Introduction : Un symptôme de guérison qui incite à la recherche
L'usine de production de Dnipro, en Ukraine, a connu un arrêt du processus de production en raison d'un éclat du joint de clé de la boîte de vitesses de type REXROTH QV-06/24/60. Un éclat est apparu au niveau de la connexion de l'arbre avec l'engrenage, ce qui a entraîné l'arrêt de l'équipement. Le MTBF (temps moyen entre pannes) de ce composant était de 12 750 heures, ce qui est supérieur aux indicateurs moyens pour des composants similaires dans les conditions de production de l'Ukraine.
Aperçu des composants : fonction, emplacement, conditions de fonctionnement
La rainure de clavette REXROTH QV-06/24/60 est utilisée pour transmettre le couple entre un arbre et un engrenage dans un système de réducteur hydraulique. Le composant fonctionne dans des conditions de température élevée (jusqu'à 85 °C) et de charge cyclique qui se produisent lors du fonctionnement de l'équipement en mode de production élevée. La charge maximale pouvant être appliquée est de 320 N·m.
Preuve d'une explosion : ce que voit le technicien (photos, mesures, données vibratoires)
Après avoir débranché l'équipement, les techniciens ont trouvé les preuves suivantes de l'explosion :
- Un joint de clé cassé, avec un éclat visible au niveau du joint ;
- Les données de vibration ont montré une augmentation du niveau de vibration (jusqu'à 7,8 mm/s) dans la zone articulaire ;
- La température à la surface de l'arbre au point de connexion atteint 82 °C ;
- Les mesures de l'écart de la clé par rapport aux paramètres de conception ont révélé un écart de 0,12 mm ;
- Les inspections visuelles ont révélé des dépôts de produits d'usure au niveau des joints.
Rechercher les causes profondes : une revue systématique
La méthode des 5 Pourquoi et le diagramme d’Ishikawa ont été utilisés pour l’analyse. Les principales approches comprenaient :
- Détermination du symptôme principal (connexion à clé partagée) ;
- Analyse des paramètres mesurés (vibration, température, écart) ;
- Construction d'un diagramme de cause à effet pour déterminer les causes possibles ;
- Utiliser l'analyse de fatigue pour déterminer l'impact du chargement cyclique ;
- Analyse comparative avec les données opérationnelles d'autres composants universels.
Identifier les causes profondes : classement par probabilité et preuves à l’appui
Vous trouverez ci-dessous les principales causes de l’écaillage des articulations clés :
- Écart insuffisant dans l'articulation de clé (probabilité : 45 %). Un écart de la clé par rapport aux paramètres de conception de 0,12 mm entraîne une augmentation de la résistance et une diminution de la résistance de la connexion.
- Charge cyclique (probabilité : 35 %). Des charges répétées jusqu'à 320 N·m provoquent une fatigue du matériau, ce qui entraîne l'apparition de fissures.
- Sélection incorrecte du matériau (probabilité : 15 %). L'utilisation d'aluminium à faible structure au lieu de clés en acier réduit la résistance des joints.
- Contrôle de la température insuffisant (probabilité : 5 %). Une température supérieure à 85 °C entraîne une perte de résistance du matériau.
Mesures correctives : correction immédiate + prévention à long terme
Les mesures suivantes ont été utilisées pour résoudre le cas :
- Remplacement de l'articulation de clavette par un composant avec un jeu conforme à la norme EN ISO 2336:2012.
- Installation d'un capteur de vibrations pour surveiller l'état de l'articulation de clé.
- Réalisation d'un test thermique pour déterminer l'effet de la température sur la résistance du matériau.
- Utilisation d'un système de contrôle des écarts (tel que des capteurs linéaires de haute précision).
- Maintenance minimale pendant 1 500 heures après une nouvelle connexion.
Contrôle de diagnostic rapide : 12 points pour le technicien sur la tablette
Vous trouverez ci-dessous une vérification rapide qu'un technicien peut effectuer sur une tablette :
- Mesurez la vibration au niveau de la zone articulaire (maximum 7,8 mm/s).
- Vérifiez la température à la surface de l'arbre (ne dépassant pas 85 °C).
- Mesurez la déviation de la clé (pas plus de 0,12 mm).
- Vérifiez les dépôts dans la zone commune.
- Déterminez le niveau de charge sur l'arbre (pas plus de 320 N·m).
- Vérifier la conformité du jeu des joints de clavette à la norme EN ISO 2336:2012.
- Utilisez un capteur magnétique pour détecter les fissures.
- Mesurez l'écart entre l'arbre et l'engrenage (pas plus de 0,05 mm).
- Vérifiez l'absence d'écarts de vibration dans le système.
- Utilisez une sonde linéaire pour mesurer la déflexion.
- Vérifier la conformité des dimensions de la clé avec la norme EN ISO 2336:2012.
- Utilisez un thermomètre pour mesurer la température de la surface.
Stratégie de prévention : intervalles de maintenance, surveillance de l'état, amélioration du projet
Pour prévenir de tels cas, il est recommandé :
- Surveiller les vibrations et la température toutes les 500 heures de fonctionnement ;
- Effectuer une inspection visuelle de la zone de joint toutes les 1000 heures ;
- Remplacez le joint de clé toutes les 2000 heures ;
- Utiliser des matériaux conformes aux normes EN ISO 2336:2012 ;
- Effectuer des tests thermiques toutes les 3000 heures ;
- Utilisez un système de surveillance des écarts.
Conclusion : focus sur le remplacement et la prévention
L’écaillage d’un joint de clé peut avoir de graves conséquences sur la production. L'exécution de procédures de diagnostic appropriées et l'utilisation de composants conformément aux normes garantiront la fiabilité du système. Pour le remplacement des rainures de clavette et plus d'informations sur les composants, reportez-vous au catalogue électronique UNITEC-D.
Liste des normes et documents utilisés
- FR ISO 2336 : 2016 – Clés à écart uniforme ;
- EN ISO 10816:1995 — Exigences en matière de vibrations ;
- ISO 10426-1 : 2003 – Contrôle de conformité ;
- ISO 5344 :2012 — Méthodes de mesure des vibrations ;
- ISO 6336 : 2019 – Méthodes de calcul de charge ;
- ISO 12107 : 2004 — Contrôle de conformité des matériaux ;
- ISO 16365 : 2013 - Surveillance des vibrations ;
- ISO 20816-1 : 2016 – Exigences en matière de vibrations ;
- ISO 2336 : 2012 – Exigences relatives aux joints à clavette.
