Dépannage : Bruits et vibrations anormales dans les boîtes de vitesses

Technical analysis: Troubleshooting gearbox noise and abnormal vibration: oil analysis, gear wear patterns, backlash mea

1. Description du problème et champ d'application

Ce manuel est conçu pour fournir aux techniciens et aux ingénieurs de maintenance une approche systématique du diagnostic et du dépannage des bruits et vibrations anormaux dans les réducteurs industriels. L'identification précoce de la source de bruit et de vibrations est essentielle pour prévenir les pannes catastrophiques, minimiser les temps d'arrêt et prolonger la durée de vie des équipements.

1.1. Symptômes couverts dans ce guide

  • Bruits : comprend les grondements, les cris, les hurlements, les claquements, les craquements, les clics, les grincements ou les bourdonnements qui diffèrent du son de fonctionnement normal de l'équipement.
  • Vibrations anormales : les vibrations de rotation qui dépassent les tolérances établies se manifestent souvent par une augmentation des niveaux de vibration, des changements dans le spectre de fréquence ou un déplacement de l'axe de rotation.

1.2. Types d'équipements couverts

Ce manuel s'applique à une large gamme de réducteurs industriels utilisés dans les domaines de la métallurgie, des mines, de l'énergie, de la chimie et de la mécanique. Ceux-ci incluent, sans s'y limiter : les réducteurs cylindriques, coniques, à vis sans fin, planétaires et coniques hélicoïdaux. Quel que soit le type spécifique, les principes de base du diagnostic du bruit et des vibrations restent cohérents.

1.3. Classification de la gravité

  • Défaillance critique : risque immédiat de défaillance catastrophique pouvant entraîner des dommages importants à l'équipement, des blessures au personnel ou un arrêt de production prolongé. Nécessite un arrêt immédiat de l’équipement.
  • Dysfonctionnement grave : Risque potentiel de dommages importants si le problème n'est pas résolu dans un court laps de temps. Peut entraîner une durée de vie réduite des composants. Nécessite une planification des réparations.
  • Dysfonctionnement mineur : Un dysfonctionnement qui ne constitue pas une menace immédiate, mais peut indiquer les premiers stades d'usure ou de petits écarts par rapport à la norme. Nécessite une surveillance et une maintenance programmée.

2. Précautions

La sécurité est essentielle lors du diagnostic et de la réparation des équipements industriels. Le non-respect de ces instructions pourrait entraîner des blessures graves, voire la mort. Suivez toujours les réglementations locales et les instructions du fabricant de l'équipement.

  • Utilisez un équipement de protection individuelle (EPI) : Portez toujours des lunettes de sécurité, des gants de sécurité, des chaussures de sécurité et une protection auditive lorsque vous travaillez à proximité des réducteurs.
  • Procédures de verrouillage/étiquetage (LOTO) : Avant d'effectuer tout travail de diagnostic ou de réparation, assurez-vous de mettre l'équipement hors tension et d'appliquer les procédures de verrouillage/étiquetage conformément à la norme DSTU EN 1037 et aux procédures internes de l'usine. Vérifier l'absence de tension à l'aide d'appareils appropriés.
  • Avertissement concernant l'énergie stockée : Certaines boîtes de vitesses peuvent avoir stocké de l'énergie (par exemple dans les ressorts, les systèmes hydrauliques, les masses en rotation). Assurez-vous que toute l'énergie stockée est déchargée ou bloquée avant de commencer le travail.
  • Conditions dangereuses pendant le diagnostic : Il existe un risque de contact avec des pièces mobiles, des surfaces chaudes ou du courant électrique lors du fonctionnement de l'équipement de diagnostic du bruit et des vibrations. Effectuez le travail avec une extrême prudence et uniquement avec l'autorisation et la formation appropriées.
  • Substances dangereuses : Les lubrifiants et autres liquides peuvent être chauds ou contenir des composants dangereux. Utilisez des conteneurs et des EPI appropriés pour les manipuler.

3. Outils de diagnostic nécessaires

Un ensemble d’outils spécialisés est nécessaire pour un diagnostic efficace des bruits et des vibrations des boîtes de vitesses. Assurez-vous que tous les instruments sont calibrés et en état de fonctionnement.

Nom de l'outilSpécification/Modèle (exemple)Plage de mesureObjectif
Analyseur de vibrationsInspecteur SKF Microlog, PRÜFTECHNIK VIBXPERT II0-25,4 mm/s (RMS), 0-50 G (crête)Mesure du niveau général de vibration, analyse du spectre de fréquence pour détecter les défauts des roulements, des engrenages, les déséquilibres et désalignements.
Stéthoscope mécanique/électronique3M Littmann, PCE-S 4120 Hz - 20 kHzLocalisation de la source de bruit dans le carter de boîte de vitesses, détection de bruits anormaux (grincement, cognement).
Pyromètre/Imageur thermiqueFluke TiS60, Test 872-20°C à 650°C (pyromètre), -30°C à 650°C (imageur thermique)Mesure de la température du carter de boîte de vitesses, des roulements, du lubrifiant pour détecter les surchauffes liées aux frottements ou aux défauts.
Un ensemble de sondesMitutoyo (0,02-1,00 mm)0,02 mm - 1,00 mmMesure des jeux (jeu) dans les engrenages, roulements et autres connexions.
Micromètre/pied à coulisseMitutoyo (0-25mm/0-300mm)0-25 mm (micromètre), 0-300 mm (pied à coulisse)Mesure précise des dimensions, épaisseurs, diamètres des arbres.
Endoscope/BoroscopeOlympus IPLEX, Testo 300 (sonde flexible 6 mm)La longueur de la sonde est de 1 à 5 mInspection visuelle des composants internes de la boîte de vitesses sans démontage complet (engrenages, roulements).
Kit d'analyse de lubrifiantKits de test FAG, SKF OilCheckViscosité, teneur en eau, particules métalliquesÉvaluation de l'état de lubrification, détection de produits d'usure indiquant des défauts de roulements ou d'engrenages.
Clé dynamométriqueHazet 5108-2CT, Wera Click-Torque C310 Nm - 300 NmAssurer les moments de serrage corrects des fixations.
StroboscopeFluke 820-2, PCE-LES 10030-300 000 tr/minInspection visuelle des pièces en rotation pour détecter les déformations, fissures, jeux en mouvement.

4. Liste de contrôle pour l'évaluation initiale

Avant de commencer un diagnostic détaillé, effectuez une première inspection visuelle et collectez des informations. Cela aidera à réduire les causes potentielles et à garantir la sécurité.

ObjetObservation/Enregistrement
Conditions d'utilisationEnregistrez la charge actuelle (%), la vitesse (rpm), la température ambiante (°C), la durée de fonctionnement.
Historique des alarmesConsultez le journal des alarmes du système de contrôle des dernières 24 à 48 heures. Y a-t-il eu des avertissements concernant les vibrations, la température, la pression ?
Modifications récentesY a-t-il eu récemment un entretien, une réparation, un remplacement de composant, un changement de charge ou de mode de fonctionnement ? Quand et qu’est-ce qui a été modifié exactement ?
Contrôle visuel (Boîte de vitesses arrêtée)Vérifiez les dommages externes au boîtier, les fixations desserrées et les fuites d'huile. Inspectez le raccordement de l’arbre (accouplement) pour détecter tout dommage ou débris.
Niveau et état de lubrificationVérifiez le niveau d'huile dans le voyant. Enregistrez la couleur du lubrifiant, la présence de bulles, de solides ou d'émulsion.
Température corporelleMesurer la température du carter de boîte de vitesses manuellement (avec précaution) ou avec un pyromètre en différents points. Enregistrez l'écart par rapport à la norme.
Bruit et vibrations (en déplacement)Si cela est sécuritaire, essayez de localiser la source du bruit ou des vibrations avec un stéthoscope mécanique. Notez le changement d’intensité du bruit/vibration lorsque la charge ou la vitesse change.
Règlement de la fondationVérifiez visuellement la fondation et les boulons d'ancrage pour détecter les fissures, les déformations et le desserrage des fixations.
Assemblage d'arbresInspectez l'accouplement d'arbre (accouplement) pour détecter tout signe visuel de dommage, de désalignement ou de jeu excessif.

5. Algorithme de diagnostic systématique

Cet algorithme propose une approche étape par étape pour identifier la cause profonde du bruit et des vibrations anormales dans les boîtes de vitesses. Suivez-le régulièrement.

  1. Évaluation initiale et sécurité :
    1. Assurer la sécurité : Assurez-vous que toutes les précautions décrites dans la section 2 sont suivies.
    2. Effectuer une évaluation initiale : Effectuer des contrôles conformément à la « Liste de contrôle d'évaluation initiale » (Chapitre 4). Enregistrez tous les écarts.
    3. Déterminer la gravité : sur la base des observations initiales, classez le défaut comme critique, majeur ou mineur.
    4. En cas de panne critique : Arrêtez immédiatement l'équipement, verrouillez/étiquetez. Accédez aux diagnostics détaillés à l'état arrêté.
  2. Diagnostic pendant le fonctionnement (si sûr) :
    1. Analyse totale des vibrations :
      1. Utilisez l'analyseur de vibrations (Section 3) pour mesurer les vibrations sur le carter de la boîte de vitesses dans trois directions (verticale, horizontale, axiale) à des points clés (arbre d'entrée, arbre de sortie, ensembles de roulements).
      2. Enregistrez la vitesse de vibration quadratique moyenne (RMS) (mm/s) et l’accélération des vibrations (G).
      3. Comparez avec les normes acceptables : Reportez-vous aux normes ISO 10816 (par exemple ISO 10816-3 pour les machines industrielles) ou aux recommandations du fabricant.
      4. SI le niveau de vibration global DÉPASSE les limites admissibles (par exemple >4,5 mm/s RMS pour la classe III) : Procéder à l'analyse du spectre de fréquence.
      5. SI le niveau de vibration global est NORMAL, mais du bruit est présent : procéder à la localisation du bruit à l'aide d'un stéthoscope.
    2. Analyse du spectre de fréquences de vibration :
      1. Utilisez l'analyseur de vibrations pour obtenir le spectre de fréquences aux points de mesure.
      2. Déterminer les fréquences caractéristiques :
        1. Fréquences de rotation des arbres (1x, 2x, 3x tr/min) : Indiquent généralement un déséquilibre, un désalignement, un desserrage des fixations.
        2. Harmoniques et bandes latérales de la fréquence de maillage des engrenages (GMF) : Indique les défauts des engrenages (usure, piqûres, fissures). GMF = (Nombre de dents) x (Vitesse de rotation de l'arbre).
        3. Fréquences des roulements (BPFI, BPFO, BSF, FTF) : Des fréquences spécifiques calculées en fonction de la géométrie du roulement et de la vitesse de rotation indiquent des défauts de chemin de roulement, de chemin de roulement ou de séparateur.
        4. Fréquences sous-synchrones/semi-synchrones (<0,5x tr/min) : Peut indiquer des problèmes de lubrification ou une instabilité de l'arbre.
      3. Interprétation : Comparez les pics détectés avec les tableaux standards de fréquences caractéristiques du réducteur.
      4. SI a détecté des pics correspondant aux fréquences des engrenages : Procéder au diagnostic des engrenages (paragraphe 3.1).
      5. SI des pics détectés correspondant à des fréquences de roulements : Procéder au diagnostic des roulements (paragraphe 3.2).
      6. SI détecté des pics correspondant aux fréquences de rotation des arbres ou à leurs harmoniques : Aller au diagnostic de désalignement/déséquilibre/affaiblissement (paragraphe 3.3).
    3. Localisation du bruit avec un stéthoscope :
      1. Si la vibration est normale mais que le bruit est présent, utilisez un stéthoscope mécanique ou électronique pour localiser la source du bruit sur le carter de la boîte de vitesses.
      2. Écoutez différents points : arbre d'entrée, arbre de sortie, ensembles roulements, connexions.
      3. SI le bruit est localisé au niveau du bloc roulement : Se rendre au diagnostic des roulements (point 3.2).
      4. SI le bruit semble général ou provient des engrenages : Procéder au diagnostic des engrenages (paragraphe 3.1).
    4. Imagerie thermique/Pyrométrie :
      1. Utilisez une caméra thermique ou un pyromètre pour scanner le carter d'engrenage, les ensembles de roulements et les joints.
      2. SI des températures anormalement élevées sont détectées (>80°C ou nettement au-dessus de la température de base de 20°C) : cela indique un frottement excessif, une lubrification insuffisante, une surcharge ou un défaut de roulement.
      3. Enregistrez la carte de température. Cela peut aider à localiser la source du problème (par exemple, surchauffe d'un roulement).
  3. Diagnostic à l'état arrêté (après blocage/marquage) :
    1. Analyse du lubrifiant :
      1. Prélèvement d'un échantillon de lubrifiant selon DSTU ISO 4405.
      2. Envoyez l'échantillon au laboratoire pour une analyse complète, qui comprend :
      3. Viscosité : Testé pour répondre aux spécifications (ISO VG). Un changement de viscosité peut indiquer une dégradation ou une contamination du lubrifiant.
      4. Teneur en eau (%) : La présence d'eau accélère l'usure, provoque de la corrosion et réduit la capacité portante du lubrifiant. Niveau admissible : <0,05 %.
      5. Nombre de particules métalliques (ppm) : Fer, chrome (usure des engrenages, roulements), cuivre, plomb (usure des séparateurs de roulements, bague).
      6. Indice d'acidité (TAN) : Une augmentation indique une oxydation du lubrifiant.
      7. Analyse ferrographique : Détermination du type et de la taille des particules d'usure (usure normale, usure abrasive, usure par piqûre).
      8. SI l'analyse de l'huile indique une usure importante (forte teneur en particules métalliques, piqûres) : procéder à l'inspection visuelle des engrenages et des roulements.
    2. Diagnostic des engrenages :
      1. Inspection visuelle à l'aide de trappes d'inspection/endoscope : Inspectez les engrenages à la recherche de défauts visibles :
        • Piqûres : Microfissures et piqûres de métal sur la surface des dents.
        • Usures : Diminution de l'épaisseur des dents, traces de fretting.
        • Dents ébréchées/fissures : Signes de surcharge ou de fatigue du matériau.
        • Bavures : Traces de frottements secs ou manque de lubrification.
      2. Mesure du jeu :
        1. Verrouillez une roue. À l'aide de l'indicateur, mesurez le libre mouvement de l'autre roue sur le dessus de la dent.
        2. Comparez le jeu mesuré avec les recommandations du fabricant (par exemple, 0,15-0,30 mm). Un jeu excessif peut provoquer des cognements et des vibrations.
      3. Contrôle de la zone de contact : Appliquez la pâte de marquage sur les dents et faites tourner l'engrenage à la main. Estimez la répartition du point de contact. Un endroit irrégulier indique une incohérence ou une inexactitude de l’installation.
      4. SI des défauts importants ou un jeu excessif sont constatés : identifier la cause.
    3. Diagnostic des roulements :
      1. Inspection visuelle : Retirez les chapeaux de roulement (si possible) et inspectez les surfaces extérieures des roulements à la recherche de signes de surchauffe (décoloration), de fuites de graisse.
      2. Inspection des composants internes (par endoscope ou après démontage) : Rechercher :
        • Pictures/piqûres : Sur les chemins de roulement ou les corps roulants.
        • Corrosion : Traces de rouille dues à la présence d'eau dans le lubrifiant.
        • Usure du séparateur : Déformation ou fissure du séparateur.
        • Décoloration : Taches sombres indiquant une surchauffe.
      3. Contrôle manuel :
        1. Vérifiez l'arbre manuellement. Des irrégularités, des morsures, des grincements sont-ils ressentis ?
        2. Vérifiez le jeu axial et radial avec l'indicateur. Comparez avec les valeurs autorisées par le fabricant.
      4. SI des défauts ou un jeu excessif sont constatés : identifier la cause.
    4. Diagnostic de désalignement, déséquilibre, affaiblissement :
      1. Contrôler l'alignement :
        1. Débrancher l'accouplement. Utilisez une jauge d'alignement laser (telle que l'Easy-Laser XT770) pour vérifier l'alignement de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses avec le moteur et de l'arbre de sortie avec le mécanisme de travail.
        2. Enregistrez les valeurs de déplacement radial et angulaire.
        3. Tolérance : Normalement déplacement radial <0,05 mm, déplacement angulaire <0,01 mm/100 mm.
        4. SI le désalignement dépasse les tolérances : ajuster la position de l'équipement.
      2. Contrôle du balourd :
        1. Cela nécessite un équilibrage dynamique, qui peut être effectué par un entrepreneur ou par un équipement spécialisé.
        2. L'analyse des vibrations IF a indiqué des pics importants à 1x tr/min : possible déséquilibre du rotor du moteur ou de l'accouplement.
      3. Vérifier le desserrage des fixations :
        1. Vérifier avec une clé dynamométrique toutes les fixations de la boîte de vitesses à la fondation, au support moteur, aux chapeaux de palier.
        2. Comparez les couples de serrage avec les spécifications du fabricant.
        3. SI des fixations desserrées sont détectées : serrez-les au couple souhaité.

    6. Matrice "Défaut - Cause"

    Ce tableau vous aidera à faire correspondre rapidement les symptômes observés avec les causes les plus probables et les méthodes de diagnostic.

    SymptômeCauses probables (par probabilité)Test diagnostiqueRésultat attendu lors de la confirmation de la cause
    Bruit d'engrenage
    • Usure des engrenages/piqûres
    • Jeu incorrect
    • Incohérence des engrenages
    • Lubrifiant insuffisant ou dégradé
    • Surcharge de la boîte de vitesses
    • Analyse du spectre de fréquence de vibration (GMF et bandes latérales)
    • Inspection visuelle des engrenages (endoscope)
    • Mesure du jeu
    • Analyse des lubrifiants
    • Crêtes élevées sur GMF et ses harmoniques
    • Défauts visibles (piqûres, usures) sur les dents
    • Jeu en dehors des valeurs admissibles (>0,3 mm ou <0,1 mm)
    • Teneur élevée en particules métalliques (Fe, Cr) dans le lubrifiant
    Frapper, cliquer
    • Jeu excessif des engrenages et des roulements
    • Desserrage des fixations de la boîte de vitesses/fondation
    • Dommages aux éléments d'embrayage
    • Une fissure dans la roue dentée
    • Mesure du jeu des roulements/engrenages
    • Contrôle dynamométrique des fixations
    • Inspection visuelle de l'embrayage
    • Analyse d'impact sur le spectre vibratoire
    • Jeu excessif (radial/axial >0,15 mm)
    • Boulons de fixation desserrés
    • Éléments en caoutchouc/plastique endommagés de l'embrayage
    • Pics élevés de vibrations d'impact
    Pleurnicher, couiner
    • Usure initiale des roulements
    • Lubrification insuffisante dans les roulements
    • Surcharge de la boîte de vitesses
    • Mauvais serrage des roulements
    • Contrôle par imagerie thermique des ensembles de roulements
    • Analyse du spectre des fréquences de vibration (composantes hautes fréquences, fréquences des roulements)
    • Diagnostic acoustique avec un stéthoscope
    • Surchauffe locale des roulements (>80°C)
    • Augmenter la fréquence des relèvements sur le spectre
    • Un son aigu et strident provenant de l'ensemble de roulements
    Bruit bourdonnant et constant
    • Désalignement des arbres
    • Déséquilibre des pièces tournantes (moteur, embrayage)
    • Dysfonctionnements électriques du moteur
    • Vérification de l'alignement du laser
    • Analyse du spectre de fréquence des vibrations (pics à 1x, 2x tr/min)
    • Diagnostic électrique du moteur (en cas de suspicion)
    • Déplacement radial/angulaire important des arbres
    • Pics élevés à la fréquence de rotation et ses harmoniques
    • Fréquences électriques caractéristiques dans le spectre vibratoire
    Augmentation générale des vibrations
    • Inadéquation réducteur-moteur/réducteur-charge
    • Affaiblissement de la fixation de la boîte de vitesses à la fondation
    • Déséquilibre (si la boîte de vitesses comporte des éléments tournant à grande vitesse)
    • Usure des roulements ou des engrenages (à un stade avancé)
    • Vérification de l'alignement du laser
    • Contrôle dynamométrique des fixations
    • Analyse du spectre de fréquence des vibrations
    • Inspection visuelle pour les connexions desserrées
    • Incohérence dépassant les tolérances
    • Boulons d'ancrage desserrés
    • Augmenter le niveau général de vibration avec une large gamme de fréquences
    Vibration à haute température
    • Lubrifiant insuffisant ou dégradé
    • Surcharge de la boîte de vitesses
    • Usure des roulements
    • Mauvais engagement des vitesses
    • Contrôle de vision thermique/Pyrométrie
    • Analyse des lubrifiants
    • Présentation des composants internes
    • Points chauds localisés (>90°C)
    • Diminution de la viscosité, indice d'acidité élevé du lubrifiant
    • Défauts d'usure visibles sur les roulements/engrenages

    7. Analyse des causes profondes des dysfonctionnements

    Comprendre pourquoi les dysfonctionnements se produisent est essentiel pour un dépannage et une prévention efficaces.

    7.1. Usure des engrenages (piqûres, usure abrasive, fretting)

    • Pourquoi cela se produit :
      1. Piquages : Fatigue de la surface métallique due à des charges répétées. Des microfissures se forment sous la surface, puis s'étendent, entraînant la rupture de morceaux de métal. Accélère sous des charges élevées, une dureté de surface insuffisante et une mauvaise qualité de lubrifiant.
      2. Usure abrasive : Pénétration de particules solides (saletés, poussières, produits d'usure) dans le lubrifiant. Ces particules se coincent entre les dents, provoquant des rayures et une usure des surfaces de travail.
      3. Fretting : Destruction de la surface qui se produit avec de petites oscillations relatives des pièces sous charge. Souvent associé à un jeu insuffisant, à des vibrations ou à une mauvaise lubrification.
    • Comment confirmer : Inspection visuelle des engrenages à l'aide d'un endoscope ou après démontage. Analyse du lubrifiant pour la teneur en particules métalliques et ferrographie pour déterminer le type de particules d'usure. L'analyse des vibrations montrera les pics au GMF et leurs harmoniques, souvent avec des bandes latérales.
    • Dommages potentiels s'ils ne sont pas traités : L'usure progressive entraînera des changements dans la géométrie des dents, un jeu accru, une augmentation du bruit et des vibrations, ce qui peut finalement conduire à l'écaillage des dents et à une défaillance catastrophique des engrenages.

    7.2. Désalignement des arbres

    • Pourquoi cela se produit :
      1. Installation imprécise de la boîte de vitesses et du moteur/charge.
      2. Déformation de la base ou de la fondation au fil du temps.
      3. Tensions dans les canalisations ou les mécanismes connectés.
      4. Expansion thermique des composants pendant le fonctionnement.
    • Comment confirmer : Mesure laser de l'alignement entre les arbres du moteur et de la boîte de vitesses, ainsi que de la boîte de vitesses et de la machine de travail. L'analyse des vibrations montrera des pics dominants à des vitesses d'arbre 1x et 2x dans les directions radiale et axiale.
    • Dommages potentiels s'ils ne sont pas traités : Contraintes excessives sur les roulements et les joints, entraînant une usure accélérée, une surchauffe et une défaillance prématurée. Cela peut également entraîner une usure accrue de l’embrayage.

    7.3. Usure ou dommage des roulements

    • Pourquoi cela se produit :
      1. Lubrifiant insuffisant ou contaminé : Type de lubrifiant incorrect, niveau insuffisant, oxydation excessive ou contamination par des particules/eau.
      2. Surcharge : Fonctionnement d'un roulement au-delà de sa capacité de charge nominale.
      3. Mauvaise installation : Dommages lors de l'installation (chocs, mauvais chauffage), mauvais serrage.
      4. Incohérence : charges supplémentaires dues à l'incohérence.
      5. Corrosion : Due à la pénétration de l'humidité.
    • Comment confirmer : Analyse vibratoire (fréquences caractéristiques des roulements : BPFI, BPFO, BSF, FTF), inspection thermique (surchauffe locale), analyse des lubrifiants (teneur en métal, ferrographie), contrôle manuel du jeu des roulements. Contrôle visuel après démontage.
    • Dommages potentiels s'ils ne sont pas traités : L'usure progressive des chemins de roulement et des chemins de roulement entraînera un jeu accru, une surchauffe, une augmentation des vibrations et éventuellement un grippage ou une défaillance des roulements, ce qui peut causer des dommages importants à l'arbre et aux engrenages.

    7.4. Lubrifiant insuffisant ou dégradé

    • Pourquoi cela se produit :
      1. Intervalle de remplacement incorrect : Le lubrifiant n'est pas remplacé à temps, ce qui entraîne son oxydation et sa perte de propriétés.
      2. Mauvais type de lubrifiant : Utilisation d'un lubrifiant avec une viscosité ou des additifs incorrects.
      3. Contamination : Pénétration d'eau, de poussière, produits d'usure par joints ou ventilation endommagés.
      4. Niveau de lubrification insuffisant : Fuites ou remplissage insuffisant.
    • Comment confirmer : Analyse du lubrifiant (viscosité, TAN, teneur en eau, ferrographie). Contrôle visuel du niveau et de la couleur du lubrifiant. Contrôle par imagerie thermique (augmentation de la température due à une friction accrue).
    • Dommages potentiels s'ils ne sont pas traités : La perte des propriétés protectrices du lubrifiant entraîne une usure accélérée des engrenages, des roulements et des joints en raison d'une friction accrue, d'une surchauffe et d'une corrosion. C’est l’une des causes les plus courantes de panne de boîte de vitesses.

    7.5. Desserrage des fixations

    • Pourquoi cela se produit :
      1. Couple de serrage incorrect lors de l'installation.
      2. Vibrations pendant le fonctionnement, ce qui entraîne un auto-dévissage.
      3. Cycles thermiques.
      4. Déformation des fondations.
    • Comment confirmer : Inspection visuelle et contrôle dynamométrique de tous les boulons de fixation de la boîte de vitesses à l'embase, chapeaux de palier. L'analyse des vibrations peut montrer des amplitudes accrues à 1x, 2x, 3x tr/min.
    • Dommages potentiels s'ils ne sont pas traités : Augmentation des vibrations de l'ensemble de l'unité, contraintes supplémentaires sur les composants, pouvant entraîner la destruction de la fondation, du carter de la boîte de vitesses, une défaillance des accouplements et une usure accélérée des composants internes.

    8. Procédures de dépannage étape par étape

    Les procédures suivantes sont générales. Référez-vous toujours aux manuels du fabricant de l'équipement pour connaître les valeurs et les étapes spécifiques.

    8.1. Dépannage des problèmes liés aux engrenages

    1. Sécurité : Arrêtez l'équipement, effectuez un LOTO (verrouillage/étiquetage) conformément à la norme DSTU EN 1037.
    2. Vidange de la graisse : Vidangez l'ancienne graisse dans un récipient propre pour élimination ou analyse plus approfondie.
    3. Accès : retirez les couvercles ou les sections du carter d'engrenage pour permettre l'accès aux engrenages. Utilisez un engin de levage si nécessaire.
    4. Inspection détaillée : Inspectez soigneusement tous les engrenages pour déceler des piqûres, des éclats, des fissures, une usure excessive et des bavures. Documentez tous les dommages.
    5. Mesure du jeu (Backlash) :
      1. Réglez un indicateur de type horloge perpendiculairement au haut de la dent.
      2. Verrouillez une roue. Faites pivoter soigneusement la roue adjacente d'avant en arrière, en enregistrant la course libre maximale.
      3. Comparez avec les valeurs admissibles du fabricant (généralement 0,15-0,30 mm).
    6. Réparation/remplacement :
      1. Piqûres/usure mineures : Meulage ou polissage possible (dépend du type d'engrenage et de ses capacités). Consultez le fabricant.
      2. Piqûres/éclats/fissures importants : Les engrenages endommagés DOIVENT être remplacés. Commandez des pièces de rechange UNITEC d'origine catégorie "Z" via https://www.unitecd.com/e-catalog/.
    7. Réglage du jeu : Lors du remplacement ou après une réparation majeure, établissez le jeu correct en utilisant des rondelles de réglage ou en déplaçant les ensembles de roulements conformément aux instructions du fabricant.
    8. Nettoyage : Nettoyez soigneusement les cavités internes de la boîte de vitesses des particules métalliques et de la saleté.
    9. Montage : Assemblez la boîte de vitesses en suivant les couples de serrage (par exemple 80-120 Nm pour les boulons du couvercle) et la séquence spécifiée dans le manuel du fabricant.
    10. Rapport de graisse : Remplir avec de la graisse fraîche recommandée par le fabricant (ISO VG 220-460 pour la plupart des boîtes de vitesses industrielles) jusqu'au niveau correct.
    11. Vérification : Faire tourner la boîte de vitesses à vide, puis progressivement sous charge. Réaliser des analyses vibratoires, des images thermiques et des écoutes avec un stéthoscope. Assurez-vous qu'il n'y a pas de bruits et de vibrations anormaux.

    8.2. Dépannage des problèmes liés aux roulements

    1. Sécurité : Arrêtez l'équipement, effectuez le LOTO.
    2. Vidange de la graisse : Vidangez la graisse.
    3. Accès et retrait :
      1. Déconnectez les raccords et tous les composants connectés.
      2. Retirez les chapeaux de palier, les joints.
      3. Utilisez des extracteurs spéciaux (par exemple SKF TMMD 100) pour retirer en toute sécurité les roulements des arbres ou des boîtiers. Évitez les chocs qui pourraient endommager l'arbre ou les roulements neufs.
    4. Inspection détaillée : Inspectez soigneusement les roulements de démontage pour détecter les piqûres, l'usure, la corrosion et la décoloration. Inspectez les sièges sur les arbres et dans les boîtiers pour détecter toute déformation, fissure ou marque de glissement.
    5. Remplacement :
      1. Remplacez toujours les roulements par PAIRES (s'ils fonctionnent par paires) ou tous les roulements d'un arbre.
      2. Utilisez des roulements UNITEC d'origine de catégorie "B".
      3. Montage :
        1. Nettoyer et graisser légèrement les sièges.
        2. Utilisez un chauffage par induction (par exemple SKF TIH 100M) pour chauffer le roulement à 80-110°C (ne jamais dépasser 120°C !) afin de faciliter l'installation sur l'arbre.
        3. Pour l'installation dans le boîtier, utilisez une presse ou des outils d'installation appropriés. Assurez-vous que la force est appliquée uniquement à l’extrémité de l’anneau qui est tendue.
        4. Vérifiez la distorsion.
    6. Installation des joints : Remplacez tous les joints d'arbre et de couvercle.
    7. Assemblage et serrage : Assemblez les ensembles de roulements aux couples de serrage des boulons à capuchon (par exemple 50-70 Nm).
    8. Remplir de graisse : Remplir de graisse fraîche.
    9. Vérification : Effectuer les vérifications comme spécifié dans la Clause 8.1, Clause 11.

    8.3. Correction de l'ignorance

    1. Sécurité : Arrêtez l'équipement, effectuez le LOTO.
    2. Déconnexion des accouplements : Débranchez tous les accouplements.
    3. Contrôle préliminaire :
      1. Vérifier la propreté des surfaces d'atterrissage du moteur et des jambes du réducteur.
      2. Assurez-vous qu'il n'y a pas de « pieds mous » (fixation instable d'un des pieds à la base). Mesurez les écarts sous les jambes avec des palpeurs. Si l'écart est >0,05 mm, ajoutez des cales d'étalonnage.
    4. Mesure laser :
      1. Installez le système de nivellement laser (par exemple Easy-Laser XT770) conformément aux instructions du fabricant.
      2. Mesurez le désalignement initial (vertical et horizontal).
    5. Réglage :
      1. Réglage vertical : Ajoutez ou retirez des cales sous les pieds de l'unité mobile (généralement le moteur) pour obtenir la hauteur requise.
      2. Réglage horizontal : Déplacez l'unité mobile vers la gauche/droite sur sa base.
    6. Vérifiez et remesurez : Après chaque réglage, serrez les boulons de fixation (par exemple 100 Nm) et mesurez à nouveau le désalignement jusqu'à ce qu'il soit dans les tolérances (désalignement radial <0,05 mm, désalignement angulaire <0,01 mm/100 mm).
    7. Assemblage des accouplements : Connectez les accouplements en vous assurant que leurs éléments sont en bon état.
    8. Vérification : Effectuez une analyse vibratoire. Une diminution des amplitudes à 1x et 2x la fréquence de rotation confirmera un ajustement réussi.

    9. Précautions

    Une maintenance régulière et proactive est le meilleur moyen d’éviter les pannes inattendues et de prolonger la durée de vie des boîtes de vitesses.

    La cause profondeStratégie de préventionMéthode de surveillanceIntervalle recommandé
    Usure des équipements
    • Utilisation d'un lubrifiant de haute qualité et de viscosité appropriée (ISO VG).
    • Analyse régulière du lubrifiant.
    • Prévention de la surcharge des engrenages.
    • Installation correcte et réglage du jeu.
    • Analyse des lubrifiants (ferrographie, teneur en métaux)
    • Surveillance vibratoire (analyse spectrale GMF)
    • Inspection visuelle par trappes d'inspection (endoscope)
    • Analyse du lubrifiant : annuellement ou toutes les 2 000 heures (selon les conditions)
    • Surveillance des vibrations : trimestrielle ou toutes les 1 000 heures
    • Inspection visuelle : Tous les 2-3 ans lors de réparations majeures
    Désalignement des arbres
    • Alignement précis du laser pendant l'installation et après la réparation.
    • Inspection régulière de la fondation et des fixations.
    • Élimination des « pattes molles ».
    • Surveillance des vibrations (pics à 1x, 2x tr/min dans les directions axiales/radiales)
    • Contrôle de l'alignement prévu (alignement laser)
    • Surveillance des vibrations : trimestrielle
    • Vérification de l'alignement : tous les 3 à 5 ans ou après toute réparation de fondation/support
    Usure ou endommagement des roulements
    • Utilisation de roulements de qualité (par exemple FAG, SKF, TIMKEN)
    • Installation correcte (sans chocs, par chauffage)
    • Lubrification et intervalles de lubrification optimaux.
    • Prévention de la contamination par la graisse (labels de qualité).
    • Surveillance des vibrations (fréquences caractéristiques des roulements)
    • Contrôle de l'imagerie thermique
    • Analyse des lubrifiants (teneur en métal)
    • Diagnostic acoustique
    • Surveillance des vibrations : trimestrielle
    • Contrôle par imagerie thermique : mensuel ou trimestriel
    • Analyse du lubrifiant : annuellement
    Insuffisance ou dégradation du lubrifiant
    • Respect des intervalles de vidange conformément aux recommandations du constructeur (ISO 4405, ISO 4406).
    • Utilisation de graisse avec une viscosité et des additifs appropriés.
    • Surveillance régulière du niveau d'huile.
    • Assurer l’intégrité des scellés.
    • Analyse des lubrifiants (viscosité, teneur en eau, TAN, ferrographie)
    • Contrôle visuel du niveau et de l'état du lubrifiant
    • Contrôle de l'imagerie thermique
    • Analyse de lubrification : annuellement ou toutes les 2 000 heures
    • Contrôle visuel : Hebdomadaire/mensuel
    • Remplacement du lubrifiant : tous les 1 à 3 ans (selon le type de lubrifiant et les conditions de fonctionnement)
    Attaches desserrées
    • Utiliser des couples de serrage appropriés lors de l'installation.
    • Utilisation de contre-écrous ou de dispositifs de retenue de filetage (si fournis).
    • Contrôle régulier du serrage des boulons.
    • Inspection visuelle
    • Contrôle dynamométrique
    • Surveillance des vibrations (changements du niveau global, pics à 1x, 2x tr/min)
    • Inspection visuelle : mensuelle
    • Contrôle dynamométrique : Annuellement ou lors d'une maintenance programmée

    10. Pièces de rechange et composants

    Il est important d’avoir accès à des pièces détachées de qualité pour un dépannage rapide et efficace. UNITEC-D GmbH est un fournisseur fiable de composants originaux et analogiques pour les réducteurs industriels.

    Description de la pièceSpécification/ExempleQuand remplacerCatégorie UNITEC
    Roulements (billes/rouleaux)SKF 22222 EK, FAG 23130 CC/W33Lorsque de l'usure, des piqûres, du bruit, une surchauffe sont détectés, après avoir atteint la durée de vie estimée (L10)Catégorie "B" (Roulements)
    Roues dentéesMatériau 18KHGT, dureté 58-62 HRCAvec piqûres importantes, éclats, fissures, usure excessive des dentsCatégorie "Z" (Engrenages)
    Arbres (entrée/sortie)Acier 40X, précision H7En cas de fissures, de courbures, d'usure excessive des sièges sous roulements/jointsCatégorie "V" (Arbres)
    Etanchéité des arbres (manchettes)NBR, FKM (Viton) pour températures élevéesLors de la détection de fuites de lubrifiant, de durcissements, de fissures, d'usureCatégorie "U" (Joints)
    Accouplements et leurs élémentsDouilles, disques, bagues dentées en caoutchoucLorsqu'il est fissuré, déformé, excessivement usé ou endommagéCatégorie "M" (Accouplements)
    Lubrifiant pour boîtes de vitessesISO VG 220, 320, 460 (par exemple Mobilgear 600 XP)Selon le planning de remplacement ou selon les résultats de l'analyse du lubrifiantCatégorie "L" (Lubrifiants)
    Filtres à huileLe degré de filtration est de 10 à 25 micronsSelon le planning de remplacement ou en cas de pollution accrueCatégorie "F" (Filtres)

    Pour commander des pièces de rechange de qualité répondant aux normes les plus élevées, reportez-vous au catalogue électronique UNITEC-D à l'adresse : https://www.unitecd.com/e-catalog/. Nous garantissons le respect des normes de qualité européennes et une livraison rapide.

    11. Liens

    • DSTU ISO 10816-3:2006 (ISO 10816-3:1998, IDT) Vibrations mécaniques. Évaluation des vibrations des machines à partir des résultats de mesures sur des pièces non rotatives. Partie 3. Machines industrielles d'une puissance nominale supérieure à 15 kW et de vitesses nominales de 120 tr/min à 15 000 tr/min lors de mesures in situ.
    • DSTU EN 1037:2003 (EN 1037:1995, IDT) Sécurité des machines. Prévention des démarrages inattendus.
    • DSTU ISO 4405:2005 (ISO 4405:1991, IDT) Actionneurs hydrauliques et pneumatiques volumétriques. liquides Détermination du degré de contamination en poids.
    • ISO 4406:2017 Transmissions hydrauliques — Fluides — Méthode de codage du niveau de contamination par des particules solides.
    • Manuels d'exploitation et de maintenance des fabricants d'équipements (Manuels OEM).
    • Directives internes d'UNITEC pour la maintenance et la réparation des équipements industriels.

Related Articles