Vijf factoren die de robuustheid van een machine bepalen

Extreme omstandigheden

Of een machine geschikt is voor een ‘harsh environment’ is mede afhankelijk van de componenten die u selecteert. De motoren, drives, controllers, lineaire actuatoren en mechanische overbrenging die u gebruikt, moeten gekwalificeerd, geverifieerd en getest zijn volgens de strengste milieu-, EMC- en veiligheidsnormen en dus bestand zijn tegen extreme omstandigheden.

Maar wat zijn  die ‘extreme omstandigheden’ ? In een harsh environment hebt u bijvoorbeeld met deze factoren te maken:

• Hoge en lage temperaturen, variërend van -40°C tot +70°C.
• Thermal shocks, waarbij componenten in korte tijd te maken krijgen met extreme opwarming of juist extreme afkoeling.
• Grote hoogteverschillen in korte tijd, zoals bij een vliegtuig dat snel opstijgt naar 12.000 meter hoogte.
• Grote diepteverschillen in korte tijd, zoals bij onderwaterrobots die snel dalen naar dieptes van 7.000 meter, waarbij de drukverschillen de elektronische componenten flink op de proef stellen.
• Hoge relatieve luchtvochtigheid, zoals tot 95% niet-condenserend bij 25°C, en tot 90% niet-condenserend bij 42°C.
• Intense trillingen en sterke mechanische schokken.

Dit overzicht is nog lang niet compleet. Daarnaast kunnen ook chemische gassen, fijnstof, water, zout, elektromagnetische storingen en radioactiviteit het functioneren van uw machine beïnvloeden.

Vijf aandachtspunten

Het is verstandig om al bij de ontwikkeling van een machine rekening te houden met de omgevingsfactoren en uit te gaan van een worstcase scenario. Wat zijn de extremen waar u in een harsh environment mee te maken kunt krijgen? Hier kunt u bijvoorbeeld de materiaalkeuze en de afdichting van de componenten op afstemmen.

We noemen vijf factoren die de robuustheid van een machine mede bepalen:

1. De juiste materiaalkeuze

Inferieure materialen resulteren in storingen, hoge herstelkosten en productiviteitsverlies. Is er door lekkende vloeistof onder andere een risico op versmering? Dan is het gebruik van bijvoorbeeld roestvast staal wellicht de oplossing. Roestvast staal, hard geanodiseerd aluminium en bestendige polymeren behoren tot de meest gebruikte materialen waarmee componenten voor motion control robuuster gemaakt worden.

2. Beschermende coatings

Naast materiaalkeuze is ook coating een belangrijk aandachtspunt. Dit geldt met name voor componenten die worden ingezet in omgevingen waar corrosieve chemicaliën, zoutnevel of onderdompeling extra bescherming vereisen. Maar er zijn ook speciale coatings of vetten die beschermen tegen bijvoorbeeld hoge temperaturen of uitzonderlijke trillingen. De juiste coating kan de levensduur van componenten aanzienlijk verlengen.

3. Stof- en waterdichte sealings

Vaste stoffen en vloeistoffen kunnen een machine niet alleen beschadigen en voor downtime zorgen, maar ook voor de gebruiker gevaarlijke situaties opleveren. Het is daarom belangrijk dat iedere component van een machine op het juiste niveau is afgedicht. De International Protection Rating (IP-code) geeft aan in hoeverre een component is beschermd tegen het indringen van vaste stoffen en vloeistoffen. Zo duidt de 6 in IP68 op een volledige bescherming tegen stof. De 8 geeft aan dat de component waterdicht is.

4. Schokbestendigheid

Schokken en trillingen kunnen de materialen, coatings en sealings beschadigen, met storingen tot gevolg. Het is daarom verstandig om hier al tijdens het ontwerp van een machine rekening mee te houden, bijvoorbeeld door het volgen van standaarden zoals IEC/EN60068-2-27 en IEC/EN600682-32. Zo bieden planetaire tandwielkasten een betere bescherming tegen schokken en trillingen dan reductiekasten met parallelle tandwielen. Ook kan het een overweging zijn om bussen met rollende elementen te vermijden.

5. Onderhoudbaarheid

Onder zware omstandigheden slijten de bewegende onderdelen van een machine sneller, terwijl frequent onderhoud door het uitdagende karakter van de omgeving niet altijd mogelijk is. Dan is het belangrijk om te kijken naar de mogelijkheden om een machine onderhoudsvriendelijker te maken, bijvoorbeeld door componenten te selecteren die zelfsmerend zijn. En door vet te gebruiken als smering in plaats van olie.

Eltrex Motion: Robuuste partner

We zijn aandrijfspecialisten en naast een uitgebreide kennis over alles wat met ‘Motion Control’ te maken heeft, hebben een uitgebreid portfolio voor veeleisende omgevingen, van uiterst robuuste singleboard computers, embedded I/O-kaarten en voedingen tot ‘ruggedized’ servo-drives, controllers en motoren. Onze project managers zijn meestal vanaf het begin betrokken bij de Turn-key projecten van onze klanten waarbij de engineers van Eltrex samen met de klant de omgeving analyseren en zoeken naar de best mogelijke oplossing.  Daarnaast kunnen wij in ons Competence Center de diverse componenten niet alleen assembleren en monteren, maar ook uitgebreid op robuustheid testen en dit documenteren. In samenwerking met onze partners komen we altijd tot een geschikte oplossing voor uw harsh environment projecten.