1. Description des problèmes et de la zone d'application

Anomalie de bruit (ronflement, grincement, cliquetis) et vibration accrue dans les réducteurs cylindriques, coniques-cylindriques et planétaires indiquent le développement de défauts des composants mécaniques. Ce manuel couvre le matériel dont la puissance nominale varie de 11 à 500 kW, utilisé dans les entreprises industrielles ukrainiennes (conveyeurs métallurgiques, entraînements des moulinets de ciment, stations de pompage et extrudeurs).

Classification de criticité :

Critique (Niveau 3) : Le bruit est accompagné d'un cliquetis métallique, de vibrations supérieures à 11,2 mm/s (RMS) à la fréquence de rotation de l'arbre ou d'une augmentation brutale de la température du lubrifiant au-dessus de +85°C. Exige l'arrêt immédiat de l'équipement.
Considérable (Niveau 2) : Augmentation du niveau général de vibration dans la plage 4,5–11,2 mm/s (RMS), apparition d'un bruit périodique sans interruption du cycle de production. Diagnostic nécessaire dans les 24–48 heures.
Faible (Niveau 1) : Niveau de vibration 1,8–4,5 mm/s (RMS), changement de tonalité sonore. Nécessite un suivi et un plan d'inspection lors du prochain entretien planifié.

2. Mesures préventives et sécurité

ATTENTION ! RISQUE DE BLESSURE ET DE CHOC ÉLECTRIQUE !

Avant d'effectuer toute intervention diagnostique et avant de démonter le réducteur, exécutez la procédure Lockout/Tagout (LOTO) :

Désenclenchez complètement le moteur électrique et fixez l'interrupteur d'entrée dans la position d'arrêt avec un verrou suspendu.

Verrouillez la partie mécanique contre un mouvement accidentel sous l'effet de l'énergie potentielle (ceintures tendues des convoyeurs, arbres verticaux) à l'aide de freins mécaniques ou d'arrêt-mouvement.

Utilisez les équipements de protection individuelle (EPI) : lunettes de protection, gants thermorésistants (lors de la manipulation de graisse chaude jusqu'à +80°C), chaussures de sécurité avec pointe métallique et casques de protection.

Souvenez-vous des risques de surfaces chaudes du carter de réducteur et du milieu de travail.

3. Outils diagnostiques nécessaires

Nom de l'outil	Spécification / Modèle	Plage de mesure	Utilisation
Analyseur vibratoire	Un/plusieurs canaux (par exemple, Fluke 810 ou un équivalent selon ISO 10816/20816)	10 – 10 000 Hz, 0,1 – 50 mm/s	Mesure du niveau général de vibration et analyse spectrale des pics d'arbres à came/engrenages
Thermique	Infrarouge (sensibilité < 0,05°C)	-20°C ... +250°C	Détection des surchauffes locales dans les zones de contact et des unités à roulements
Multimètre numérique	VRAI RMS (CAT III 1000V / CAT IV 600V)	0 – 1000 V, 0 – 10 A, 0 – 40 MOм	Vérification des capteurs de température (Pt100) et de l'état de mise à la terre du moteur
Indicateur de type horloger (ІЧ)	La précision de lecture 0,01 mm avec maintien magnétique	0 – 10 mm	Mesure du jeu axial et radial des arbres, de l'écart latéral dans l'engragement
Ensemble d'analyse du lubrifiant	Spectromètre portatif / kit ferrographique	Détection de particules d'usure de 1 à 100 µm	Détermination de la concentration du fer, du cuivre, du chrome et du degré de dégradation de l'huile

4. Liste de vérification initiale d'évaluation de l'état

Paramètre d'observation	Méthode de vérification	Valeur normale	Valeur seuil (Alarme)
Température du boîtier du réducteur	Thermique / thermomètre de contact	< +65°C (en fonction du chargement)	> +80°C ou gradient brut > 10°C/h
Niveau et état de l'huile	Visuellement par l'observatoire / prélèvement d'échantillon	Au centre de la fenêtre, transparent, sans zébrures	Présence de mousse, assombrissement, poussière métallique, odeur de brûlé
Vibration sur les appuis des roulements	Analyseur vibratoire (directions H, V, A)	< 1,8 mm/s (RMS) pour ISO 10816-3	> 4,5 mm/s (prévention), > 11,2 mm/s (désastre)
État extérieur des joints et des joints d'étanchéité	Vue visuelle	Sec, absence de gouttières	Écoulement actif d'huile sur l'arbre ou les connexions du carter

5. Schéma bloc systématique de diagnostic

Symptôme : Apparition de bruits ou de vibrations sur la réduction.
- Vérifiez le niveau et la localisation des vibrations à l'aide d'un analyseur de vibrations.
  - Si le pic de vibration correspond à la fréquence de rotation du arbre (1X) ou à un déséquilibre :
    - Vérifiez les couplages, la coaxialité des arbres et le montage du moteur/réduction sur la structure.
      - Résultat : Affaiblissement des boulons ou déplacement angulaire/parallèle → Cause probable : Déplacement des boulons de fondation ou usure des éléments élastiques des couplages.
  - Si le pic de vibration sur les fréquences de啮合 des dents (GMF — Gear Mesh Frequency et ses harmoniques) :
    - Effectuez une analyse de l'espacement latéral et vérifiez la zone de contact des dents.
      - Résultat : Zone de contact irrégulière ou jeu excessif → Cause probable : Usure des dents, montage incorrect ou déformation des arbres sous charge.
  - Si le pic de vibration sur les harmoniques de haute fréquence indésirables (BPFO, BPFI, BSF — fréquences des défauts des roulements) :
    - Effectuez un analyse spectral détaillé de l'enveloppe de l'accélération (Démodulation / PeakVue).
      - Résultat : Fréquences modulées des roulements détectées → Cause probable : Pitting des voies de roulement ou des billes/rouleaux.

6. Matrice des pannes et des causes

Symptôme	Probables causes (en fonction de la probabilité)	Test de diagnostic	Résultat attendu en cas de validation de la cause
Pincement / bruit à haute fréquence, vibration à la fréquence GMF	1. Usure ou ébrèchement des dents (pitting) 2. Jauge incorrecte latérale 3. Décalage de la distance entre arbres	Analyse du lubrifiant sur la copeaux + vérification de l'espacement à l'aide d'un indicateur de type horloger	Présence de particules métalliques de dimension > 50 µm, écart latéral différent du nominal de > 40 %
Bruit / bruit basse fréquence (1 fois par tour d'arbre)	1. Endommagement des roulements ou du séparateur 2. Déséquilibre de l'arbre lent 3. Affaiblissement de la jointure clé	Analyse spectrale de vibration (orbite d'arbre, démodulation)	Présence de pics à des fréquences BPFI/BPFO avec des bandes latérales de fréquence de rotation
Bruit uniforme à fréquence élevée, chauffage du boîtier	1. Le lubrifiant ne correspond pas à la viscosité (ISO VG) 2. Déficit d'huile 3. Surcharge de réducteur	Mesure de la température avec un thermographe + vérification de la marque d'huile selon le manuel d'instructions	Température des roulements > +85°C, viscosité du prélèvement d'huile inférieure à la valeur nominale en raison de l'émulsification ou de la déstructuration
Bruit d'impact aigu pendant le démarrage ou le réversement	1. Jauge excessive latérale dans l'engrènement 2. Usure des dents de la coussinet 3. Déplacement axial de l'arbre	Mesure du jeu axial des arbres à l'aide d'un IR	Le déplacement axial de l'arbre dépasse le tolérance de fabrication de 2 à 3 fois

7. Analyse des causes premières de chaque panne

7.1. Usure et écaillage des dents des roues dentées

Pourquoi cela survient-il : Il survient en raison de la fatigue des surfaces de travail des dents sous l'effet de contraintes de contact cycliques dépassant la limite d'élasticité du matériau (selon ISO 6336). Facteurs supplémentaires : contamination de l'huile par des particules dures ou l'utilisation d'huile avec un ensemble inadapté d'additifs anti-usure (EP).

Comment prouver : Inspection endoscopique à travers les regards de réduction ou analyse d'échantillon d'huile en présence de particules ferromagnétiques. Des microfissures (cratères) ou des entailles sont visibles sur les dents.

Conséquences : Détérioration progressive du profil des dents, blocage de la transmission, destruction totale de la roue dentée et arrêt de la production.

7.2. Défauts des roulements à rouleaux

Pourquoi cela se produit : Résultat du usure naturelle, de la contamination du montage, d'un lubrifiant insuffisant ou excessif, ainsi que d'un passage du courant électrique à travers le roulement (électrofusion due aux convertisseurs de fréquence).

Comment prouver : Méthodes vibroacoustiques (mesure des pics de choc en décibels, SPM / PeakVue) et détection des fréquences des roulements dans le spectre de vibration.

Conséquences : Blocage du roulement, destruction du séparateur, déviation de l'arbre et endommagement des engrenages voisins en raison de la perte de précision de rotation.

7.3. Défauts de géométrie et de coaxialité de la transmission

Pourquoi cela se produit : Déformations thermiques du carter de réducteur, insuffisance de rigidité du fondation, erreurs lors de l'ajustage des roulements lors de la réparation précédente conformément au standard ISO 1328.

Comment prouver : Contrôle de la zone de contact par peinture (peinture à base de bleu de Berlin — couverture au moins 60 % de la longueur et 50 % de la hauteur du dents) et centrage laser des arbres.

Conséquences : Contact latéral des dents, surcharge d'une face de la dent, défaillance rapide et fissures dans le corps de la roue dentée.

8. Procédures étape par étape de dépannage

Procédure 1 : Remplacement du roulement endommagé et réglage de l'entre-axe

Exécutez la procédure LOTO, versez l'huile dans un récipient spécial.
- Contrôle : vérifiez l'absence de résidus de graisse dans le carter.
Démontez les couvercles des unités d'embrayage et retirez l'arbre complet à l'aide d'extracteurs spéciaux ou d'équipement hydraulique.
- Contrôle : ne frappez pas avec un marteau sur les surfaces de montage des arbres.
Retirez l'ancien roulement à l'aide d'un chauffe-roulement inductif ou d'un extracteur hydraulique.
- Contrôle : vérifiez le diamètre du collet de l'arbre à l'aide d'un micromètre (tolérance selon ISO h6/j6).
Chauffez le nouveau roulement à une température ne dépassant pas +110°C à l'aide d'un chauffage inductif et assemblez-le sur l'arbre jusqu'à butée.
- Contrôle : mesurez le jeu axial du roulement à l'aide d'un comparateur conformément à la documentation technique du fabricant.
Assemblez l'unité, régulez le jeu axial des roulements avec des joints d'ajustement avec une précision de 0,05 mm.
- Contrôle : le moment de résistance au rotation de l'arbre doit correspondre au réglement d'usine.
Remplissez d'huile de transmission fraîche de la viscosité recommandée (par exemple, ISO VG 220 ou 320 conformément à ISO 3448).
- Contrôle : vérifiez le niveau par l'observatoire après 10 minutes de repos.

Procédure 2 : Vérification et restauration de la tache de contact dans l'engrènement

Nettoyez les surfaces de travail des dents de la roue dentée et de la roue à engrenages des résidus d'huile à l'aide d'un nettoyant spécial.
- Contrôle : les surfaces doivent être complètement dégraissées.
Appliquez un fini couche de peinture (bleu) sur 3 à 4 dents de la roue dentée motrice.
- Contrôle : la couche doit être uniforme, sans bosses.
Faites tourner manuellement l'arbre lent en sens inverse dans les deux sens sous un moment de freinage faible.
- Contrôle : assurez-vous d'un tour complet de la roue.
Évaluez l'empreinte de peinture sur le dents en cours.
- Norme : tache de contact centrée sur la dent, occupant au moins 60 % de sa longueur et 50 % de sa hauteur.
En cas de déplacement de la tache vers le bord, corrigez la position de l'arbre à l'aide des rondelles d'ajustement ou du déplacement du corps du roulement.
- Contrôle : répétez le test de peinture jusqu'à atteindre les valeurs normatives.

9. Mesures préventives

Cause principale	Stratégie de prévention	Méthode de monitoring	Intervalle recommandé
Usure des dents et dégradation de l'huile	Utilisation de lubrifiants synthétiques de qualité (PAO/PG) avec des additifs EP, contrôle de l'humidité	Analyse en laboratoire de l'huile (ISO 4406 pour déterminer la pureté)	Chaque 2000 heures ou 6 mois
Dégradation des roulements	Respect de la propreté lors de l'assemblage, protection contre les courants sur l'arbre (paliers isolés)	Surveillance continue de la vibration (capteurs en ligne ou contrôle manuel)	Mensuel (manuel) / Permanent (en ligne)
Déplacement et décentrage des arbres	Centrage laser du moteur en tenant compte de l'expansion thermique	Vérification à l'aide d'indicateurs ou de systèmes laser	Chaque 12 mois ou après des réparations

10. Pièces de rechange et composants

Description de la pièce	Spécification	Quand remplacer	Catégorie UNITEC
Paliers à rouleaux radiaux à faible impulsion	Séries 320xx, 322xx (par exemple, SKF / FAG conformément à DIN 616)	Lors d'une augmentation du niveau de vibration BPFI/BPFO ou de la présence de métal dans l'huile	Pôles industriels
Ensemble de joints d'étanchéité (manchons)	FKM (Viton) ou NBR avec joint à laine de verre selon DIN 3760	Lors de chaque démontage du réducteur ou en cas de présence de traces d'huile	Étanchéité et joints d'arbre
Engrenages (roues et dents)	Selon le dessin du client, module m=2...25, dents recuites	Avec un usure du profil de dent > 15 % ou l'apparition de pitting sur une surface > 25 %	Composants des réducteurs
Huile synthétique de transmission	ISO VG 220 / 320 ( CLP HC / CLP PG )	Après 5000–8000 heures de fonctionnement (en fonction du mode de température)	Matériaux lubrifiants

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11. Références normatives

ISO 10816-3 / ISO 20816-3: Vibration mécanique. Évaluation de la vibration des machines par mesures sur des parties non considérées.
ISO 6336: Calcul de la résistance des roues dentées cylindriques.
ISO 1328-1: Réducteurs à engrenages cylindriques. Système de tolérances de précision.
DSTU GOST 21354: Engrenages cylindriques. Calcul de la résistance (ou les normes européennes correspondantes EN).
Règlement technique de sécurité des machines et équipements (certification CE, UkrSEPRO).