1. Introduction
Les pannes catastrophiques des systèmes de transmission dans les entreprises ukrainiennes industrielles commencent souvent par des déviations imperceptibles à première vue dans le fonctionnement des éléments de liaison. Dans un cas récent de notre pratique ingénierique, sur une usine de ciment dans la région de Dnipro, un arrêt du module de dosage de matériaux inertes a eu lieu. Lors d'une inspection planifiée, le mécanicien de service a constaté une baisse critique de la pression dans le système hydraulique, passant de 140 bar nominale à 45 bar, accompagnée d'une vibration accrue à la fréquence de 50 Hz et d'une fuite de fluide hydraulique sur l'arbre. La diagnostic préalable a indiqué la défaillance du moteur hydraulique DANFOSS OMR160 (code 151-0714, précédemment 1510213) ainsi que la rupture de l'embrayage élastique du réducteur. Dans ce document, nous effectuerons une analyse criminelle complète de la panne sur la base des normes ISO et DSTU.
2. Aperçu du composant
Moteur hydraulique DANFOSS OMR160 est un moteur à rotor gerant à faible vitesse et à haut couple (LSHT). Il est monté dans le réducteur d'un distributeur à vis et fonctionne sous des conditions de charges cycliques avec une vitesse de rotation jusqu'à 770 tr/min et une pression de travail jusqu'à 175 bar (pression pic jusqu'à 225 bar). Le couple transmis par l'arbre du moteur hydraulique est transmis au réducteur via une coussinet à brosses avec des éléments en polyuréthane.
Conditions normatives d'exploitation conformément à la documentation technique du fabricant :
- Température de fonctionnement du fluide (huile hydraulique ISO VG 46) : de -30 °C à +80 °C.
- Viscosité cinématique : optimale 20–75 mm²/s, minimale 4 mm²/s.
- Pression radiale maximale sur l'arbre : dépend du point d'application de la force (jusqu'à 1100 N à 15 mm de distance du flanc).
- Déplacement axial autorisé des arbres : dans la plage ±0,5 mm.
3. Base de preuve de défaillance
Le noeud démonté a été envoyé à notre laboratoire pour expertise. L'inspection visuelle et instrumentale a révélé les défauts suivants :
- État de la bride : Les éléments en polyuréthane (étoiles) sont complètement dégradés, se transformant en masse polymère visqueuse en raison de la déstructuration thermique. Les demi-brides en fonte grise présentent des traces d'usure par impact et d'usure axiale.
- État de l'arbre du moteur hydraulique DANFOSS OMR160 : La partie à rainure de l'arbre présente un usure asymétrique d'un côté du profil de dent jusqu'à une profondeur de 0,8 mm. L'espacement radial dans le roulement à rouleaux arrière dépasse le nominal quatre fois (0,25 mm au lieu de 0,06 mm).
- Données de contrôle vibratoire (avant la panne) : Valeur pic de vibration enregistrée dans le sens vertical sur le corps de l'arbre à billes du réducteur — 11,4 mm/s (correspondant à la zone D « Non acceptable » conformément à ISO 10816-3). L'augmentation du niveau de vibration à la fréquence de rotation indiquait un décentrage.
- Thermographie : Les enregistrements du scanneur pendant 12 heures avant l'arrêt ont montré une élévation locale de la température dans la zone de connexion de la bride jusqu'à +92 °C.
- Démontage de l'hydro-moteur d'urgence et installation du nouveau module original DANFOSS OMR160 (151-0714).
- Remplacement de la bride de liaison par une nouvelle bride avec des éléments en polyuréthane de dureté 98 Shore A (conformément à DIN 53505).
- Le centrage précis des arbres par l'appareil laser avec une tolérance sur le jeu radial ne dépassant pas 0,05 mm (conformément aux normes ISO 14253-1).
- Nettoyage de la ligne hydraulique et remplacement des éléments filtrants (finesse de filtration β20(c) ≥ 200 selon ISO 16889).
- Implantation d'un contrôle thermographique trimestriel des couples et des unités à roulements.
- Passage aux assemblages par vis avec fixateurs de moyenne résistance et contrôle du couple de serrage à l'aide d'une clé dynamométrique lors de chaque MRO.
- Installation des capteurs de vibration pour le monitoring continu de l'état du moteur conformément aux exigences EN ISO 20816-1.
- Inspection visuelle de la bride : Vérifier la présence de poussière caoutchouc/polymer ou de fissures dans le revêtement protecteur.
- Contrôle de la température : Mesurer la température du boîtier de la liaison avec un pyromètre (norme : jusqu'à +50 °C supérieur à l'environnement ambiant).
- Analyse de vibration : Vérifier que le niveau de vibration sur le moteur hydraulique ne dépasse pas 4,5 mm/s selon la norme ISO 10816-3.
- Vérification des fixations : Vérifier le moment de serrage des boulons du joint du moteur hydraulique OMR160 (moment de serrage des boulons M12 classe 8.8 — 85 Nm).
- Contrôle des tours : Examiner l'joint d'étanchéité à l'arbre du moteur hydraulique pour l'absence de traces d'huile.
- Température de l'huile : Vérifier la température de fonctionnement de l'huile hydraulique dans le réservoir (maximum +65 °C).
- Débit de pression sur le filtre : Lire les indicateurs de contamination sur le filtre de vidange (la différence de pression ne doit pas dépasser 2,5 bar).
- Bruit et pulsations : Écouter le fonctionnement de l'hydro-moteur à l'aide d'un stéthoscope pour détecter les bruits de cavitation.
- Calendrier de remplacement des pièces usées : Les éléments en polyuréthane des joints sont soumis à un remplacement obligatoire toutes les 12 000 heures de fonctionnement ou en cas d'atteinte du 25 % d'usure des surfaces de travail. La durée moyenne entre deux pannes (MTBF) pour les moteurs hydrauliques de la série OMR est d'au moins 25 000 heures sous réserve du respect de la pureté du fluide hydraulique selon la norme ISO 4406 (classe 20/18/15).
- Surveillance de l'état (Surveillance de condition) : L'intégration de l'analyse spectrale des vibrations permet de détecter l'usure des roulements et le décentrage à une étape précoce (300 à 500 heures avant la défaillance critique).
- Sélection des composants : Lors de la modernisation des lignes, utilisez toujours des composants certifiés conformément aux règlements techniques CE et UkrSEPRO.
- ISO 10816-3: Vibrations mécaniques — Évaluation des vibrations de machine par mesure sur les parties non tournantes.
- ISO 4406: Fluides hydrauliques — Fluides — Méthode de codage du niveau de contamination par des particules solides.
- DSTU EN ISO 14121-1 : Sécurité des machines. Évaluation des risques.
- Documentation technique Danfoss Power Solutions : Moteurs hydrauliques OMR Série, Fiche technique 520L0324.
- Manuel de la technologie des fluides hydrauliques, 2e édition, George E. Totten.
4. Analyse systématique des causes premières
Pour déterminer la chaîne d'événements ayant conduit à l'incident, la méthodologie d'analyse arborescente des pannes (Fault Tree Analysis) et l'analyse « 5 pourquoi » (5 Whys) ont été utilisées.
Pourquoi 1 ? L'insert en polyuréthane de la bride s'est détérioré.
Pourquoi 2 ? La température dans la zone de la bride a dépassé +90 °C, ce qui a provoqué la fusion du polyuréthane.
Pourquoi 3 ? Une déformation cyclique excessive des éléments s'est produite en raison du déplacement angulaire et radial des arbres de l'hydro-moteur et du réducteur.
Pourquoi 4 ? Lors de l'assemblage précédent, le centrage des arbres n'a pas été effectué par la méthode laser, et les boulons de fixation de la bride de l'hydro-moteur ont été desserrés par vibration.
Pourquoi 5 ? L'absence d'un programme de vérification du moment de serrage des assemblages filetés et de contrôle du centrage dans les réparations préventives et planifiées (RPP).
5. Causes premières identifiées (classement par probabilité)
| Cause première | Probabilité | Preuves |
|---|---|---|
| 65% | Usure asymétrique des filets de l'arbre OMR160, surchauffe de la bride, dégradation des joints. | |
| 20 % | Trace de corrosion par fretting sur le joint de montage, serrage inégal de la vis. | |
| 15 % | La viscosité de l'huile est tombée en dessous de 15 mm²/s en raison du surchauffage de la station d'huile jusqu'à +74 °C. |
6. Actions correctives
Pour éliminer les conséquences de l'incident et empêcher son répétition, un ensemble d'actions d'urgence et stratégiques a été développé.
Réparation immédiate (immediate fix) :
Prévention à long terme (long-term prevention) :
7. Liste de vérification rapide pour le personnel technique
Utilisez cette liste de vérification lors des inspections hebdomadaires sur tablette ou appareil mobile :
8. Stratégie de prévention des pannes
Pour assurer le bon fonctionnement du matériel sur les entreprises ukrainiennes, il est nécessaire de respecter les intervalles normatifs et les procédures suivants :
9. Conclusion
Une panne du réducteur basé sur le moteur hydraulique DANFOSS OMR160 a montré que l'ignorance des règles de base de centrage et du contrôle périodique de l'état des couples d'engrenages entraîne inévitablement des arrêts d'usine. Une approche systématique de la diagnostic, la mise en œuvre des exigences des normes ISO et l'utilisation de pièces de rechange originales de qualité permettent d'atteindre la fiabilité maximale des lignes de production. Pour le choix des moteurs hydrauliques originaux, des joints et des composants de transmission, visitez UNITEC-D E-Catalog.
