1. Introduction : Symptômes d'échec
Une défaillance typique d'une clavette, en particulier du composant Bosch 0820024998, commence souvent par une augmentation à peine perceptible du niveau de vibration lorsque l'arbre de transmission fonctionne. Le personnel technique observe un jeu dans la connexion, qui s'accompagne d'un choc métallique spécifique lors du changement du sens de rotation ou lors du démarrage/arrêt de l'équipement. Si elle n’est pas diagnostiquée à temps, l’usure évolue jusqu’à une défaillance catastrophique de la clé ou un endommagement de la rainure de l’arbre, entraînant un arrêt de la ligne de production.
2. Présentation du composant
Bosch 0820024998 est un élément de transmission de couple standardisé (clé) conforme aux normes DIN 6885 ou ISO 773.. Sa fonction est d'assurer une liaison fixe entre l'arbre et le moyeu (poulie, engrenage), transmettant axial et couple. Les conditions de fonctionnement de ce composant sont caractérisées par des charges cycliques élevées, des vibrations et la nécessité d'un ajustement dimensionnel exact pour minimiser le jeu.
3. Preuve du refus
Lors du démontage de l'appareil, les signes suivants ont été constatés :
- Corrosion de contact : Présence de petites particules métalliques et de traces d'oxydation sur les faces de la clé.
- Déformations de cisaillement : Déformations plastiques microscopiques des bords de la clé, qui indiquent que la limite d'élasticité du matériau a été dépassée.
- Analyse des vibrations : Des pics de vibrations ont été détectés à la fréquence de rotation de l'arbre dépassant la limite de 7,1 mm/s selon ISO 10816-3.
- Mesures : L'écart dans la connexion dépasse les 0,05 mm autorisés pour l'ajustement par tension.
4. Enquête sur les causes profondes
La méthode du diagramme d'Ishikawa (diagramme en arête de poisson) a été utilisée pour l'analyse du système :
| Catégorie | Facteurs |
|---|---|
| Méthode | Couple de serrage incorrect des boulons de moyeu ; en ignorant les procédures d'installation. |
| Équipement | Dureté insuffisante de l'arbre ; usure de la rainure (canal de clé). |
| Matériel | Incohérence entre la dureté de la clé et celle de l'arbre (la clé doit être plus douce, mais pas trop). |
| Mesures | Erreurs dans le contrôle des tolérances au stade de la production ou de la réparation. |
L'analyse des 5 pourquoi indique une rupture par fatigue cyclique due à la concentration des contraintes dans les coins de la rainure.
5. Causes profondes identifiées (liste classée)
- Inadéquation (50 %) : Un jeu excessif dans l'articulation entraîne des charges de choc lors du changement de direction du couple.
- Surcharges cycliques (30 %) : Le fonctionnement de l'équipement au-delà des limites des charges de conception entraîne l'épuisement de la ressource de résistance à la fatigue du matériau.
- Concentration de contraintes (20 %) : Des rayons d'arrondi insuffisants dans la rainure de l'arbre créent des cellules propices à l'apparition de fissures.
6. Actions correctives
Immédiat :
- Remplacement de la clé Bosch 0820024998 par une neuve selon les conditions techniques.
- Réalisation d'un contrôle capillaire (Dye Ressuage) de la rainure de l'arbre pour détecter les fissures cachées.
Long terme :
- Transition vers l'utilisation de clés à résistance accrue et à meulage de précision.
- Mise en œuvre des tolérances selon ISO 286 (ajustement arbre et trou).
- Installation de limiteurs de moment pour se protéger contre les charges de pointe.
7. Liste de contrôle de diagnostic (pour les techniciens)
- [ ] Vérifiez le jeu dans la connexion (visuellement et mécaniquement).
- [ ] Mesurer la largeur de la rainure de l'arbre et du moyeu (en micromètre).
- [ ] Effectuer un contrôle capillaire des fissures (ISO 3452-1).
- [ ] Vérifier le faux-rond de l'arbre à l'aide d'un indicateur de type montre.
- [ ] Analyser le spectre vibratoire (faire attention aux fréquences multiples de tours).
- [ ] Nettoyer les surfaces des produits de corrosion par contact.
- [ ] Vérifiez la dureté du matériau de la clé (HRC).
- [ ] Vérifier le respect des moments de serrage des éléments de fixation.
- [ ] Inspectez visuellement les coins de la rainure pour détecter la présence de copeaux.
- [ ] Documentez la disponibilité du nœud (MTBF).
8. Stratégie de prévention
Il est recommandé de mettre en œuvre un planning de travaux planifiés et préventifs (PPR) avec un intervalle de 3000 heures de travail. La surveillance de l'état doit inclure un contrôle périodique des vibrations et un contrôle de la température des nœuds (seuil de 85 °C). La mise à jour de la conception en utilisant des assemblages de verrouillage au lieu des clés classiques peut éliminer complètement le problème des nœuds très chargés.
9. Résumé
Des diagnostics opportuns et le respect des tolérances lors de l'installation sont essentiels pour garantir un fonctionnement fiable des joints à clavette. Pour acheter des composants certifiés et recevoir des conseils techniques, visitez le Catalogue électronique UNITEC-D.
10. Liens
- ISO 773 : 1986. Clés rectangulaires et leurs rainures correspondantes.
- ISO 10816-3. Vibrations mécaniques — Évaluation des vibrations de la machine par des mesures sur des pièces non rotatives.
- DSTU 2406-94. Les broches sont prismatiques.
- Manuels techniques Bosch Rexroth. Directives de maintenance et d'installation pour les composants linéaires et rotatifs.
