Introduction : un symptôme d'un défaut
Les installations de fabrication utilisant des entraînements par chaîne rencontrent souvent des problèmes liés à l'usure des maillons par fatigue et au jeu accru des engrenages. Cela entraîne une diminution de l'efficacité des entraînements, une augmentation des coûts énergétiques et une augmentation du risque d'accident. Cet article examine un cas d'usure par fatigue sur une transmission par chaîne SKF FRB 12/180 utilisée dans une usine de production en Ukraine.
Présentation des composants : fonction, emplacement et conditions de fonctionnement
La transmission par chaîne SKF FRB 12/180 est conçue pour transmettre le couple entre deux arbres. Il est utilisé dans les installations minières, la production métallurgique et les entrepôts. Le variateur fonctionne à température ambiante de -20°C à +60°C, pression système et vibrations de 0,5 à 2,5 bar.
Conçu pour fonctionner à des vitesses allant jusqu'à 10 m/s, ce composant assure une transmission de puissance efficace à des charges allant jusqu'à 25 kW. Son diamètre extérieur de roue est de 180 mm et son diamètre intérieur de 12 mm.
Signes d'un défaut : ce que voit le technicien
Le technicien a constaté les symptômes suivants : une augmentation de l'écart entre les maillons et les engrenages, une usure par fatigue des dents, un rougissement des surfaces et une augmentation du niveau de vibration. La température dans le système a atteint 65°C, ce qui dépasse la température admissible de 60°C (DSTU 2455-94).
Les mesures de vibrations à l'aide d'un vibromètre ont montré un niveau de 4,2 mm/s, ce qui dépasse la limite autorisée de 3,5 mm/s (ISO 10816-3 : 1995). L'écart entre les maillons et les engrenages était de 0,3 mm, ce qui dépasse la valeur autorisée de 0,15 mm (EN 13154 : 2013).
Recherche sur les causes du défaut : une analyse systématique
La méthode des 5 Pourquoi et le diagramme de cause à effet ont été utilisés pour déterminer les causes du défaut. Les principaux points ont été déterminés comme suit :
- L'augmentation du jeu est causée par l'usure par fatigue des maillons et des engrenages.
- Usure par fatigue : causée par une charge élevée et un refroidissement insuffisant.
- L'augmentation de la température est causée par une augmentation de la friction et de la perte d'énergie.
- Niveau de vibration accru - causé par l'usure par fatigue et un jeu accru.
Les facteurs identifiés indiquent une usure par fatigue survenue en raison d'une charge élevée et d'un fonctionnement inapproprié.
Causes identifiées du handicap : évaluation et données factuelles à l’appui
Les causes du défaut sont classées par probabilité :
- Usure par fatigue – Probabilité de 75 %, base de preuves à l'appui : mesures de vibrations, jeu accru.
- Sous-refroidissement – 20 % de chance, données probantes à l'appui : température élevée.
- Fonctionnement incorrect – Probabilité de 5 %, base de preuves à l'appui : installation incorrecte.
Un réseau de mesures : solutions rapides et prévention à long terme
Actions rapides :
- Remplacement des maillons et engrenages usés par des neufs selon DSUT 2455-94.
- Vérification de l'écart entre les maillons et les engrenages à l'aide d'un micromètre.
- Refroidissement du système par ventilation.
Prévention à long terme :
- Mesure régulière des vibrations et de la température.
- Présentation de l'installation de l'actionneur selon EN 13154 : 2013.
- Utilisation de composants répondant aux normes CE, UkrSEPRO.
Liste de contrôle de diagnostic rapide : pour les techniciens sur un appareil mobile
Utilisez cette liste de contrôle pour identifier rapidement les défauts :
- Vérifiez la température du système. Elle ne doit pas dépasser 60°C (DSTU 2455-94).
- Mesurez le niveau de vibration. Elle ne doit pas dépasser 3,5 mm/s (ISO 10816-3 : 1995).
- Vérifiez l'écart entre les maillons et les engrenages. Il ne doit pas dépasser 0,15 mm (EN 13154 : 2013).
- Remplacez les maillons et les engrenages usés s'ils sont hors tolérance.
- Vérifiez l'installation de l'actionneur selon EN 13154 : 2013.
- Utilisez un micromètre pour mesurer le jeu.
- Utilisez un vibromètre pour détecter les niveaux inhabituels.
- Utilisez un thermomètre pour mesurer la température.
- Prévoir une ventilation du système pour le refroidissement.
- Utilisez des composants conformes aux normes CE, UkrSEPRO.
- Conservez la documentation des mesures et de la récupération.
- Effectuez des inspections régulières du variateur.
Stratégie de prévention : intervalles de maintenance, surveillance de l'état et améliorations de la conception
Pour éviter l'apparition de défauts, il est recommandé :
- Vérifiez le lecteur toutes les 5 000 heures de fonctionnement.
- Utilisez un système de surveillance des vibrations et de la température.
- Utilisez des composants conformes aux normes CE, UkrSEPRO.
- Améliorez la conception de l’entraînement pour réduire l’usure par fatigue.
- Appliquer un refroidissement et une ventilation.
Une inspection régulière et l’utilisation de composants répondant aux normes contribueront à augmenter la durabilité et l’efficacité du variateur.
Conclusion : reportez-vous au catalogue électronique UNITEC-D
L'usure par fatigue de la transmission par chaîne et des pignons peut entraîner des coûts d'énergie et de réparation importants. L'utilisation de composants conformes aux normes CE, UkrSEPRO et l'inspection régulière du variateur sont les principaux moyens de prévention. Reportez-vous au catalogue électronique UNITEC-D pour le remplacement des composants usés et les recommandations de prévention.
Liste des normes utilisées
Les normes suivantes ont été utilisées pour déterminer les causes des défauts :
- DSTU 2455-94 : Températures admissibles et exigences opérationnelles.
- ISO 10816-3 :1995 : Exigences relatives à la mesure des vibrations.
- EN 13154 :2013 : Conditions requises pour l'installation et le fonctionnement des entraînements par chaîne.
- CE, UkrSEPRO : Certification des composants.
Conclusion
L'apparition d'usure par fatigue de la transmission par chaîne et des pignons nécessite une analyse systématique, l'utilisation d'outils de mesure et une inspection régulière des composants. L'utilisation de composants conformes aux normes CE, UkrSEPRO et la prise des mesures préventives recommandées contribueront à augmenter la durabilité et l'efficacité du variateur.
