Lernfeld 13 · Prüfung Teil 2

Instandhaltungskonzepte

Instandhaltung nach DIN 31051: Wartung, Inspektion, Instandsetzung, Strategien, Lagerlebensdauer, OEE und sicheres Arbeiten erklärt.

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Darum geht es

DIN 31051 teilt die Instandhaltung in vier Grundmaßnahmen. Wartung erhält den Sollzustand, zum Beispiel durch Schmieren oder Reinigen. Inspektion stellt den Istzustand fest. Instandsetzung stellt den Sollzustand wieder her. Verbesserung erhöht die Zuverlässigkeit über den ursprünglichen Zustand hinaus.

Bei den Strategien unterscheidest du die ausfallorientierte Instandhaltung, bei der erst nach dem Ausfall repariert wird, die vorbeugende nach festen Intervallen und die zustandsorientierte, bei der Messungen wie Schwingungen, Temperatur oder Strom den Zeitpunkt bestimmen. Vorausschauende Instandhaltung wertet solche Daten fortlaufend aus und sagt Ausfälle voraus. Eine erhöhte Schwinggeschwindigkeit bei der einfachen Drehfrequenz weist oft auf Unwucht hin.

Die nominelle Lebensdauer eines Wälzlagers berechnest du aus dynamischer Tragzahl und äquivalenter Lagerbelastung. Die Gesamtanlageneffektivität OEE ist das Produkt aus Verfügbarkeit, Leistungsgrad und Qualitätsrate und zeigt, wie gut eine Anlage wirklich genutzt wird.

Vor Instandhaltungsarbeiten steht eine Gefährdungsbeurteilung: Gefährdungen ermitteln, bewerten, Maßnahmen festlegen, umsetzen und ihre Wirksamkeit prüfen. Arbeiten mehrere Personen an einer freigeschalteten Maschine, sichert jede den Hauptschalter mit ihrem eigenen Schloss. Eingeschaltet werden kann erst, wenn alle ihr Schloss entfernt haben.

Das solltest du dir merken

Wartung, Inspektion, Instandsetzung und Verbesserung sind die vier Grundmaßnahmen.
Zustandsorientierte Instandhaltung entscheidet nach Messwerten statt nach festen Intervallen.
OEE ist Verfügbarkeit mal Leistungsgrad mal Qualitätsrate.
Jede Person sichert den Hauptschalter mit ihrem eigenen Schloss.

Formeln

Nominelle Lagerlebensdauer: $L_{10} = (\frac{C}{P})^{p}$; $L_{10}$ in Millionen Umdrehungen, $C$ dynamische Tragzahl, $P$ äquivalente Belastung, beide in kN, $p = 3$ für Kugellager
Lebensdauer in Betriebsstunden: $L_{10 h} = \frac{L _{10} \cdot 1 0 ^{6}}{60 \cdot n}$; $n$ Drehzahl in min⁻¹, $L_{10 h}$ in h
Gesamtanlageneffektivität: $O E E = V \cdot L \cdot Q$; $V$ Verfügbarkeit, $L$ Leistungsgrad, $Q$ Qualitätsrate, jeweils als Dezimalzahl

Typische Fehler in der Prüfung

Wartung und Inspektion verwechselt.
Bei der Lagerlebensdauer den Exponenten vergessen oder Millionen Umdrehungen nicht in Stunden umgerechnet.
Die drei OEE-Faktoren addiert oder gemittelt statt multipliziert.

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Zufallszahlen

Eine Verpackungsanlage war im vergangenen Jahr $3500 h$ eingeplant. In dieser Zeit fiel sie $3$ -mal aus; die Stillstandszeiten durch Störungen summierten sich auf $75 h$ . Berechnen Sie die Verfügbarkeit der Anlage in Prozent. Runden Sie auf zwei Nachkommastellen.

Tipps aus der Werkstatt

Die vier Grundmaßnahmen merkst du dir über die Frage, was mit dem Abnutzungsvorrat passiert: Wartung bewahrt ihn, Inspektion misst ihn, Instandsetzung stellt ihn wieder her, Verbesserung erhöht ihn. Der Abnutzungsvorrat ist der Vorrat an Funktionserfüllung, der noch übrig ist.
Drei Strategien, drei Auslöser: ausfallorientiert (reparieren, wenn es kaputt ist), zeit- oder intervallbasiert (tauschen nach festen Stunden oder Terminen), zustandsorientiert (tauschen, wenn Messwerte es anzeigen, etwa Thermografie oder Schwingung). Die Thermografie findet lose Klemmen und ungleich belastete Leiter im Betrieb.
Verfügbarkeit = MTBF / (MTBF + MTTR), also Laufzeit geteilt durch Laufzeit plus Reparaturzeit, in Prozent. Bei Lebensdauerrechnungen erst die Betriebsstunden pro Jahr bilden (Stunden am Tag mal Arbeitstage), dann die Nennlebensdauer dadurch teilen.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

21 Aufgaben zu „Instandhaltungskonzepte“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: Rahmenlehrplan Elektroniker/-in für Betriebstechnik (KMK), Lernfeld 13; DIN 31051, DIN EN 13306, DIN ISO 281, DIN ISO 10816, BetrSichV. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.