Wartung und Verschleiß

Wartung und Verschleiß bestimmen die Tonnenkosten

Der Kaufpreis eines Brechers ist nur ein kleiner Teil der Summe, die eine Anlage über ihre Lebensdauer verbraucht. Drei Posten entscheiden über die tatsächlichen Kosten je Tonne: Energie, Verschleißteile und Stillstand. Zwei davon liegen unmittelbar im Verantwortungsbereich der Instandhaltung. Wer ein Verschleißteil zu früh tauscht, verschenkt Geld; wer zu lange wartet, riskiert Rahmen, Rotor oder Gehäuse. Der Ausweg besteht nicht in besseren Schätzungen, sondern in Messung. Dieser Bereich zeigt, auf welchen Zahlen Instandhaltungsentscheidungen beruhen: von der Schmierung über die Lagertemperatur bis zur Legierungswahl und zur Ersatzteilbevorratung.

Die zugrunde liegende Ordnung ist unspektakulär. Jedes Verschleißteil hat eine messbare Verbrauchsrate, jedes Lager eine stabile Temperatursignatur, jede Antriebsgruppe ein zulässiges Schwingungsband. Sobald diese drei Signaturen dokumentiert sind, verwandelt sich unplanmäßiger Stillstand allmählich in geplanten Stillstand.

Schmierplan und Fettauswahl

Die meisten Lagerschäden an Brechern und Sieben entstehen nicht durch fehlendes Fett, sondern durch falsche Schmierpraxis. Sie zeigt sich in drei Varianten: zu viel Fett, zu wenig Fett und unverträgliches Fett. Zu viel Fett füllt den freien Lagerraum, sodass die Fettmasse selbst zur Reibungsquelle wird und das Gehäuse heißer läuft. Zu wenig Fett unterbricht den Schmierfilm und lässt metallischen Kontakt zu. Unverträgliche Fette erweichen, wenn zwei verschiedene Verdicker aufeinandertreffen, und laufen anschließend aus dem Gehäuse.

Was die Konsistenzklasse aussagt

Die Konsistenz eines Schmierfetts wird über die Walkpenetration klassifiziert. Gemessen wird bei 25 °C nach 60 Doppelhüben im Fettkneter, angegeben in Zehntelmillimetern. Ein höherer Penetrationswert bedeutet ein weicheres Fett.

In der Aufbereitung reduziert sich der praktische Entscheidungsraum auf die Klassen 1, 2 und 3. Drückt eine Zentralpumpe Fett über lange Leitungen, ist die weichere Klasse richtig; bei Maschinen mit senkrechter Welle und heißen Gehäusen die festere. Die Klasse allein ist keine Spezifikation: Grundölviskosität, Verdickertyp und Hochdruckzusätze müssen ebenfalls zur Beanspruchung passen. Die Begriffe sind im technischen Glossar zusammengestellt.

Nachschmierfrist temperaturabhängig korrigieren

Fett altert umso schneller, je höher die Gehäusetemperatur liegt, und die eingeführte Ingenieurregel ist präzise. Oberhalb von 70 °C wird die Nachschmierfrist für jede weiteren 15 °C halbiert, bis zur Hochtemperaturgrenze des Fetts. Unterhalb von 70 °C darf die Frist bei 15 °C weniger verdoppelt werden, diese Verlängerung jedoch nur einmal. Bei vollrolligen Lagern und Axiallagerungen wird die Frist grundsätzlich nicht verlängert. Senkrechte Wellen und dauernde Schwingungsbelastung verkürzen sie. Diese Korrektur verbindet das Katalogintervall mit der real gemessenen Temperatur; ohne sie bleibt der Schmierplan ein Papier.

Lagertemperatur überwachen

Ein einzelner Temperaturwert sagt wenig aus, die Information liegt im Verlauf. Ein Lager eines Kreisschwingsiebs, das bei gleicher Aufgabe und gleicher Umgebungstemperatur wochenlang im Band 58-62 °C bleibt, zeigt eine gesunde Signatur. Steigt dasselbe Lager innerhalb von zwei Schichten von 62 °C auf 78 °C, ist Handeln nötig, auch wenn der Absolutwert noch verträglich erscheint. Deshalb gehören Messwerte in eine fortlaufende Reihe je Lagernummer und nicht in ein Schichtbuch.

Die Messstelle muss jedes Mal dieselbe sein. Die natürliche Streuung zwischen verschiedenen Bereichen eines Gehäuses ist groß genug, um einen echten Trend zu verdecken. In stationären Anlagen wird der Messweg einmal festgelegt und über die Maschinenlebensdauer beibehalten; in einer Steinbruch-Stationäranlage ist die dauerhafte Markierung der Punkte am Stahlbau die wirksamste Lösung.

Verschleißteillebensdauer messen

Die Aussage, eine Brechbacke halte drei Monate, ist keine Messung. Der Kalender ist Folge des Verschleißes, nicht seine Ursache. Die eigentliche Bezugsgröße ist die verarbeitete Menge, deshalb wird je Verschleißteil eine einzige Zahl geführt: verbrauchte Teilmasse je Tonne. Das Verfahren ist einfach. Das Teil wird beim Einbau gewogen, beim Ausbau erneut gewogen, dazwischen wird die über die Bandwaage gelaufene Tonnage abgelesen. Der Masseverlust wird durch die Tonnage geteilt.

Mit dieser Zahl öffnen sich drei Türen gleichzeitig. Erstens lassen sich Gussteile verschiedener Gießereien nach Leistung statt nach Preis vergleichen. Zweitens wird die Wirkung einer geänderten Aufgabe sichtbar: nasseres, tonhaltiges Material verändert die Verbrauchsrate am selben Backenbrecher deutlich. Drittens löst sich der Wechseltermin vom Kalender und bindet sich an eine Grenze; der Restquerschnitt wird gemessen, und bei Erreichen der kritischen Dicke erfolgt der Wechsel im geplanten Stillstand.

Drei Verfahren greifen ineinander: Massenverfolgung, Profilkontrolle mit Schablone und Dickenmessung an kritischen Zonen. Auch die Verteilung des Abtrags ist Information. Verschleiß, der sich auf eine Zone konzentriert, entsteht aus der Materialverteilung in der Aufgabe und nicht aus der Gussqualität; ein neues Teil löst das Problem nicht.

Manganstahl und Legierungswahl

Das klassische Material für Brechflächen ist austenitischer Manganstahl, dessen Kennzeichen die Kaltverfestigung der Oberfläche unter Schlag ist. Nach Lösungsglühen und Wasserabschreckung wird der Guss mit etwa 200-225 HB geliefert, kommt also weich an. Bei ausreichendem Schlag im Betrieb steigt die Randschicht über 500 HB, während der Kern seine zähe austenitische Struktur behält. Der Mechanismus ist Verformungszwillingsbildung. Daraus folgt eine entscheidende Konsequenz: ohne Schlag verfestigt Manganstahl nicht. Wer Mangan in eine schlagarme, rein abrasive Beanspruchung einbaut, erhält ein Teil, das verschleißt, ohne je seine Arbeitshärte zu erreichen.

Der Zusammensetzungsrahmen austenitischer Mangangüsse ist genormt. Die verbreitete Grundgüte ist mit Kohlenstoff 1,05-1,35 %, Mangan mindestens 11,0 %, Silizium höchstens 1,00 % und Phosphor höchstens 0,070 % festgelegt; in der Praxis liegt der Mangangehalt meist im Band 11-14 %. Varianten mit Chrom, Molybdän oder Nickel werden eingesetzt, wenn höhere Streckgrenze oder besseres Verhalten in dicken Querschnitten gefordert ist.

Ist der Schlag gering und die Abrasion hoch, verschiebt sich die Wahl zum hochchromhaltigen Weißguss. Die gängige Güte mit 14,0-18,0 % Chrom und bis zu 3,0 % Molybdän lässt sich auf mindestens 56 HRC wärmebehandeln; im Gusszustand liegt die Härte typischerweise bei 450-550 HB. Molybdän dient hier nicht der Härte selbst, sondern der Durchhärtung dicker Querschnitte. Der hohe Karbidanteil macht das Material äußerst abrasionsfest und entsprechend schlagempfindlich.

In der Sekundärstufe lässt sich die Werkstoffwahl nicht von der Maschinenwahl trennen, denn das Brechprinzip legt das Schlagregime fest. Dieser Zusammenhang wird im Vergleich Kegel- oder Prallbrecher als Sekundärstufe Schritt für Schritt entwickelt, die passende Maschine findet sich im Brecherprogramm. Dieselbe Überlegung gilt für die Kavitätsteile eines Kegelbrechers und für die Schlagleisten eines Primär-Prallbrechers.

Schwingungsanalyse und Bewertungsband

Die Schwingungsmessung ist der direkteste Weg, den Zustand rotierender Gruppen vor der Schadensbildung zu erkennen. Gemessen wird an nicht rotierenden Bauteilen, üblicherweise am Lagergehäuse, und als effektive Schwinggeschwindigkeit im Bereich 10-1000 Hz bewertet. Für mittelgroße elektrische Maschinen, also 15 kW bis 300 kW Leistung beziehungsweise Achshöhen von 160-315 mm, auf starrer Aufstellung, gliedert sich das Bewertungsband so:

Maschinen auf elastischer Aufstellung dürfen höhere Werte aufweisen, weil die Aufstellung zusätzlich dämpft; das Verwechseln der beiden Spalten ist ein häufiger Fehler in der Praxis. Das Band ist eine Richtschnur. Die eigene Vorgeschichte einer Maschine und die Richtung ihres Trends sind aussagekräftiger als eine absolute Grenze. Eine Einheit, die monatelang 2,1 mm/s zeigte und jetzt 3,0 mm/s erreicht, hat sich verändert, obwohl sie weit von Zone D entfernt bleibt.

Stillstandskalender aufstellen

Geplanter Stillstand ist keine verlorene Produktion, sondern geschützte Produktion. Die Regel hinter dem Kalender lautet, dasselbe Gehäuse nicht zweimal zu öffnen. Alles, was in einem Stillstand geschieht, steht auf einer Liste: Verschleißteilwechsel, Fetterneuerung, Prüfung von Bandverbindung und Spannung, Antriebsausrichtung, Dichtelemente. Aufgaben mit bekannter Dauer und vorhandenem Teil kommen auf die Liste, Aufgaben mit unfertiger Diagnose nicht, denn was einen Stillstand verlängert, ist Unklarheit und nicht die Anzahl der Arbeiten.

Der Kalender speist sich aus drei Quellen: der Restlebensdauer aus der Verschleißmessung, den Frühwarnungen aus Temperatur- und Schwingungstrends und dem Zeitfenster, das das Produktionsprogramm zulässt. Treffen sie zusammen, findet der Stillstand zu dem Zeitpunkt statt, den der Betrieb wählt, und nicht zu dem, den ein gebrochenes Teil erzwingt. Die Prüfung der Verbindungsstellen an Förderbandanlagen und die Kontrolle der Verschraubungsmomente einer stationären Brechanlage gehören sinnvoll in denselben Jahresstillstand.

Die Kostenseite wird erst sichtbar, wenn der Instandhaltungsanteil je Tonne mitgerechnet wird; der Betriebskostenrechner stellt diesen Anteil neben Energie und Verschleiß.

Ersatzteilbestand festlegen

Eine Bevorratungsregel muss zwei Fragen gemeinsam beantworten: Steht die Anlage ohne dieses Teil, und wie lange dauert die Beschaffung? Der Schnittpunkt beider Antworten ist die Entscheidung. Teile, die die Produktion stoppen und lange Lieferzeiten haben, liegen im Regal. Teile, die weder stoppen noch lange brauchen, binden im Lager nur Kapital.

Bei Verschleißteilen ergibt sich die Bestandshöhe aus der Verbrauchsmessung. Sind Monatstonnage und gemessene Verbrauchsrate bekannt, folgt die Menge für die Lieferzeit aus einfacher Rechnung. Für kritische, aber günstige Positionen wie Lager, Dichtungen und Kupplungen gilt eine andere Regel: Sie werden nach den Kosten ihres Fehlens bevorratet, nicht nach ihrem eigenen Preis. Maße und Gehäusepassungen werden gegen die Liste Ersatz- und Verschleißteile für Brechanlagen sowie die Ersatzteilgruppe geprüft.

Alle Beiträge dieses Bereichs zielen auf eine einzige Gewohnheit: nicht tauschen, ohne gemessen zu haben, und nach der Messung nicht warten. Wenn Sie Ihren Verschleiß- und Schmierplan anhand vorhandener Aufzeichnungen überprüfen lassen möchten, senden Sie uns Ihre Betriebsdaten; wir erarbeiten Restlebensdauer und Bestandshöhen gemeinsam mit Ihnen.