Conseil précédent du mois

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Consultez les anciens conseils tirés du bulletin mensuel qui contient de courts articles techniques rédigés par les spécialistes de la fiabilité SKF.
Janvier 2016 : Conception d'un montage de roulements
Conception d'un montage de roulements

Saviez-vous qu'il est possible d'obtenir une durée de service infinie des roulements à éléments roulants ? 


Possible, mais uniquement grâce à une parfaite conception du montage de roulements. Les chiffres indiqués dans les catalogues de roulements ne représentent qu'une partie de la réalité. Pour maximiser la durée de service dans les applications réelles, il faut disposer de connaissances clés sur les roulements et les conditions dans lesquelles ils fonctionnent. SKF propose des formations qui vous aideront à identifier les paramètres de conception critiques pour votre application, et ainsi à choisir le type de roulements, les dimensions et la lubrification qui permettront de maximiser la durée de service des roulements à éléments roulants. 


Toutefois, les conditions peuvent changer une fois votre application en service. Les roulements à éléments roulants sont arrangés en montages en fonction des connaissances sur les conditions de fonctionnement qui étaient disponibles avant la finalisation de la conception. 


Mais lorsque la tâche des machines change sur le terrain, il faut se pencher à nouveau sur la conception afin de vérifier que les roulements sont en mesure de supporter tous les changements susceptibles de se produire. Par exemple : une pratique courante sur le terrain est d'utiliser un moteur électrique en position verticale plutôt qu'horizontale, ce qui peut être un moyen créatif de résoudre un problème d'espace. Il peut être possible de simplement remplacer le ou les roulements par un autre type pour gérer la nouvelle charge axiale due à l'arbre vertical tout en conservant les mêmes dimensions d'enveloppe. Cependant, d'autres facteurs, par exemple les charges minimales, doivent également être pris en compte. SKF propose des formations et des outils pour résoudre ces problèmes et d'autres afin de maximiser la durée de service des roulements.

Février 2016 : Retourner le palier
Fév. 2016_Conseil du mois

Problème :

Les paliers complets se fissurent ou les roulements ne durent pas aussi longtemps qu'ils le devraient, alors vous lancez une analyse des causes profondes pour déterminer la raison de ces défaillances. Vous constatez que les roulements et paliers présentent la taille et le type appropriés, et que tout semble bien fonctionner avec les produits utilisés. Il est maintenant temps d'examiner les procédures d'assemblage et de montage. Vous remarquez d'abord que les applications subissant des problèmes de défaillance prématurée utilisent toutes un dispositif de calage sous la base pour assurer la bonne hauteur d'axe de la base sur l'arbre. Pourrait-il y avoir un lien ?

Solution : 

Retournez à présent le palier et observez la surface de support usinée au fond du palier. Si la surface usinée va jusqu'au fond, vous devez caler toute la section, pas seulement sous les pieds d'ancrage.
Les cales standard sont conçues pour faciliter l'utilisation et sont prédécoupées avec une encoche pour le boulon et une poignée à utiliser lors de l'insertion du dispositif de calage, comme indiqué ci-dessous.
Ces cales conviennent à la plupart des paliers à semelle des roulements à billes, car ils comportent une décharge située sous le roulement pour éviter la concentration de contraintes dans la fonte et entrent en contact avec le socle uniquement au niveau des deux pieds du palier. Mais les paliers de roulement à rouleaux sont souvent usinés sur toute la longueur jusqu'au fond en raison des charges plus lourdes qu'ils doivent généralement supporter. La capacité de charge plus importante des roulements à rouleaux nécessite le support complet de la base du palier. En conséquence, la base est entièrement usinée et doit être supportée sur toute sa longueur à l'aide de cales de pleine dimension ou de plaques d'écartement au sol.
Si une base telle que celle illustrée à droite est uniquement supportée sous les pieds d'ancrage avec cales prédécoupées, une contrainte excessive sera présente à la position 6 heures sur le roulement et sur le palier. Au fil du temps, le palier réagira en se fissurant le long de la base, généralement de façon perpendiculaire à la ligne de boulonnage. Mais cette condition peut affecter immédiatement le roulement. Le jeu radial interne du roulement peut se réduire, entraînant un échauffement du roulement. Le roulement peut également se retrouver avec deux zones de charge, l'une en bas comme il se doit, et une autre en haut, là où le roulement doit fonctionner sans charge. Ces trois conditions peuvent nuire à l'efficacité du lubrifiant et réduire la durée de service du roulement, même si vous disposez du lubrifiant adéquat.
Faites attention à la surface extérieure du roulement. La tolérance de planéité acceptable est de 0,002" par pied et une tolérance de 0,001" est recommandée. Les écarts sous le palier ne doivent être identifiés qu'après serrage complet et correct du palier complet sur la surface de montage. Utilisez un dispositif de calage de 0,002" ou une lame de calibre pour rechercher des écarts, puis calez et resserrez au couple approprié au besoin.
Ne vérifiez jamais la planéité d'un palier de roulement sur une plaque d'inspection plane. Le palier est rigidement serré dans un appareil d'usinage à l'usine et lorsqu'il est retiré, des contraintes internes peuvent entraîner une légère déformation du palier. Lorsqu'il est installé sur une surface plane correctement préparée, le palier retrouve ses dimensions usinées. Si des cales sont utilisées pour rectifier cette déformation potentielle, la forme et les dimensions finales de l'alésage seront peut-être incorrectes et le roulement ne sera pas entièrement supporté.

Conclusion :

Un dispositif de calage, en apparence simple et souvent négligé, peut entraîner une défaillance prématurée du palier et du roulement, provoquant une perte de production, un temps d'arrêt accru et des dépenses de maintenance inutiles. N'oubliez donc jamais, lorsque vous montez des paliers de roulement et utilisez un dispositif de calage : Retournez la base et regardez la surface usinée de façon à la caler correctement. Avant l'installation, recherchez d'éventuelles irrégularités et une planéité sur la surface extérieure du roulement. Au besoin, procédez à un usinage pour assurer la meilleure adhérence possible entre le socle et le palier.

Mars 2016 : Lubrification de roulements : graisse dans les machines verticales
Lubrification de roulements : graisse dans les machines verticales
Description :
Vous subissez des pannes répétées des roulements lubrifiés avec de la graisse dans les équipements à montage vertical, tels que pompes, moteurs électriques, mélangeurs, etc. ; notamment dans les équipements conçus à l'origine pour un fonctionnement horizontal. Le temps d'arrêt devient suffisamment important pour que la direction commence à s'inquiéter. L'inspection des roulements pendant une révision révèle des pistes de roulement brillantes, une fatigue de surface et des signes d'écaillage. Que se passe-t-il ?

Solution :
Il peut s'agir d'un problème de lubrification. La gravité force la graisse à s'écouler vers le bas à travers le roulement et à fuir hors du montage. Dans les applications verticales, on recommande l'utilisation d'une graisse de plus forte consistance (par ex., NLGI 3) pour améliorer la rétention de la graisse dans le roulement. En raison de l'effet de pompage ascendant possible du roulement, une graisse de consistance inférieure peut également convenir, à condition qu'elle présente une grande stabilité mécanique.
L'intervalle de relubrification suggéré pour les applications verticales correspond à la moitié de l'intervalle requis pour un montage horizontal similaire. Après inspection de l'état de la graisse, on peut réduire ou augmenter l'intervalle. Mieux encore : re-graissez en continu, en répartissant la quantité de graisse souhaitée tout au long de l'intervalle de relubrification. Relubrifiez (par ex. via zirc de graisse) au-dessus du roulement. L'utilisation d'un joint ou d'un flasque de rétention de la graisse est indispensable pour éviter les fuites. Les températures de fonctionnement et les vibrations ont également une grande influence sur les intervalles de relubrification.

Conclusion :
Pour les roulements lubrifiés avec de la graisse et montés sur des arbres verticaux, il convient d'accorder une attention particulière à la sélection de la graisse, aux procédures de relubrification et peut-être même à l'étanchéité. Pour obtenir des conseils sur la sélection et les intervalles appropriés, consultez le programme LubeSelect dans le Knowledge Centre.
Avril 2016 : Un livre de poche qui économise BEAUCOUP d'espace dans votre poche
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Moteurs électriques

Le manuel des roulements SKF pour moteurs électriques est disponible auprès du SKF Knowledge Centre ou de votre distributeur agréé SKF local. Demandez la publication SKF numéro 140-430. Ce précieux ouvrage contient douze formidables conseils permettant d'éviter les erreurs courantes, à partir de la page 2 du manuel :


Conseil n° 6 : « Faites attention à l'ajustement serré du roulement. Utilisez une presse pour tout roulement présentant un diamètre extérieur inférieur à 4 pouces. La pression doit être appliquée uniquement à la bague du roulement avec l'ajustement serré, c'est-à-dire la bague qui tourne après l'installation du roulement. »
De nombreuses raisons expliquent ces recommandations. Un ajustement serré de la bague intérieure d'un roulement sur un arbre étire littéralement la bague comme une bande de caoutchouc, même à très petite échelle.
L'utilisation d'outils mécaniques appropriés tels qu'un outil de montage permet une répartition uniforme des forces de montage sur la face latérale du roulement lors de son montage. Cette recommandation s'applique aux roulements plus petits présentant un diamètre extérieur inférieur à 4 pouces (100 mm). Les forces requises pour monter des roulements plus grands peuvent être suffisamment importantes pour endommager l'arbre pendant le montage (usure par adhésion) ou fissurer une bague puisqu'ils sont généralement en acier trempé à cœur. Il existe également un risque de blessure corporelle si un copeau se détache pendant le montage. Ne prenez pas ce risque.
Pour les roulements avec un diamètre extérieur supérieur à 4 pouces (100 mm), utilisez un montage selon la température. Chauffez le roulement ou refroidissez l'arbre pour atteindre une différence de température d'environ 80 °C (150 °F) entre la bague du roulement et l'arbre. Lorsque vous montez des roulements avec un ajustement serré dans le palier, vous devez respecter la même différence de température. Placez le roulement emballé dans le congélateur et une lampe d'atelier dans le palier. Recouvrez avec une couverture antidéflagrante pour conserver la chaleur. Au bout de 30 minutes environ, la différence de température sera correcte pour le montage. Certains paliers peuvent également être chauffés avec un appareil de chauffage à induction si ce dernier offre une capacité suffisante.

Le chauffage d'un roulement avec un appareil de chauffage à induction représente la méthode la plus sûre et la plus rapide pour les grands roulements montés sur arbre. Veillez à ce que l'appareil de chauffage soit équipé de régulateurs de température pour contrôler la chaleur et la dilatation et empêcher une surchauffe. En outre, utilisez uniquement des appareils de chauffage offrant un cycle de démagnétisation automatique.

Mai 2016 : Alignement et pied mou
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Problème :
Les pieds de la machine assurent de nombreuses fonctions importantes. Ils contraignent la machine à des charges de fonctionnement normales et en cas de défaillance soudaine (un blocage d'arbre ou une saisie du palier). Ces pieds permettent également de positionner la machine par rapport aux autres composants de la machine dans le train. Les pieds représentent également une partie importante de la dynamique des machines structurelles ou de vibration.
Tout modification apportée au boulonnage des pieds de la machine recommandé par le fabricant peut affecter une ou l'intégralité de ces fonctions importantes. Par exemple, en utilisant un boulon inadéquat, vous risquez d'altérer la résistance d'une des articulations du pied qui risque ne pas fonctionner comme prévu en cas d'accident de la machine. L'utilisation de techniques de serrage de boulons inadéquates, de rondelles endommagées et de surfaces de boulonnage inégales empêche les mouvements de précision des machines lors de l'alignement et crée le mouvement constat de la cible. Les modifications apportées à la rigidité du boulonnage par des forces de serrage inadaptées peuvent modifier la rigidité de la machine / base et induire des résonances dans une machine qui fonctionnait bien.
Remarquez sur la photo, la surface du pied est inégale à cause d'une coulée rugueuse et d'un serrage répété des boulons. Dans une tentative d'ajuster le rayon de la patte du pied, une rondelle souple a été coupée à un moment donné. La forme de cupule qu'elle a prise est si importante qu'il est impossible de positionner la machine avec précision à l'horizontale.


Solution :
Dans le cadre de tout alignement ou installation de la machine, les boulons et les rondelles doivent toujours être inspecter afin de s'assurer de l'adéquation du modèle, de la longueur et de leur bon état de service. Remplacez toutes les rondelles souples par des rondelles trempées. Si le trou de dégagement du pied s'est agrandit, est endommagé ou rugueux, utilisez une plaque de masse et / ou l'usinage de la surface du pied pour garantir le meilleur serrage possible.
Enfin, et surtout, utilisez toujours une clé dynamométrique avec des prises et des adaptateurs adaptés pour serrer les pieds de la machine. Suivez une séquence de serrage. Si tous les pieds souples ont été préalablement retirés, la machine se déplacera de façon prévisible au travers de l'alignement, restant en position lors de la mise en service.

Juin 2016 : Maintenance et entretien des roulements
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Est-ce que j'utilise le mauvais outil sur mes roulements ?

Comment savoir si l'outil que vous utilisez n'est pas adapté au montage ou démontage d'un roulement à billes ou à rouleaux ?
Une façon simple de vérifier : Si vous devez vous déplacer pour atteindre un marteau, un ciseau, un poinçon, un tournevis ou une torche pour installer ou enlever un roulement, vous êtes sur la mauvaise voie et vous risquez de vous blesser.


Voici de plus amples détails :
Marteau et / ou ciseau :
l'application d'une force directe sur les pièces d'appui peut provoquer l'écaillage et la fissuration de l'acier durci. Trop de gens se sont blessés, certains sérieusement, pour prendre ce risque.
Marteau et poinçon :
uniquement adaptés au montage d'un palier à bague de blocage excentrique. Avec cette combinaison d'outils, les écrous de blocage seront endommagés et déchiquetés.
Tournevis :
souvent utilisés pour retirer les joints ou les boucliers des roulements. Cette méthode n'améliorera pas la lubrification des roulements ! Si votre roulement ne fonctionne pas, consultez SKF pour obtenir de l'aide.
Torche :
lors de son installation, vous risqueriez de surchauffer gravement le roulement et d'engendrer une déperdition de la dureté de l'acier et une défaillance prématurée. Lors de son retrait, une torche peut fendre les bagues (voir ci-dessus) ou plier définitivement l'arbre sur lequel vous travaillez

Juillet 2016 : Comment empêcher l'endommagement des roulements à rouleaux au démarrage
Roulements à rouleaux coniques et à rouleaux sphériques
Les roulements à rouleaux coniques et à rouleaux sphériques sont composés de brides internes qui doivent être prises en considération lors du montage.

Assurez-vous que le rouleau est bien en place pendant le montage :

Les rouleaux des deux paliers ont un angle de contact qui risque de ne pas permettre aux rouleaux d'entrer en contact avec leurs brides de guidage (zones rouges sur les figures) pendant le montage. Pour assurer le bon positionnement du rouleau pendant le montage, tournez l'arbre ou la bague extérieure (communs dans les applications de roue). Cette rotation assurera le contact adapté de la grande extrémité des rouleaux contre les rebords internes du palier, une condition préalable avant de mesurer un jeu final. (REMARQUE : les flèches vertes sur les figures de droite indiquent la direction du support des rouleaux.)


Conséquences si cette procédure n'est pas respectée :

si la rotation est omise, les valeurs du jeu d'extrémité relevées seront plus petites à cause de la mauvaise installation des rouleaux. Pendant le démarrage, le jeu excessif peut permettre aux rouleaux de tellement dévier
qu'ils risquent de patiner ou de glisser au lieu de rouler correctement. Ce dérapage peut entraîner une défaillance très précoce du palier à cause de la chaleur extrêmement élevée générée, de la défaillance du lubrifiant et des dommages causés à la cage qui pourraient saisir le roulement. Cette saisie peut se produire dès la première minute de fonctionnement ! 


Instructions :

suivre les recommandations du fabricant lors de l'assemblage. Si aucune instruction n'est pas disponible, veuillez contacter le Service Applications Techniques SKF pour obtenir de l'aide ou complétez votre demande disponible à droite « Contactez-nous ».

Août 2016 : Analyse des vibrations : résonance
Énergie traditionnelle
Description :
On a noté la présence de vibrations élevées à une vitesse de marche égale sur l'extrémité d'excitation d'un générateur de turbine à gaz bipolaire de 18 MW. L'amplitude de vibrations la plus élevée a été relevée dans la direction axiale, ce qui posait problème depuis 3 ans.

Lors d'une réunion de pré-analyse, la première des 6 étapes d'un processus d'analyse, on a constaté que le support du générateur avait été remplacé plusieurs fois au cours des trois dernières années, avec peu ou pas d'effet. En suivant les recommandations du constructeur et de plusieurs spécialistes des vibrations, on a de nouveau procédé à trois vérifications et réglages de l'alignement de l'unité, encore avec peu ou pas d'effet. Ces tentatives de correction infructueuses coûtèrent près de 500 000 $ à l'entreprise sur une période de trois ans.
L'analyse de la machine lors du démarrage a révélé une augmentation importante de l'amplitude des vibrations à partir de 3550 tr / min à une vitesse de fonctionnement normale, jusqu'à 3600 tr / min. Ces niveaux de vibration ont été observés sans que le champ ne soit appliqué, éliminant tout problème de générateur / électrique susceptible de contribuer au problème.
Pendant la descente, on a observé un changement de phase de 900 avec un très petit changement de vitesse. Ces deux symptômes :
1. Grand changement d'amplitude avec un petit changement de vitesse
2. 900 changements de phase pendant la descente, des indicateurs très forts d'une condition de résonance.

Solution :
un levé vibratoire a été effectué sur l'extrémité d'excitation du générateur pour localiser la résonance. En raison de l'interférence causée par les couvercles des anneaux collecteurs, la résonance n'a pas pu être localisée.. L'appareil a été arrêté, les couvercles enlevés, et en prenant les précautions de sécurité appropriées, le générateur a été relancé. La condition de résonance s'est alors produite à 3400 tr / min. Les amplitudes de vibration à vitesse de marche, 3600 tr / min, sont revenues aux faibles valeurs précédemment observées avant l'augmentation soudaine trois ans plus tôt.
La masse et la raideur d'une structure mécanique combinées déterminent ses fréquences naturelles. Une augmentation de la masse diminue la fréquence naturelle et l'ajout de raideur augmente la fréquence naturelle. Le retrait de ces couvercles réduit la masse et la rigidité. Étant donné que la fréquence de résonance a diminué, la perte de rigidité des couvercles a évidemment eu un impact plus significatif que celui de la masse diminuée.
C'est alors que le service de maintenance s'est rappelé qu'un joint d'étanchéité de caoutchouc de 1/2 po avait été retiré trois ans plus tôt pendant un nettoyage de routine et avait été remplacé par un matériau d'étanchéité standard. Le constructeur avait initialement installé un joint en caoutchouc pour diminuer la rigidité de l'ensemble d'excitation. En remplaçant le joint d'étanchéité en caoutchouc par un matériau d'étanchéité standard, la fréquence naturelle de l'ensemble d'excitation a été éliminée à une vitesse proche de la vitesse de fonctionnement normale.
Une résonance a été créée et a amplifié la vibration du générateur à ses niveaux élevés. Le remplacement du joint d'étanchéité en caoutchouc de 1/2 po a permis à la fréquence naturelle de revenir à une valeur adaptée. L'unité a ensuite fonctionné avec succès. Une amélioration supplémentaire a été apportée en procédant à l'équilibrage du rotor du générateur.

Conclusion :
La résonance est souvent la caractéristique de vibration la moins comprise, mais on estime qu'au moins 20 % des machines sont affectées à un certain degré par la résonance. Étant donné que la résonance est un amplificateur, elle crée des symptômes confondants dans le spectre de vibration, générant fréquemment et de manière récurrente une mauvaise analyse lorsque des techniques de vibration normales sont utilisées. Il peut s'avérer être relativement aisé d'identifier la résonance en utilisant des techniques pratiques.
Cette étude de cas souligne également à quel point il est essentiel de déterminer l'historique propre et complet du problème. Apparemment, de petits changements peuvent avoir un impact occasionnel important sur le fonctionnement d'une machine. Une approche systématique peut permettre de résoudre facilement ces problèmes. Des techniciens « spécialistes des vibrations » ont réussi à résoudre ce problème après avoir suivi le cours d'inspection et d'évaluation des machines CM 103.
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