motor van een vrachtwagen bij het trekken van een trailer.
  • Gladde tandoppervlakken : Maak de tanden van de tandwielkappen af met precisieslijpen om wrijving te verminderen. Gepolijste oppervlakken helpen smeermiddelen gelijkmatig te verdelen.
  • Voeg koelsystemen toe : Voor tandwielkasten in hoogwaardige machines (zoals industriële molen), gebruik ventilatoren of oliekoelers om de temperaturen laag te houden.

5. Plastische vervorming: Permanente buiging of vormgeving van tanden

• Veroorzaakt :
  • Zware overbelasting : Krachten die boven de sterkte van de tandwielkap liggen (bijvoorbeeld een kraan die zwaarder tilt dan het toegestane gewicht) zorgen ervoor dat het metaal vervormt en plastisch vervormt.
  • Zachte materialen : Wieltandwiel van metaal met lage sterkte (zoals onbehandeld aluminium) vervormen gemakkelijker dan tandwielen van gehard staal.
  • Hoge Temperaturen : Hitte maakt metaal zachter, waardoor het gemakkelijker vervormt onder belasting.
• Borden : Tanden die er gebogen, platgedrukt of oneven uitzien, met slechte meshing (tandwielen knarsen of slaan over bij het draaien).
• Preventie :
  • Kies geschikte materialen : Gebruik gehard staal of tandwielen van legering voor toepassingen met hoge belasting. Bijvoorbeeld: tandwielen in vrachtwagenversnellingsbakken zijn vaak gemaakt van gehard 8620-staal om vervorming tegen te gaan.
  • Blijf binnen de belastingslimieten : Overschrijd nooit de nominale capaciteit van het tandwiel. Gebruik belastingsensoren op machines om operators te waarschuwen voor overbelasting.
  • Versterk met warmtebehandeling : Processen zoals carboneren (koolstof aan het oppervlak toevoegen) harden tandwieltanden, waardoor ze bestandder zijn tegen vervorming.
  • Voorkom te veel opwarmen : Zorg ervoor dat koelsystemen (zoals oliepompen) goed werken om de wieltandwielen op een veilige temperatuur te houden.

6. Misalignmentsfouten: Onregelmatige slijtage door verkeerde positionering

• Veroorzaakt :
  • Slechte installatie : Onjuist monteren van versnellingen (bijvoorbeeld losse bouten of vervormde behuizingen) brengt deze uit lijn.
  • Versleten lagers : Lagers die de versnellingsas ondersteunen kunnen slijten, waardoor de as kan kantelen en de versnelling uit lijn raakt.
  • Thermische Uitbreiding : Hoge temperatuur zorgt ervoor dat de versnellingsassen uitzetten, waardoor de positie van de versnelling ten opzichte van de andere verandert.
• Borden : Onregelmatige tandenslijtage (de ene zijde van de tanden is meer versleten dan de andere), trillingen en vergroot geluid.
• Preventie :
  • Nauwkeurige Installatie : Gebruik uitlijngereedschap (zoals een wijzertolmetertje) om ervoor te zorgen dat de wielverzandingen parallel en gecentreerd zijn tijdens de installatie. Zorg ervoor dat de montagebouten gelijkmatig aangedraaid worden om vervorming te voorkomen.
  • Onderhoud van lagers : Vervang versleten of beschadigde lagers regelmatig, omdat zij de tandwielas stabiel houden.
  • Houd rekening met thermische uitzetting : Ontwerp versnellingsbakken met speling voor asuitzetting, of gebruik flexibele koppelingen om verschuivingen in positie op te vangen.

Veelgestelde vragen

Wat is de meest voorkomende oorzaak van tandwielstoringen?

Hoe kan ik zien of mijn tandwielen vroegtijdig defect raken?

Kan ik een beschadigd tandwiel repareren, of moet ik het vervangen?

Heeft de keuze van materiaal invloed op hoe vaak tandwielen defect raken?

Hoe belangrijk is uitlijning voor de levensduur van tandwielen?