Ultrasone inspectie: stapsteen op weg naar predictive maintenance
AANDRIJFTECHNIEK
Motorreductoren: innovaties zitten vooral in de motor
INSTRUMENTEN
Lek Detectie
Lager Conditiebewaking
Lager Smering
Condenspot & Afsluiter
Elektrische Ontladingsdetectie
TRAINING
CAT I & CAT II Ultrasound Training
On-site Implementatie Training
Applicatie Specifieke Training
TECHNISCHE ONDERSTEUNING
Kostenloze ondersteuning & software
Online Training
Kostenloze toegang tot onze kenniscentrum
(webinars, artikelen, tutorials…)
4 AUTOMATISERING
‘DE MACHINE MOET DE MENS ONTZORGEN, NIET ANDERSOM’
Onderhoudsmedewerkers en procesoperators een leuke, zinvolle werkdag bieden. Dat is de missie van automatiseringsbedrijf Omron. “Automatisering moet omarmd worden, maar dan wel inclusief het team dat erachter staat”, vindt Maarten Mooi, general manager Benelux bij het bedrijf.
6 VOORSPELLEND ONDERHOUD PREDICTIVE MAINTENANCE: 5 VOORDELEN VAN ULTRASONE INSPECTIE
Ultrasone inspectie biedt onderhoudsteams tal van voordelen bij voorspellend onderhoud. Liever willen ze anticiperen op storingen en deze voorkomen dan te wachten tot het fout gaat en ze dan op te lossen.
9 AANDRIJFTECHNIEK
MOTORREDUCTOREN: VOOR- EN NADELEN & INNOVATIES
Een motorreductor is een combinatie van een tandwielkast met een elektromotor die het toerental van de motor omlaag brengt en het koppel van de uitgaande as verhoogt. Welke voor en nadelen hebben de verschillende soorten motorreductoren? En valt er nog iets te verbeteren aan het ontwerp?
11 LEESTIPS
Maintenance Benelux is een uitgave van Proces Media bv Verschijnt 6 x per jaar.
Redactieadres
Proces Media
Marktplein 2
1421 AC Uithoorn
+31 (0)297 22 3462 redactie@maintenancebenelux.nl
Hoofdredactie
Vincent Hentzepeter
+31 (0)6 2059 2436 vincent@procesmedia.nl
Eindredactie
Mischa Hoyinck mischa@procesmedia.nl
Vormgeving Giesbers Retail, Velp
Met medewerking van: Martijn Kroese, Paul Smits
Druk
Veldhuis Media, Meppel
Uitgever
Erik ten Haaf
+31 (0)297 22 3462
+31 (0)6 1003 1781 erik@procesmedia.nl
Sales
Debbie van den Dool en Marion van Sinderen
+31 (0)316 22 7155 sales@procesmedia.nl
Abonnementen abo@procesmedia.nl
+31 (0)297 22 3462
Abonnementsprijs 2025
Voor de Benelux: € 160 (excl. 9% btw).
Overig buitenland: op aanvraag. Losse nummers: op aanvraag. Er geldt een opzegtermijn van een maand voor het einde van de lopende abonnementsperiode. Bij niet tijdige opzegging wordt het abonnement automatisch met een jaar verlengd. Uitsluitend schriftelijke opzeggingen worden geaccepteerd.
‘DE MACHINE MOET DE MENS ONTZORGEN, NIET ANDERSOM’
Onderhoudsmedewerkers en procesoperators een leuke, zinvolle werkdag bieden. Dat is de missie van automatiseringsbedrijf Omron. “Automatisering moet omarmd worden, maar dan wel inclusief het team dat erachter staat.”
Begin oktober 2024 vond in Den Bosch de aftrap plaats van de Europese ‘Make It Excellent’-tour: een rondgang van Omron Industrial Automation en IT-partner Dassault Systèmes om de nieuwste innovaties op
het gebied van industriële automatisering aan Europa te presenteren. Automatisering is een hot item, want in heel Europa kampen nagenoeg alle industriële bedrijven met groeiende personeelstekorten.
SAAI WERK
“De groep mensen die ‘saai’ werk willen doen, slinkt”, zegt Maarten Mooi, general manager Benelux bij Omron. Mooi heeft in die functie al bij talloze bedrijven in heel Europa in de keuken kunnen kijken. “Ik heb weleens medewerkers urenlang bakken uit de ene machine zien halen en in de andere machine zien zetten. Wat zo’n persoon daar zelf van vindt, is niet aan mij, maar ik denk dan: dat kan zinvoller, dat kan leuker.”
VAN KLANTVRAAG NAAR VISIE
Als klanten bij de automatiseerder aankloppen, doen ze dat doorgaans met een simpele vraag: bouw een machine waarmee we met minder mensen dezelfde productie kunnen draaien, of waarmee we kunnen opschalen zonder extra personeel. Mooi: “Dat is ook logisch, want zo’n bedrijf wil een zekere productie kunnen draaien tegen voorspelbare kosten. Maar wij werken anders.”
BEHOEFTE IN KAART BRENGEN
Omron maakt er een gewoonte van om niet te ontwerpen vanuit die initiële vraag, maar eerst grondig met de klant rond de tafel te gaan. “We willen de klant leren kennen en ontdekken waar uitdagingen en behoeften liggen. En het leuke is: in 99% van de gevallen weten ze dat eigenlijk zelf helemaal niet.” De toegevoegde waarde van de automatiseringsspecialist is op dat moment helemaal niet het eenvoudigweg bouwen van
‘Eén aspect van vrijwel elk innovatie- en automatiseringstraject is het uitfaseren van lopende-bandwerk’
Maarten Mooi, Omron
die machine, maar zit ‘m in visie. “Wij kennen de markt waar zo’n klant actief is, want we doen dit werk wereldwijd voor tal van partijen. Wij kennen de regio. Wij kennen de uitdagingen in de branche,” legt Mooi uit. “En dat gaan we vervolgens terugpresenteren naar zo’n klant: kijk, dit zijn jullie klanten, dit zijn uitdagingen en behoeftes in jullie regio en marktsegment, en dit is waar we samen mee aan de slag zouden moeten gaan. Dan bouw je niet meer simpelweg naar aanleiding van een vraag, maar je ontwikkelt naar behoefte.”
ONTWERPEN NAAR LATENTE BEHOEFTE
Die behoefte is in verreweg de meeste gevallen latent, weet Mooi inmiddels uit de praktijk. “Als Henry Ford simpelweg naar vraag had gebouwd, was hij snellere paarden gaan fokken. Maar hij ontwikkelde de automobiel. Daar vroeg niemand naar, maar het vulde wel de behoefte in. Dát is waar het om gaat, ook in deze moderne tijd.”
VOORSPELBAARHEID
“Personeel wordt niet alleen schaarser, maar het wordt ook steeds lastiger om qua kostprijs te concurreren met landen als China. En waar vrijwel elk bedrijf mee worstelt, is de voorspelbaarheid
van hun productie. Neem een bierbrouwer,” geeft Mooi als voorbeeld. “Afgelopen zomer was er een EK voetbal. Elke keer als het Nederlands elftal een ronde verder komt, komt er weer een grote order binnen. Want de horeca zit stampvol op zo’n voetbalavond. Maar weet je zeker dat je die order binnen een paar dagen foutloos kunt uitleveren?
Weet je waar je afhankelijkheden zitten? Hoe ga je ermee om als een batch ineens afgekeurd is? Dat is voorspelbaarheid: weten – echt zéker weten – wat je kunt waarmaken en grip hebben op alle omstandigheden. Maar dát is lastig.”
LOPENDE-BANDWERK UITFASEREN
Omron helpt zijn klanten uiteindelijk het meest met de durf en de visie om slim en effectief te innoveren en automatiseren. Dat is nodig om concurrerend te blijven ten opzichte van partijen op andere continenten, maar zeker ook vanuit menselijk perspectief. “Eén aspect van vrijwel elk innovatie- en automatiseringstraject is het uitfaseren van lopende-bandwerk,” zegt Mooi. “We halen die schaarse, waardevolle medewerker weg achter de lopende band, en creëren een productieketen waarin zijn werk veel zinvoller en leuker wordt. Automatiseren en innoveren gaat niet om het overbodig maken van mensen: het is een gezamenlijk traject om beter te gaan presteren, dus inclusief het team dat achter de machines staat.”
“Uiteindelijk verschuift dan de verantwoordelijkheid van zo’n medewerker,” sluit Mooi af. “Niet meer bakken van de ene in de andere machine zetten, maar veel leuker, intuïtiever en afwisselender werk doen. Laat die machine maar het saaie, repetitieve werk doen. We willen namelijk dat medewerkers – als ze dat zelf willen – over tien jaar nog steeds gezond, met plezier en zonder zorgen hun werk kunnen doen. De machine moet immers de mens ontzorgen – niet andersom.” ●
‘Ik heb weleens medewerkers urenlang bakken uit de ene machine zien halen en in de andere machine zien zetten; dat kan leuker’
Maarten Mooi, Omron
Maarten Mooi, general manager Benelux bij industriële automatiseerder Omron.
Demo Cobot van Omron.
PREDICTIVE MAINTENANCE: 5 VOORDELEN VAN ULTRASONE INSPECTIE
Ultrasone inspectie biedt onderhoudsteams tal van voordelen bij voorspellend onderhoud. Liever willen ze anticiperen op storingen en deze voorkomen dan te wachten tot het fout gaat en ze dan op te lossen.
Met voorspellend onderhoud voorkom je het ongepland stilvallen van het productieproces. Je bent problemen immers voor. Tegelijkertijd ben je kostenefficiënt bezig: je pleegt alleen onderhoud zodra het nodig is, niet eerder. Dat maakt predictive maintenance voor bedrijven interessant, maar de bottleneck is dat je over heel veel data moet beschikken. Nog lang niet elk onder-
deel van een proceslijn is uitgerust met sensoren en verbonden met een digitaal systeem waar die data automatisch worden opgeslagen. In die gevallen is ultrasone inspectie een heel effectief hulpmiddel.
WAT IS ULTRASONE INSPECTIE?
Bij ultrasone inspectie wordt ultrasound ge-
bruikt voor het bepalen van de conditie van een machine of onderdeel. Voordat een naderend defect in een onderdeel de prestaties van de machine negatief beïnvloedt, is met ultrasound al een afwijking te bepalen. Zo kun je dus slijtage opsporen die je met andere technologieën, laat staan met het menselijk oog of oor, niet zou vinden.
Ultrasone inspectie genereert data die voorspellend onderhoud mogelijk maken.
5 voordelen van ultrasone inspectie bij voorspellend onderhoud
Ultrasone inspectie kun je op allerlei verschillende manieren inzetten bij voorspellend onderhoud. Vijf van de belangrijkste voordelen van de toepassing van ultrasound zijn:
1 2 3 4 5
Smering optimaliseren.
60 tot wel 80% van de beschadigde lagers in machines raakt beschadigd vanwege slechte smering. Met ultrasone inspectie is het heel eenvoudig om exact de juiste hoeveelheid smeermiddel aan te brengen, zodat de machine optimaal presteert en de lagers minimaal slijten.
Elektrische storingen voorkomen.
Ultrasound kan elektrische problemen, zoals ionisatie en vonkvorming, in een vroegtijdig stadium detecteren. Daarmee kun je storingen in het elektrische domein voorkomen – voordat ze een kostbare machine beschadigen.
Conditiebewaking van lagers.
In veel machines is de conditie van de lagers een van de belangrijkste aspecten die de prestaties van de machine bepaalt. Daarom is het cruciaal om de actuele condities van alle lagers nauwgezet te kunnen meten. Met ultrasone inspectie is dat optimaal in te regelen, omdat het elke kleine afwijking in wrijving detecteert en inzichtelijk maakt.
Lage toerentallen monitoren.
Trillingsanalyse is een vaak toegepaste methode om machines met ronddraaiende onderdelen te monitoren. Een veelvoorkomend probleem is daarbij echter dat onderdelen die op een laag toerental draaien, moeilijk te monitoren zijn via zulke oplossingen. Ultrasound biedt uitkomst, want het kan ook bij lage toerentallen uitstekend afwijkingen detecteren.
Lekkages detecteren.
Waar zit het lek? Installaties waarin bijvoorbeeld met perslucht wordt gewerkt, geven vaak wel een signaal als er ergens een lekkage zit, maar weten niet waar die dan exact zit. Met ultrasone lekdetectie spoor je lekkages razendsnel op.
PRAKTIJKVOORBEELDEN
Hoe werken dit soort ultrasone oplossingen nu exact in de praktijk? Daarvoor kijken we naar twee actuele voorbeelden waarbij ultrasone inspectie is toegepast.
Voorbeeld 1: Lagerbewaking in een meelfabriek
Om kritieke lagers te monitoren, installeerde een meelfabriek ultrasone sensoren. Die werden gekoppeld aan een gegevensverwerkingsunit: de 4Cast. Dit is een online bewakingssysteem dat lagers 24/7 in de gaten houdt door het opslaan van dB en geluid. Bij afwijkingen stuurt de unit per e-mail of sms een alarm naar de technische dienst. Die stelde het alarmniveau laag in, zodat ook bij kleine afwijkingen al een alarm verzonden zouden worden.
AFWIJKINGEN
Na enige tijd bleek dat de dB-waarden die de sensoren registreerden regelmatig het lage alarmniveau bereikten: het onderhoudsteam ontving e-mails en sms-berichten. De 4Cast registreerde ook geluidsopnames van de lager waar de sensoren afwijkingen constateerden, die het team zelf kon bestuderen. Vergeleken met een volledig ‘gezonde’ lager waren er duidelijke verschillen te zien in de geluidspatronen. Het spectrum van de defecte lager had een hogere amplitude en was waarschijnlijk beschadigd.
Geluidsopnames van de lager waar de ultrasone sensoren afwijkingen constateerden. Boven het spectrum van de lager die een alarm genereerde, onder de normale waarden van een ‘gezonde’ lager. Bij demontage bleken de buitenring en de rolelementen inderdaad beschadigd te zijn.
DEMONTAGE
Hierop besloot het onderhoudsteam de lager met een diameter van 35 centimeter uit elkaar te halen. Daarbij werd het vermoeden bevestigd: er was sprake van schade aan de buitenring en de rolelementen. Zonder de ultrasone monitoring was dit probleem waarschijnlijk veel later ontdekt, pas op het moment dat de machine minder was gaan presteren. Dankzij de toepassing van ultrasone bewaking kon het team tijdig ingrijpen en grotere problemen voorkomen.
Voorbeeld 2: Uitvallende lagers in een papierfabriek
In papierfabrieken worden zogeheten blekers gebruikt om papier te reinigen en te bleken. Deze cruciale machine heeft 4 grote lagers van maar liefst 120 centimeter in diameter die draaien op een snelheid van 3 toeren per minuut (RPM).
ABNORMALE DB-WAARDE
Een papierfabriek wilde de omslag maken naar voorspellend onderhoud en besloot daarom ultrasone sensoren te installen. Dit om realtime monitoring op de vier lagers mogelijk te maken. Ook hier werden de sensoren gekoppeld aan een 4Cast. Na verloop van tijd detecteerden de sensoren een afwijking in een van de lagers, en wel de zogeheten NDE-lager, waarbij NDE staat voor nondrive-end. Normaal gesproken moet deze lager bij de lage snelheid van 3 RPM een waarde van 0 dB produceren. De sensoren pikten echter 17 dB op: een abnormale waarde. Het team ontving daarom een alarm vanuit de 4Cast.
4Cast gegevensverwerkingsunit voor lagerbewaking in een papierfabriek. Het online bewakingssysteem slaat dB en geluidsopnames op. Bij afwijkingen wordt de TD per e-mail of sms gealarmeerd.
Vanwege abnormale dB-waardes werd het lager in de papierbleker gedemonteerd. De schade was meteen zichtbaar: metaalfragmenten en duidelijke impactsporen.
GELUIDSOPNAME
Ook in dit geval maakte de 4Cast een geluidsopname van de afwijking. De pieken in de opname wezen duidelijk op een probleem, en bij vergelijking met opnames van goed werkende lagers was de afwijking ook goed te horen.
SCHADE
Na demontage zagen de onderhoudstechnici direct de schade: metaalfragmenten en duidelijke impactsporen. Dankzij de ultrasone monitoring heeft dit probleem geen verdere schade kunnen aanrichten en is het direct opgemerkt, zodat het noodzakelijke onderhoud kon worden uitgevoerd.
STAP VOOR STAP NAAR PREDICTIVE MAINTENANCE
Los je direct al je onderhoudsproblemen op als je ultrasone inspectie toepast? Dat niet, maar ultrasound kan wel – in allerlei verschillende situaties en toepassingen – helpen bij het maken van de switch van reactief naar voorspellend onderhoud.
De genoemde voordelen en voorbeelden laten zien wat er kan en hoe ultrasone inspectie nu al wordt toegepast. In de toekomst gaat deze techniek zeker een nog grotere rol spelen in moderne, voorspellende onderhoudsstrategieën. ●
MOTORREDUCTOREN: VOOR- EN NADELEN & INNOVATIES
Welke voor- en nadelen hebben de verschillende soorten motorreductoren?
En valt er nog iets te verbeteren aan het ontwerp?
De verschillende types motorreductoren hebben voor- en nadelen. We vergelijken hier de verschillende haakse overbrengingen: wormwiel, hypoïde en kegelwiel.
WORMWIEL
Dit type kenmerkt zich door hoogwaardige kwaliteit, compactheid en universele bouwvorm. Het is voordelig in de aanschaf, zelfremmend bij bepaalde reducties en geluidsarm. Een nadeel is relatief weinig rendement en dus niet echt duurzaam.
HYPOÏDE
Het is een energiezuinig alternatief voor wormwieloverbrenging, waar grote verliezen zijn door de glijweerstand tussen worm en wormwiel. De hypoïde aandrijving heeft minimale rolweerstand tussen de tandwielen, waardoor het rendement hoog is. Deze reductor kost wel meer geld. De vraag is daarom of de investering loont.
inzetbaarheid
voordelig in aanschaf
geluidsarm
rendement
duurzaam/energiezuinig
Motorreductoren zijn bedoeld om het aantal rpm omlaag te brengen en het koppel omhoog. (Foto: Adobe Stock)
Hypoide reductor. (Foto: Adobe Stock)
KEGELWIEL
Dit is de meest efficiënte haakse overbrenging, met een lange levensduur. Het kegelwiel is geschikt voor zware omstandigheden en onderhoudsarm. Voor het grootste rendement wordt wel een hogere prijs betaald dan de andere genoemde aandrijvingen.
VERBETERINGEN
Innovaties, of verbeteringen, bij reductoren zijn vooral te behalen door de weerstand te verminderen en een energiezuinigere elektromotor te gebruiken.
WEERSTAND
De voornaamste innovatie is het beperken van
energieverlies door de weerstand te verlagen. Want hoe efficiënter een machine draait hoe beter. Met een gladder oppervlak of goede smering verlaag je de weerstand en verhoog je het rendement. Tandwielwrijving is een bekend voorbeeld van rendementsverlies.
ELEKTROMOTOR
Aan de reductoren zelf valt weinig te verbeteren, de verbetering zit hem vooral in de elektromotor. Daar gelden in Europees verband steeds strengere regels wat betreft energieklasse en efficiency. De regels gelden niet specifiek voor reductoren. Het is vaak ook niet financieel interessant om een reductor met een laag rendement te vervangen. Zeker niet als het
Overzicht van diverse types elektromotoren; hoe hoger het cijfer, hoe energiezuiniger. (Bron: Fernando J.T.E. Ferreira, Universiteit van Coimbra).
om een toepassing gaat die niet continu draait. Bijvoorbeeld bij een sorteerder met een wormwielreductor die nogal eens stil staat, is het economisch niet verantwoord om die te vervangen door een dure reductor die iets energiezuiniger werkt.
POPULAIRE MODELLEN: PLANETAIR EN HAAKS
De laatste tien, vijftien jaar zijn de planetaire reductoren in opkomst. De combinatie van een klein huis met groot vermogen is populair. Het nadeel ervan is dat het rendement niet optimaal is. Er ontstaat nogal wat warmte in de kleine behuizing. Daardoor wordt de reductor snel te heet en is een koelelement nodig.
De vraag naar reductoren die een haakse aandrijving mogelijk maken zit in de lift. De prijzen voor deze reductoren worden steeds betaalbaarder. Met minder geld dan vroeger is het mogelijk een behoorlijk rendement te behalen, onder meer doordat het materiaal waarvan de reductoronderdelen gemaakt zijn, een spiegelglad oppervlak hebben. ●
Meer lezen over de werking van motorreductoren?
Scan de QR-code.
Meer weten over de meest voorkomende toepassingen van motorreductoren?
Scan de QR-code.
Een elektromotor met een haakse reductor wordt veel toegepast in de procesindustrie. (Foto: Adobe Stock)
Datagestuurd onderhoud windparken op zee
Onderhoud aan offshore windparken kan efficiënter, blijkt uit het PhD onderzoek van Mingxin Li aan de TU Delft. Closed-loop datagestuurde onderhoudsstrategieën op basis van sensoren, computersimulaties en AI kunnen het onderhoud aan windturbines op zee ingrijpend effectiever maken.
Breekplaten: 5 praktische tips
De breekplaat is een populaire drukbeveiliging in gesloten systemen. Waar moet je op letten bij het kiezen, monteren en vervangen van breekplaten? 5 tips voor in de praktijk.
Industrial AI: van correctief naar proactief onderhoud
Met Industrial AI kunnen Maintenance-afdelingen onderhoudstaken sneller en beter uitvoeren: van reactief, correctief naar proactief onderhoud. De eerste pilots met AI gegenereerde troubleshooting en reparatieschema’s en AI-gestuurde maintenance laten veelbelovende resultaten zien.
Motorreductoren: de meest voorkomende praktijktoepassingen
Welke sectoren maken gebruik van motorreductoren? Met andere woorden, waar is een laag toerental en hoog koppel handig bij het aandrijven van een machine?
Waarom onderhoud aan uw persluchtinstallatie essentieel is
Perslucht speelt dikwijls een cruciale rol in het dagelijks functioneren van bedrijven. Regelmatig onderhoud is essentieel voor de efficiëntie, veiligheid en duurzaamheid van de installatie.
