Prädiktive Instandhaltung

Inhaltsverzeichnis

• Abkürzungen und Formelzeichen
• 1 Einleitung
  • 1.1 Problemstellung und Motivation
  • 1.2 Zielsetzung
  • 1.3 Aufbau der Arbeit
• 2 Grundlagen
  • 2.1 Zuverlässigkeit
  • 2.2 Weibull-Analyse
    • 2.2.1 Weibull-Verteilung
    • 2.2.2 Zuverlässigkeitsanalyse
  • 2.3 Lebensdauer-Last-Beziehungen
• 3 Lebensdauer-Last-Beziehungen im Detail
  • 3.1 Arrhenius-Beziehung
  • 3.2 Eyring-Beziehungen
    • 3.2.1 Allgemeine Form
    • 3.2.2 Vereinfachte Form für Temperatur oder Feuchte
    • 3.2.3 „Inverse Power Law" und exponentielles Modell für Spannung
    • 3.2.4 Temperatur-Spannung-Modelle
    • 3.2.5 Elektromigrationsmodell
    • 3.2.6 Temperatur-Feuchte-Modell
    • 3.2.7 Three-Stress-Modell
    • 3.2.8 Modell für Bruch von Festkörper unter Zugbelastung
    • 3.2.9 Modell für Korrosion von Aluminium und Aluminiumlegierungen
    • 3.2.10 Modell für HCl-Effekt bei MOSFETs
  • 3.3 Inverse Power Law - Beziehungen
    • 3.3.1 Allgemeine Form
    • 3.3.2 Modell für Lebensdauer von Wälzlager
    • 3.3.3 Coffin-Manson-Modell
    • 3.3.4 Modifiziertes Coffin-Manson-Modell
  • 3.4 Modelle für multi- und zeitvariable Belastungen
    • 3.4.1 Proportional-Hazard-Modell
    • 3.4.2 General-Log-Linear-Modell
    • 3.4.3 Step-Stress-Methode, Cumulative-Damage-Modell
  • 3.5 Taylor-Werkzeuglebensdauermodell
    • 3.5.1 Allgemeine Form
    • 3.5.2 Erweiterte allgemeine Form
    • 3.5.3 Erweiterte Form mit Berücksichtigung der Werkstoffhärte
    • 3.5.4 Abhängigkeit der Taylor-Konstante von der Geometrie des Schneidewerkzeugs
    • 3.5.5 Weitere auf Taylor-Formel basierende Werkzeuglebensdauermodelle
  • 3.6 Abhängigkeit der Werkzeuglebensdauer von Temperatur
  • 3.7 Werkzeuglebensdauermodelle bei Trockenbearbeitung und Minimalmengenschmierung
    • 3.7.1 Werkzeuglebensdauermodell bei Trockenbearbeitung
    • 3.7.2 Werkzeuglebensdauermodell bei Minimalmengenschmierung
  • 3.8 Werkzeuglebensdauermodell für CBN- und PKD-Werkzeuge
• 4 Lebensdauer-Last-Beziehungen im Überblick
• 5 Zusammenfassung und Ausblick
  • 5.1 Zusammenfassung
  • 5.2 Ausblick
• Abbildungsverzeichnis
• Tabellenverzeichnis
• Literaturverzeichnis

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit dem Thema der prädiktiven Instandhaltung, wobei der Fokus auf der Identifizierung verschiedener Belastungsarten von Maschinen und Werkzeugen sowie der entsprechenden Lebensdauer-Last-Beziehungen liegt. Das Ziel ist es, einen umfassenden Überblick über die Belastungsarten nach Industriezweigen und die Gesamtheit aller existierenden Lebensdauer-Last-Beziehungen zu schaffen. Mit diesem Wissen soll die Integration der Belastungen in die Zuverlässigkeitsberechnung ermöglicht werden, um präzisere Prognosen für den Bedarf an Instandhaltungsmaßnahmen zu ermöglichen.

• Zuverlässigkeitstheorie und Zuverlässigkeitsanalyse
• Lebensdauer-Last-Beziehungen und ihre Anwendung in verschiedenen Industriezweigen
• Einfluss verschiedener Belastungsarten auf die Lebensdauer von Maschinen und Werkzeugen
• Modellierung und Analyse von Lebensdauer-Last-Beziehungen
• Prädiktive Instandhaltung und die Optimierung von Instandhaltungsstrategien

Zusammenfassung der Kapitel

Das zweite Kapitel der Arbeit behandelt die Grundlagen der Zuverlässigkeitstheorie. Es werden wichtige Definitionen und Kenngrößen wie Ausfallrate, Überlebenswahrscheinlichkeit und mittlere Zeit bis zum Ausfall (MTTF) erläutert. Außerdem wird die Weibull-Analyse als eine wichtige Methode zur Beschreibung des Ausfallverhaltens von technischen Komponenten vorgestellt.

Kapitel 3 widmet sich der detaillierten Darstellung der verschiedenen Lebensdauer-Last-Beziehungen. Es werden Modelle wie die Arrhenius-Beziehung, die Eyring-Beziehung und die Inverse Power Law (IPL) vorgestellt, die den Einfluss von Belastungsarten wie Temperatur, Spannung, Feuchte und mechanischen Belastungen auf die Lebensdauer von Komponenten beschreiben. Darüber hinaus werden Modelle für multivariable Belastungen und zeitvariable Belastungen behandelt, die einen komplexeren Einfluss auf die Lebensdauer berücksichtigen.

Im vierten Kapitel werden die wichtigsten Lebensdauer-Last-Beziehungen in einer übersichtlichen Tabellenform zusammengefasst. Die Tabellen bieten eine schnelle Orientierung über die verschiedenen Modelle und ihre Anwendungsgebiete.

Schlüsselwörter

Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen prädiktive Instandhaltung, Lebensdauer-Last-Beziehungen, Zuverlässigkeitstheorie, Belastungsarten, Maschinen, Werkzeuge, Industriezweige, Ausfallrate, Überlebenswahrscheinlichkeit, Weibull-Analyse, Arrhenius-Beziehung, Eyring-Beziehung, Inverse Power Law (IPL), Proportional-Hazard-Modell, General-Log-Linear-Modell, Cumulative-Damage-Modell, Taylor-Werkzeuglebensdauermodell, Trockenbearbeitung, Minimalmengenschmierung, CBN- und PKD-Werkzeuge.