Si une machine continue de fonctionner pendant un certain temps, des pannes finiront par arriver à ses composants. Généralement, il existe six catégories de pannes de machines : l’abrasion, la fatigue, la corrosion, les vibrations et le bruit. Comment gérer de tels échecs ? Les discussions dans cet article aborderont brièvement la manière de gérer les cas de défaillance de composants de la machine ainsi que comment les entretenir dans des circonstances normales.
Quelques modes de défaillance courants des composants de la machine
Modes de défaillance des composants de la machine | Performances |
Composants de machines | 1. Courir avec usure ; 2. Usure abrasive ; 3.Usure de fatigue de Surface ; 4. Température thermique ; 5. Usure corrosive ; 6.Usure de transformation de phase ; 7. Usure dynamique fluide |
Fatigue des composants de la machine | Les fissures de fatigue sont générées et se propagent davantage dans les zones de fortes contraintes ou de faible résistance sur la couche superficielle de la pièce ou du composant. |
Corrosion des composants de la machine | Les dommages sont causés par des réactions chimiques ou électrochimiques entre un matériau métallique et le milieu environnant. La corrosion des métaux est un phénomène naturel courant. |
Vibrations des composants de la machine | Le mouvement cyclique sans fin entre la partie processus et l'outil entraîne des vibrations au fil du temps. Elles peuvent être classées en vibrations libres, vibrations forcées et vibrations auto-excitées. |
Bruit des composants de la machine | Des vibrations mécaniques se produisent dans les machines pendant le fonctionnement ou la rotation, provoquant la vibration des composants mécaniques ou des objets environnants, entraînant des ondes sonores sonores. |
Comment gérer l'usure des composants de la machine ?
(1) Usure normale
- Friction entre les composants : Gardez les pièces propres et lubrifiées.
- Usure causée par des particules dures : Maintenir la propreté entre les pièces et couvrir les zones exposées.
- Usure par fatigue des composants sous des charges alternées à long terme : supprimez tous les jeux, choisissez des lubrifiants appropriés, réduisez les vibrations supplémentaires et augmentez la précision des composants.
- Corrosion des composants par substances chimiques : Élimine les produits chimiques nocifs et améliore la résistance à la corrosion des pièces.
- Modifications de la structure métallographique de la surface ou des propriétés d'ajustement des composants dans des conditions de température élevée : recherchez des méthodes pour améliorer les conditions de travail ou utilisez des matériaux résistants aux températures élevées et à l'usure afin de fabriquer les pièces.
(2) Usure anormale
La qualité de la réparation ou de la fabrication ne répond pas aux exigences de conception : effectuez des contrôles de qualité rigoureux.
Violation des procédures d'exploitation : Familiarisez-vous avec les performances mécaniques et travaillez avec prudence.
Qu'est-ce que la fatigue des composants de la machine ?
La fatigue fait référence à l'initiation et à la propagation de fissures dans un matériau dues à un chargement cyclique. La fatigue se déroule en trois étapes qui incluent l'initiation de la fissure, puis vient l'étape de propagation de la fissure et enfin l'étape de rupture.
Étape 1 : Initiation à la fissure
C’est de là que commence la rupture par fatigue. Elle se caractérise par la production de petites fissures ou défauts au sein des matériaux résultant d'un chargement cyclique. De telles fractures commencent normalement autour d'endroits où les contraintes sont concentrées, telles que des angles vifs, des encoches ou des imperfections de surface. Le chargement cyclique induit une déformation plastique localisée, favorisant l’initiation des fissures. Ces fissures sont souvent microscopiques et ne sont pas facilement visibles.
Étape 2 : Propagation des fissures
Les fissures créées au premier stade commencent à se propager à travers le matériau. Au fur et à mesure de leur progression, en interagissant avec la microstructure, comme les joints de grains, les impuretés peuvent influencer un changement de direction vers une ramification ou une réorientation du chemin d'une fissure. La caractéristique de cette étape particulière serait une croissance lente jusqu'à atteindre une taille critique.
Étape 3 : Échec
Dans la dernière étape, lorsque la fissure atteint une taille critique et que le matériau ne peut plus résister à la charge cyclique appliquée, la rupture ultime se produit. À ce stade, la section transversale restante du matériau est trop petite pour supporter les contraintes appliquées, ce qui entraîne une propagation rapide des fissures et une rupture complète soudaine. Finalement, les ruptures finales sont généralement caractérisées par des caractéristiques telles que des lèvres de cisaillement, des marques de plage et des stries sur les surfaces de fracture. Néanmoins, il convient de mentionner que la rupture par fatigue nécessite certains cycles en fonction de divers facteurs, à savoir les propriétés des matériaux concernés, les niveaux de contraintes impliqués, l'état de surface et les conditions de chargement, entre autres.
Comment gérer la fatigue des composants des machines ?
L'approche adoptée pour gérer la fatigue des composants mécaniques dépend de la gravité des dommages dus à la fatigue et de la criticité des composants.
Voici quelques façons courantes de gérer la fatigue :
Remplacement des composants : Lorsque le composant mécanique est gravement endommagé par une fatigue dépassant sa limite d'utilisation sûre, il peut être préférable de le remplacer par un neuf.
Réparation et renforcement : Les mesures prises pour réparer les fatigues mineures pourraient impliquer des méthodes de réparation ou de renforcement, notamment en réparant des fissures ou en bouchant des trous.
Refonte : En cas de problèmes répétitifs concernant la fatigue des composants mécaniques, une nouvelle conception du composant peut avoir lieu en améliorant les formes géométriques, la sélection des matériaux ou même en redistribuant les contraintes pour améliorer sa résistance à la fatigue.
Renforcer la surveillance pour aider à identifier les premiers signes de fatigue et prendre ainsi les mesures de réparation ou de remplacement adaptées.
Comment gérer corrosion des composants de la machine ?
Il existe différentes manières de gérer la corrosion des composants de la machine, qui incluent le type de corrosion, l'étendue des dommages et certaines autres circonstances spécifiques telles que :
Nettoyage et élimination de la rouille
L'endroit qui a été corrodé doit d'abord être nettoyé pour éliminer la saleté ou les impuretés de surface. Des matériaux et équipements de nettoyage appropriés comme des brosses, des vêtements ou des sprays peuvent être utilisés. Enfin, la méthode mécanique à l'aide d'un grattoir, d'une meuleuse ou d'une sableuse peut être utilisée pour gratter la pièce corrodée et restaurer la douceur de la surface du composant.
Revêtements anti-corrosion
Il est conseillé d'éviter la corrosion des composants de la machine en leur appliquant des revêtements anticorrosion. Certains types de revêtements anticorrosion courants comprennent des peintures, des revêtements polymères, un revêtement ou un placage en caoutchouc (par exemple, galvanisation, chromage et galvanoplastie) avec des revêtements par pulvérisation thermique comme la pulvérisation thermique zinc/polymère par immersion à chaud. Ils fournissent des barrières physiques pour empêcher l’air/l’eau/les produits chimiques d’entrer en contact avec les surfaces métalliques, donc pas de corrosion.
Huiles et lubrifiants anti-corrosion
En fournissant une protection ainsi que des mécanismes de lubrification, des huiles et lubrifiants anticorrosion appropriés réduisent les risques de corrosion. De tels produits peuvent combler de petits défauts sur une surface tandis que la constitution de films protecteurs isole l'environnement du métal.
Traitement anticorrosion
La corrosion peut également être combattue par des méthodes chimiques. Par exemple; le nettoyage acide peut éliminer les oxydes et les couches corrodées sur la surface métallique tandis que le nettoyage alcalin neutralise les résidus acides, empêchant ainsi une corrosion supplémentaire. Les techniques électrochimiques telles que la protection anodique et la protection cathodique protègent la surface du matériau en appliquant un courant ou en utilisant des moyens électrochimiques.
Remplacement des composants endommagés
Parfois, la corrosion des composants de la machine peut être si grave qu'ils ne peuvent pas être réparés. Un remplacement devient donc nécessaire dans une telle situation. Mais les nouvelles pièces doivent être fabriquées à partir de matériaux résistants à la corrosion ou des mesures appropriées doivent être prises contre la corrosion.
Comment gérer les vibrations des composants de la machine ?
Lorsqu'il s'agit de vibrations de pièces de machines, la source doit être prise en compte ainsi que les conditions environnantes. Vous trouverez ci-dessous quelques approches courantes pour atténuer les vibrations dans les composants de machines :
Équilibrage
Le déséquilibre est l’une des causes des vibrations des composants de la machine. Les vibrations peuvent être réduites en effectuant un équilibrage dynamique ou un équilibrage statique. L'équilibrage dynamique consiste à équilibrer les composants pendant l'exécution. En revanche, l’équilibrage statique se produit lorsque la machine n’est pas en mouvement.
Amortissement et isolation
Les techniques d’amortissement et d’isolation peuvent aider à minimiser le transfert de vibrations et les interférences. Cela peut impliquer l'utilisation d'amortisseurs, de coussinets d'isolation, de supports d'isolation, etc. Celui-ci absorbe ou dissipe l'énergie des vibrations, la réduisant sur un autre composant de la machine.
Inspection et réparation de pièces détachées
Les vibrations proviennent également de pièces détachées. Examinez périodiquement les éléments de la machine, en particulier les joints et les fixations, pour vérifier leur étanchéité. En cas de fixation desserrée, ils doivent être réparés sans délai.
Réglage des conditions de fonctionnement
La modification des paramètres de fonctionnement, comme la réduction de la vitesse, la modification des charges ou l'ajustement des paramètres de fonctionnement, pourrait réduire les niveaux de vibrations dans les machines. Les paramètres opérationnels optimaux en fonction de sa situation et de ses besoins spécifiques doivent être identifiés.
Lubrification et entretien
Pour minimiser les vibrations, des pratiques de lubrification et d'entretien appropriées doivent être maintenues. Assurez-vous que les composants de la machine sont correctement lubrifiés en suivant les procédures d'entretien régulières décrites par le fabricant, y compris le nettoyage, la lubrification ou le remplacement des pièces usées, entre autres.
Consolidation et renforcement des structures
Afin d'améliorer la rigidité ainsi que la résistance aux vibrations des composants sujets à des secousses fréquentes ; cela peut nécessiter un renforcement de leur structure, ce qui signifie qu'ils doivent effectuer des travaux de renforcement sur celles-ci en ajoutant des supports et en rigidifiant les pièces de connexion à l'aide, entre autres, de matériaux rigides.
Techniques de contrôle des vibrations
Des méthodes spécialisées de contrôle des vibrations peuvent devoir être utilisées dans des situations impliquant de fortes vibrations grâce à des techniques de contrôle actif des vibrations, de contrôle passif des vibrations, d'absorption des vibrations ou d'isolation des vibrations telles que celles mentionnées ci-dessus.
Comment faire avec bruit des composants de la machine?
Afin de résoudre le problème du bruit des composants de la machine, les causes et les situations spécifiques doivent être prises en compte. Voici quelques méthodes courantes pour gérer le bruit des composants de la machine :
Isolation acoustique : Des matériaux insonorisés, des pièces ou des murs insonorisés sont utilisés pour isoler la source de bruit. Ces types de matériaux et d’installations captent ou rejettent le son, minimisant ainsi sa propagation dans l’environnement voisin.
Réduction des vibrations et isolation : Si les vibrations sont réduites dans les composants de la machine, il y aura moins de bruit. On peut dans ce cas utiliser des absorbeurs de vibrations, des patins isolants ou des supports. Ils aident à amortir ou à disperser les vibrations, conduisant ainsi à de faibles rayonnements.
Conception d'optimisation acoustique : Lors de la conception de composants de machine, il est important d’envisager de contrôler le bruit. Cela implique d'avoir une structure qui maximise le débit optimisé et minimise la résonance ainsi que le rugissement du flux d'air. En utilisant des conceptions correctes, la production et la transmission des sons sont minimisées.
Entretien et maintenance : Les niveaux de bruit peuvent être réduits en entretenant correctement et régulièrement les pièces de la machine. Il est cependant nécessaire de s'assurer que toutes les pièces sont bien lubrifiées, serrées et parfois remplacées lorsqu'elles sont usées, afin qu'il n'y ait pas de bruits dus aux forces de friction ou même à des facteurs tels que le jeu.
Équipements et technologies de lutte contre le bruit : La propagation du bruit peut être minimisée à l'aide de ces équipements qui comprennent des silencieux constitués de matériaux insonorisants, entre autres, utilisés comme tels dispositifs à travers lesquels les sons ont tendance à ne pas passer facilement, alors que certains moyens efficaces dépendent des caractéristiques sonores requises par l'origine de la source elle-même ainsi que des conditions dominantes.
Contrôle des opérations et de l’environnement de travail : Minimiser la génération et la transmission de machines bruyantes en prenant les mesures nécessaires avant qu'elles ne se produisent réellement. Par exemple, réduire la fréquence de rotation du moteur, ajuster l'ampleur de la charge (en production) en plus d'utiliser des barrières entre les personnes travaillant ensemble, par exemple des systèmes de séparation de bureau.
Formation et sensibilisation : Un personnel fonctionnel nécessite des connaissances sur les menaces possibles associées aux sons de haute intensité émis par les appareils techniques, ce qui entraînera éventuellement une diminution de la production de bruit lors de leur utilisation.
Comment choisissez-vous les bonnes pièces de machine pour votre projet ?
Le succès de votre projet dépend de la sélection des bons composants de machine. Voici quelques étapes simples à suivre lors de la sélection de pièces de machine :
- Reconnaître les exigences du projet
Vous devez d’abord préciser ce que l’on attend de votre projet. Des caractéristiques telles que la fonctionnalité de la machine, les besoins en performances, l'environnement d'exploitation et bien plus encore doivent être prises en compte. Ceux-ci peuvent aider à choisir les bonnes pièces de machine.
- Découvrez ce qui est proposé
Faites une étude de marché afin de connaître les options disponibles pour ces pièces de machine. Pour savoir quelles pièces conviennent à votre projet, recherchez des fournisseurs, des fabricants ou des ressources en ligne.
- Qualité et fiabilité
Lorsqu’il s’agit d’acheter des pièces de machines, la qualité et la fiabilité sont des facteurs importants à prendre en compte. Assurez-vous donc toujours que les pièces sélectionnées ont fait leurs preuves en matière de qualité et de fiabilité, garantissant ainsi les performances et la fiabilité à long terme des machines.
- Compatibilité et intégration
Veiller à ce que toutes les pièces sélectionnées soient intégrées dans d'autres sous-systèmes sans accrocs au sein du système en construction. Les dimensions, les interfaces et les méthodes de connexion de la pièce deviennent donc des considérations critiques si elles doivent être correctement installées et exploitées.
- Performances/Spécifications techniques
Pour vérifier si les normes requises ont été atteintes après leur achat, il faut évaluer leurs performances ainsi que leurs spécifications techniques. Parmi ces facteurs figurent la puissance, la vitesse, la précision, la capacité de charge, etc.
- Accessibilité
Pensez également à son prix abordable – considérez soit le prix par rapport aux performances, soit vice versa, tout en équilibrant les deux côtés juste pour répondre aux contraintes budgétaires par rapport aux exigences du projet.
- Services de stock et d'assistance disponibles
Déterminez si des pièces de rechange peuvent être facilement obtenues auprès de fournisseurs qui fournissent une assistance technique en termes de services après-vente en plus de proposer le remplacement des articles usés une fois l'achat effectué.
Résumé
Les types de pannes ci-dessus sont habituels et les composants de la machine ont tendance à subir après avoir fonctionné pendant un certain temps. Néanmoins, les pannes réelles peuvent différer en fonction du type de pièce particulière, des conditions de travail et de l'environnement d'application. Un entretien et une inspection réguliers peuvent aider à identifier les pannes probables suffisamment tôt et à effectuer les réparations ou les remplacements de pièces nécessaires, améliorant ainsi la fiabilité ainsi que l'efficacité des machines.
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