Guide de diagnostic et de dépannage : blocage et surcharge des convoyeurs à chaîne

1. Description du problème et champ d'application

Ce manuel est destiné au diagnostic et au dépannage liés au blocage et à la surcharge des convoyeurs à chaîne exploités dans les entreprises industrielles d'Ukraine. Il couvre les causes courantes de défaillance telles que l'allongement de la chaîne, l'usure des pignons, une lubrification insuffisante et l'accumulation de matériaux. Les bourrages et les surcharges peuvent entraîner des arrêts de production imprévus, des dommages aux équipements et une augmentation des coûts de maintenance. Ce manuel s'applique à tous les types de convoyeurs à chaîne utilisés pour le transport de matériaux en vrac, de charges artificielles et de produits dans l'industrie lourde.

• Défaillance critique : Blocage complet et soudain du convoyeur, entraînant un arrêt immédiat de la chaîne de production. Nécessite une intervention immédiate.
• Dysfonctionnement grave : Calages fréquents ou intermittents, entraînant une diminution significative des performances et de la charge sur le variateur.
• Défaut mineur : augmentation du bruit, des vibrations ou des fluctuations du courant du moteur, indiquant les premiers stades d'un problème.

2. Précautions

AVERTISSEMENT ! Avant de commencer tout travail de diagnostic ou de réparation sur le convoyeur à chaîne, des précautions de sécurité strictes doivent être suivies pour éviter les blessures et les dommages à l'équipement. Le non-respect de ces règles peut entraîner de graves conséquences.

• LOCKOUT / TAG OUT (LOTO) : Effectuez toujours la procédure de verrouillage/étiquetage conformément aux normes internes de l'entreprise et aux exigences de la DSTU EN 1037. Assurez-vous que toutes les sources d'énergie (électriques, hydrauliques, pneumatiques) sont isolées et bloquées. Vérifier l'absence de tension avec des appareils appropriés.
• ÉNERGIE STOCKÉE : Certains convoyeurs peuvent être équipés de systèmes de tension de chaîne (à ressort, hydraulique) ou d'accumulateurs qui stockent l'énergie. Avant de commencer le travail, assurez-vous que toute l'énergie stockée est déchargée ou verrouillée.
• ÉQUIPEMENT DE PROTECTION INDIVIDUELLE (EPI) : Utilisez toujours un EPI approprié, y compris des lunettes de sécurité (DSTU EN 166), des gants de sécurité (DSTU EN 388), des chaussures de sécurité (DSTU EN ISO 20345) et des vêtements de protection. Lorsque vous travaillez avec un bruit accru - équipement de protection auditive (DSTU EN 352).
• POINTS DE SERRAGE ET PIÈCES MOBILES : Évitez tout contact avec les pièces mobiles du convoyeur. Soyez conscient des points de pincement même lorsque le convoyeur est éteint, mais qu'il peut se déplacer en raison d'une contrainte résiduelle.
• SURFACES CHAUDES : Certains composants (moteur, réducteur, roulements) peuvent être chauds après le fonctionnement du convoyeur. Sois prudent.

3. Outils de diagnostic nécessaires

L’ensemble d’outils suivant est requis pour un diagnostic efficace :

4. Liste de contrôle pour l'évaluation initiale

Avant de commencer un diagnostic détaillé, il est nécessaire de collecter des informations sur l'état actuel et l'historique du convoyeur :

5. Diagnostic systématique (schéma fonctionnel des solutions)

Le diagnostic de blocage et de surcharge du convoyeur à chaîne doit être effectué séquentiellement :

1. SYMPTÔME : Le convoyeur s'est arrêté soudainement ou ne démarre pas alors que le courant du moteur dépasse.
   1. Contrôle 1 : Présence de corps étrangers et accumulation de matériaux.
      • Actions : Après avoir activé LOTO, inspectez soigneusement le trajet du convoyeur, la zone de chargement/déchargement, les postes de tension et de conduite.
      • SI une accumulation importante de matière ou de corps étranger est détectée :
        1. Cause probable : Blocage dû à un matériau ou à un corps étranger.
        2. Actions : Supprimez l'obstruction. Vérifiez le fonctionnement du convoyeur.
      • SI il n'y a pas d'obstacles évidents : Passez à 1.b.
   2. Contrôle 2 : Tension et courant du moteur, état de protection.
      • Actions : Attention en direct ! Mesurez la tension et le courant du moteur dans toutes les phases avec un multimètre (pinces). Vérifier le fonctionnement des relais thermiques, des interrupteurs automatiques.
      • SI le courant est nettement supérieur à la valeur nominale (supérieur à 120 % de la valeur nominale) lors de la tentative de démarrage :
        1. Cause probable : Blocage mécanique du convoyeur ou panne du moteur/boîte de vitesses.
        2. Actions : accédez à 1.c.
      • SI le courant est normal, mais le moteur ne tourne pas :
        1. Cause probable : Dysfonctionnement du moteur (coupure de phase, court-circuit entre les tours), de l'accouplement ou de la boîte de vitesses.
        2. Actions : Activation de LOTO. Débranchez le moteur de la boîte de vitesses. Essayez de démarrer le moteur sans charge. Vérifiez la résistance des enroulements du moteur. Si le moteur tourne, vérifiez la boîte de vitesses et l'embrayage.
   3. Contrôle 3 : Vérifiez la tension de la chaîne.
      • Actions : Activez LOTO. Évaluez visuellement le jeu de la chaîne sur le bras de renvoi. Mesurez l'affaissement selon les recommandations du fabricant (généralement 1 à 2 % de la distance entre les centres des pignons).
      • SI la chaîne s'affaisse trop (plus de 2%) :
        1. Cause probable : Allongement de la chaîne.
        2. Actions : accédez à la section 7.1.
      • SI la tension est excessive (la chaîne est tendue comme une corde) :
        1. Cause probable : Mauvais réglage ou blocage de la station de tension.
        2. Actions : accédez à la section 7.4.
   4. Contrôle 4 : Évaluez l'usure du pignon.
      • Actions : Activez LOTO. Inspectez les dents du pignon d'entraînement et de tension pour déceler l'usure (usure du crochet, affûtage, profil irrégulier).
      • SI une usure importante du pignon est constatée :
        1. Cause probable : Usure du pignon.
        2. Actions : accédez à la section 7.2.
   5. Vérification 5 : État de lubrification.
      • Actions : Activer LOTO. Vérifiez la lubrification des maillons de chaîne. Évaluer la qualité du lubrifiant (contamination, décoloration).
      • SI la chaîne est sèche, rouillée ou l'huile est sale :
        1. Cause probable : Lubrification insuffisante ou utilisation d'une mauvaise huile.
        2. Actions : accédez à la section 7.3.
2. SYMPTÔME : Augmentation du bruit, des vibrations et des secousses pendant le fonctionnement du convoyeur.
   1. Contrôle 1 : Inspection visuelle du mouvement de la chaîne.
      • Actions : Attention ! Pièces mobiles ! Observez le mouvement de la chaîne sur toute sa longueur, en particulier au niveau des pignons, des virages et des stations de tension. Utilisez un stroboscope pour le ralenti.
      • EN CAS de mouvement irrégulier, de chaîne « flottante » sur les dents du pignon ou d'à-coups fréquents :
        1. Cause probable : Allongement de la chaîne et/ou usure du pignon.
        2. Actions : accédez à 2.b.
   2. Contrôle 2 : Mesure des vibrations.
      • Actions : À l'aide d'un analyseur de vibrations, mesurez les vibrations sur les roulements du moteur, de la boîte de vitesses, des arbres d'entraînement et de renvoi.
      • SI la vibration dépasse les limites admissibles (par exemple, plus de 4,5 mm/s de RMS pour la classe ISO 10816-3) :
        1. Cause probable : Usure des roulements, désalignement, allongement de la chaîne, usure des pignons.
        2. Actions : Analysez le spectre des vibrations pour identifier avec précision la source. Allez aux sections 7.1, 7.2.
   3. Contrôle 3 : Surveillance de la température.
      • Actions : À l'aide d'une caméra thermique, mesurez la température du carter du moteur, de la boîte de vitesses, des roulements, ainsi que des sections de chaîne et de pignon.
      • SI la température des roulements dépasse +70°C, ou de la boîte de vitesses > +90°C, ou une surchauffe locale importante (>20°C par rapport aux zones adjacentes) :
        1. Cause probable : Lubrification insuffisante, frottement excessif, surcharge, usure des roulements/dents.
        2. Actions : accédez aux sections 7.3 et 7.4.

6. Matrice « Échec-Cause »

7. Analyse des causes profondes des dysfonctionnements

7.1. Rallonge de chaîne

Explication : L'allongement de la chaîne est un processus naturel qui se produit en raison de l'usure des surfaces des joints de charnière (doigts et bagues). Sous l'influence de la charge et du mouvement cyclique, le métal des charnières s'use progressivement, augmentant le pas de la chaîne. Cela conduit au fait que la chaîne commence à fonctionner de manière inégale sur les dents du pignon, provoquant des chocs, des vibrations et une friction accrue. Selon DSTU EN ISO 606, l'allongement maximal admissible de la chaîne avant remplacement est de 3 % de la longueur initiale.

Comment confirmer : Activation de LOTO. Utilisez un compteur d'allongement de chaîne ou la méthode manuelle : mesurez la longueur de 10 à 20 pas de la chaîne (dépend de la longueur totale de la chaîne) sans tension et comparez-la à la longueur nominale (N * pas de chaîne). Calculez le pourcentage d'allongement. Vérifiez plusieurs sections du circuit.

Dommages, s'ils ne sont pas éliminés : Une charge inégale sur les dents des pignons entraîne leur usure accélérée, notamment en forme de crochet. Les vibrations et le bruit augmentent, la charge sur les roulements et la boîte de vitesses augmente. Il est possible que la chaîne « saute » du pignon ou le casse, ce qui entraînera un arrêt d'urgence et des dommages importants au convoyeur et au mécanisme d'entraînement.

7.2. Usure du pignon

Explication : L'usure des dents du pignon est le résultat d'un contact et d'un frottement constants avec la chaîne. Les pignons sont sujets à une usure abrasive (en particulier lorsque le matériau heurte), à ​​une usure par fatigue et à une usure par glissement, en particulier lorsque la chaîne est étendue. Un profil en forme de crochet des dents, un affûtage ou un amincissement des dents indiquent une usure importante, qui aggrave l'engagement avec la chaîne.

Comment confirmer : Activation de LOTO. Inspection visuelle des dents du pignon. Faites attention au profil en forme de crochet, à l'affûtage du dessus des dents, à l'amincissement de la base de la dent. Utilisez un pied à coulisse pour mesurer l'épaisseur des dents et comparez-la aux nouveaux pignons ou aux tolérances d'usure du fabricant.

Dommages s'ils ne sont pas corrigés : Les pignons usés ne permettent pas un engagement correct avec la chaîne, ce qui entraîne un « glissement », des charges de choc et une augmentation des vibrations. Cela accélère l'usure de la chaîne et des roulements et peut provoquer la rupture de la chaîne ou du pignon, entraînant un accident grave et des temps d'arrêt.

7.3. Lubrification insuffisante

Explication : La lubrification joue un rôle essentiel dans la réduction de la friction et de l'usure des joints et des roulements des maillons de chaîne. Une lubrification insuffisante ou de mauvaise qualité entraîne un contact direct des surfaces métalliques, ce qui provoque une augmentation significative des frottements, une usure intensive et une surchauffe. Une température élevée réduit la viscosité du lubrifiant, altérant ainsi ses propriétés protectrices.

Comment confirmer : Activation de LOTO. Inspection visuelle de la chaîne (en particulier des charnières) - elle doit être recouverte d'une fine pellicule de graisse. Vérifiez le niveau et l'état de la graisse dans le système de lubrification centralisé, le cas échéant. Mesurez la température de la chaîne et des roulements avec une caméra thermique pendant le fonctionnement (si cela est sûr et possible).

Dommages s'ils ne sont pas corrigés : L'augmentation du frottement et de la surchauffe entraîne un allongement rapide de la chaîne, une défaillance des roulements, une perte d'efficacité du convoyeur et une augmentation significative de la consommation d'énergie. Le résultat final est un blocage du convoyeur, une défaillance des composants et des réparations imprévues.

7.4. Accumulation de matière et blocage du poste de tension

Explication : Une accumulation excessive de matériaux transportés (matériaux en vrac, poussières, petites fractions) sur le châssis du convoyeur, sous la chaîne, sur les guides ou dans la zone de la station de tension peut créer une résistance supplémentaire au mouvement de la chaîne. Cela augmente la charge sur le lecteur et peut conduire à un blocage. La station de tension peut se coincer en raison d'une accumulation de matière ou de corrosion, empêchant la chaîne de compenser son allongement.

Comment confirmer : Activation de LOTO. Une inspection visuelle approfondie de l'ensemble du trajet du convoyeur, notamment sous la chaîne, aux endroits des virages, des postes de tension et d'entraînement. Vérifiez la mobilité de la station de tension, essayez de la déplacer manuellement. Vérifiez la corrosion ou les interférences mécaniques.

Dommages s'ils ne sont pas retirés : L'accumulation de matériaux provoque une surcharge du moteur, une usure accrue de la chaîne et des pignons et peut provoquer un grippage complet. Le blocage de la station de tension ne permet pas de maintenir la bonne tension de la chaîne, ce qui conduit à son affaissement excessif ou, au contraire, à une tension excessive et à sa destruction.

8. Procédures de dépannage étape par étape

8.1. Élimination de l'allongement de la chaîne

1. Diagnostic : Mesurer l'allongement de la chaîne. Si l'allongement dépasse 3 %, la chaîne doit être remplacée. Si l'allongement est inférieur à 3% et qu'il existe une marge de course du poste de tension, le réglage peut être effectué.
2. Réglage de la tension (pour un allongement jusqu'à 3%) :
   1. Activation du LOTO.
   2. Desserrez la fixation de la station de tension.
   3. Utilisez les boulons de réglage ou le système hydraulique pour déplacer le pignon fou jusqu'à ce que l'affaissement optimal soit atteint. Affaissement typique : 1 à 2 % de la distance entre les centres des pignons sur la branche libre. Contrôlez l'affaissement au centre de la travée.
   4. Serrez les fixations de la station de tension au couple recommandé par le fabricant (par exemple, 150-200 Nm pour les boulons M20).
   5. Vérification : Supprimez LOTO. Effectuer un essai de fonctionnement du convoyeur à vide, puis en charge. Vérifiez la fluidité du mouvement de la chaîne, l'absence d'à-coups, de vibrations et de bruits excessifs. Surveillez le courant du moteur.
3. Remplacement de la chaîne (pour un allongement de plus de 3%) :
   1. Activation du LOTO.
   2. Démontez l'ancienne chaîne. Il peut être nécessaire de le couper ou de le séparer avec un outil spécial.
   3. Installez une nouvelle chaîne. Assurez-vous que le sens de déplacement de la chaîne est conforme aux recommandations du fabricant.
   4. Ajustez la tension de la nouvelle chaîne comme décrit ci-dessus.
   5. Vérification : Supprimez LOTO. Faites un test en contrôlant les paramètres. Assurez-vous que toutes les connexions sont sécurisées.

8.2. Remplacement des pignons usés

1. Diagnostic : Inspectez les dents du pignon pour déceler une usure semblable à celle d'un crochet et un affûtage.
2. Remplacement :
   1. Activation de LOTO.
   2. Démonter le pignon d'entraînement (ou de tension). Des extracteurs et des outils spéciaux peuvent être nécessaires.
   3. Installez un nouveau pignon. Assurez-vous qu'il est correctement orienté et repose sur l'arbre sans jeu. Fixez-le conformément aux instructions (par exemple, avec un couple de 300 Nm pour une connexion par coin).
   4. Critique : Si le pignon d'entraînement est remplacé, il est toujours recommandé de remplacer également la chaîne, car un pignon usé et une ancienne chaîne allongée ne fonctionneront pas efficacement ensemble et accéléreront l'usure du nouveau composant.
   5. Vérification : Supprimez LOTO. Effectuer un essai de fonctionnement en contrôlant la fluidité du mouvement, l'absence de bruit et de vibrations.

8.3. Restauration et optimisation de la lubrification

1. Diagnostic : Inspection visuelle de la chaîne, vérification du niveau et de la qualité du lubrifiant dans la boîte de vitesses et dans le système de lubrification.
2. Procédure :
   1. Activation de LOTO.
   2. Nettoyez soigneusement la chaîne de la vieille graisse sale, de la poussière et des particules abrasives. Utilisez des nettoyants appropriés.
   3. Utilisez le lubrifiant pour chaîne recommandé par le fabricant (par exemple lubrifiant minéral avec additifs adhésifs ISO VG 220-460 ou lubrifiant synthétique haute température). Appliquez de la graisse à l'intérieur de la chaîne afin qu'elle pénètre dans les joints.
   4. Vérifiez et complétez le niveau d'huile dans la boîte de vitesses jusqu'au repère. Si le lubrifiant est sale, remplacez-le complètement.
   5. Vérifier le fonctionnement du système de lubrification centralisé : pression (typique 5-10 bar), disponibilité de la graisse en tout point, réglage des intervalles d'approvisionnement en graisse.
   6. Vérification : Supprimez LOTO. Démarrez le pipeline. Vérifiez visuellement la lubrification suffisante. À l'aide d'une caméra thermique, surveillez la température de la chaîne, des roulements et de la boîte de vitesses - elle devrait se stabiliser à un niveau normal.

8.4. Élimination de l’accumulation de matière et du blocage du poste de tension

1. Diagnostic : Inspection visuelle, tentative de déplacement manuel de la station de tension.
2. Procédure :
   1. Activation de LOTO.
   2. Nettoyer soigneusement tout le parcours du convoyeur des matériaux accumulés, en particulier sous la chaîne, sur les guides, au niveau des pignons et des stations de tension. Utilisez des pelles, des brosses, des aspirateurs.
   3. Si la station de tension est bloquée :
      • Nettoyez-la du matériau et de la corrosion.
      • Lubrifiez les éléments de guidage et les raccords filetés.
      • Essayez de le développer à l'aide d'outils à impact léger et de lubrifiant pénétrant.
      • Remplacez les éléments endommagés de la station de tension (par exemple, vis, bagues usées).
   4. Vérification : Supprimez LOTO. Faites un test. Assurez-vous que la station de tension se déplace librement (si elle est automatique) et qu'il n'y a pas d'accumulation de matériau.

9. Précautions

10. Pièces de rechange et composants

Vous pouvez trouver toutes les pièces de rechange et composants nécessaires à la réparation et à la maintenance des convoyeurs à chaîne dans le catalogue électronique UNITEC-D.

11. Liens

• DSTU EN ISO 606:2018 (EN ISO 606:2015, IDT) Chaînes à rouleaux d'entraînement. Caractéristiques techniques.
• DSTU EN ISO 10816-3:2004 Vibrations. Évaluation des vibrations de la machine sur la base des résultats de mesures sur des pièces fixes. Machines industrielles d'une puissance nominale supérieure à 15 kW et d'une vitesse nominale de 120 tr/min à 15 000 tr/min.
• DSTU EN 1037:2018 (EN 1037:1995 + A1:2008, IDT) Sécurité des machines. Prévention des démarrages inattendus.
• Manuel d'utilisation et d'entretien pour un type spécifique de convoyeur à chaîne (documentation OEM).
• Normes internes UNITEC-D pour la sécurité et la maintenance des équipements de convoyage.