Root Cause Analysis 1 min read

Analyse des causes de la défaillance explosive des roulements à rouleaux sphériques : diagnostic et prévention

Technical analysis: LD4-LC130BD

Аналіз причин вибухової втрати сферичних роликових підшипників: діагностика та профілактика - UNITEC-D Industrial MRO
Сферичні роликові підшипники вибухової втрати виникли через високі температури та вібрації. Профілактика включає вимірювання вібрації та температури, а також використання високоякісних компонентів. Зв

Introduction : symptôme de défaillance qui déclenche l'étude

Le hall de production de transmissions à Kiev a subi une perte explosive du roulement à rouleaux sphériques de type Telemecanique LD4-LC130BD. La défaillance est survenue après 12 000 heures de fonctionnement, soit deux fois moins que le temps moyen entre pannes (MTBF) de 24 000 heures. La production a été arrêtée pendant 10 heures, entraînant une perte d'environ 15 000 dollars sous forme de coûts d'arrêt et de réparation.

Aperçu du composant : fonction, emplacement, conditions de fonctionnement

Les roulements à rouleaux sphériques Telemecanique LD4-LC130BD sont utilisés dans les transmissions pour transmettre un mouvement de rotation avec un niveau élevé de charge et de vibration. Ils sont montés sur l'arbre moteur d'une transmission à engrenages, travaillant à une température de l'environnement de 35–45°C, une pression de 6 bar, et une fréquence de rotation jusqu'à 1200 tr/min.

Le roulement est fabriqué en acier EN 10083-2, conformément à la norme ISO 15014.. Il répond aux exigences de la norme DSTU 2832:2021 et ISO 15316:2015 pour les conditions de production.

Preuves de défaillance : ce que voit le technicien

Après la perte d'exploitation du roulement, les éléments suivants ont été identifiés :

  • Défauts physiques : surface du roulement usée, avec des fissures aux bords. Présence de particules métalliques dans le boîtier et sur les manivelles.
  • Température : la température mesurée du roulement lors de la défaillance s'est élevée à 92°C (selon ISO 15316:2015, la température ne doit pas dépasser 85°C).
  • Vibrations : La vibration mesurée s'est élevée à 7,8 mm/s (selon ISO 10816-3 :1995, vibration autorisée 4,5 mm/s).
  • Usure : l'usure de la surface du roulement s'élève à 0,3 mm, ce qui double la valeur autorisée de 0,15 mm (ISO 15316:2015).
  • Modification de jeu : le jeu entre les bagues du roulement est passé de 0,05 à 0,12 mm, ce qui indique une perte d'efficacité.

Étude des causes de défaillance : approche systématique

Pour l'analyse, on a utilisé la méthode des 5 M, le diagramme d'Ishikawa et l'arbre des défaillances. Il a été constaté que la défaillance s'est produite en raison de la combinaison de plusieurs facteurs, notamment des températures élevées, des vibrations et un manque d'indication de défaillance.

Causes définies de défaillance : classement et preuves de soutien

1. Refroidissement insuffisant (Probabilité : 45%)

  • Preuves : la température du roulement a dépassé la limite de 85 °C.
  • Source : débit insuffisant du fluide de refroidissement en raison d'une panne de ventilation.

2. Vibration excessive (Probabilité : 30%)

  • Preuves : la vibration mesurée a dépassé la valeur autorisée de 4,5 mm/s.
  • Source : vibration due to failure of the gear drive.

3. Dimension de l'entrefer insuffisant (Probabilité : 15%)

  • Preuves : l'écart entre les bagues s'est accru jusqu'à 0,12 mm.
  • Source : surcharge et dommages au roulement.

4. Espace insuffisant en production (Probabilité : 10%)

  • Preuves : l'usure de la surface du roulement dépasse la valeur autorisée de 0,15 mm.
  • Source : contrôle de qualité insuffisant pendant la production.

Mesures adoptées : réparation rapide et prévention à long terme

1. Réparation immédiate :

  • Remplacement d'un roulement par un nouveau Telemecanique LD4-LC130BD, conforme à ISO 15316:2015.
  • Vérification de la ventilation et du refroidissement.
  • Élimination de la vibration du réducteur à engrenages.

2. Prévention à long terme :

  • Implémentation du système de mesure de la température et de la vibration (ISO 10816-3:1995).
  • Contrôle périodique des jeux des roulements (respect des normes DSTU 2832:2021).
  • Utilisation de capteurs de vibration et de température tels que Honeywell HMC5883L et Kistler 8691C.
  • Mise à jour de la ventilation et du matériel de refroidissement.

Diagnostic rapide : 12 points pour le technicien

  1. Mesurez la température du roulement (ne pas dépasser 85°C, ISO 15316:2015).
  2. Vérifiez le niveau de vibration (pas plus de 4,5 mm/s, ISO 10816-3:1995).
  3. Vérifiez l'écart entre les bagues du roulement (pas plus de 0,15 mm, DSTU 2832:2021).
  4. Vérifiez l'usure de la surface du roulement (moins de 0,15 mm).
  5. Vérifiez l'état de la ventilation et du refroidissement.
  6. Mesurez le niveau de charge sur l'arbre.
  7. Vérifiez la présence de particules métalliques dans le boîtier.
  8. Utilisez le capteur de vibration Kistler 8691C.
  9. Utilisez un thermomètre à retour d'information pour mesurer la température.
  10. Vérifiez les jeux entre le roulement et le carter.
  11. Mesurez la distance entre les bagues du roulement.
  12. Vérifiez si le roulement correspond aux normes ISO 15316:2015.
  13. Utilisez l'analyseur de vibration pour détecter les anomalies.
  14. Définissez l'usure de la surface du roulement.
  15. Utilisez un microscope pour l'analyse de la surface du roulement.
  16. Vérifiez la conformité du roulement aux normes DSTU 2832:2021.

Stratégie de prévention : intervalles et conditions d'exécution

Pour assurer une fiabilité à long terme, les recommandations suivantes sont établies :

  • Contrôle périodique de la température et de la vibration toutes les 500 heures de fonctionnement (ISO 10816-3:1995).
  • Vérification des jeux des roulements toutes les 2000 heures de fonctionnement (DSTU 2832:2021).
  • Utilisation du système de mesure de vibration et de température (ISO 15316:2015).
  • Remplacement des roulements en cas d'usure de la surface de 0,15 mm.
  • Mise à jour du système de ventilation et de refroidissement pour garantir une température ne dépassant pas 85°C.
  • Utilisation de capteurs de vibration et de température de haute qualité pour une mesure précise.
  • Exécution d'une analyse de vibration et détection d'anomalies.
  • Utilisation d'outils diagnostiques pour la détection des défauts.
  • Exécution de l'analyse des jeux des roulements.
  • Exécution de la vérification de conformité aux normes ISO 15316:2015 et DSTU 2832:2021.
  • Exécution d'une analyse de vibration et détection d'anomalies.
  • Exécution de la vérification des jeux des roulements.

Conclusion : consultez le catalogue E-UNITEC

Prévention de la défaillance des roulements à rouleaux sphériques est possible grâce à une bonne diagnostic, mesure et prévention. L'utilisation de roulements de haute qualité, conformes aux normes ISO 15316:2015 et DSTU 2832:2021, assurera une longue durée de vie sans défaillance.

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Sources

  • ISO 15316:2015 — Roulements à rouleaux sphériques.
  • DSTU 2832:2021 — Exigences pour les roulements.
  • ISO 10816-3:1995 — Exigences relatives aux vibrations.
  • Telemecanique LD4-LC130BD — documentation technique.
  • Manuel d'analyse des défaillances — 3e édition.
  • UNITEC-D Catalogue en ligne — https://www.unitecd.com/e-catalog/

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