Surveillance des roulements : déterminer les causes de défaillance des roulements

Prévenir les défaillances de roulements garantit le maintien d'une efficacité optimale pour votre entreprise. Un programme efficace de surveillance des roulements nécessite de comprendre les causes et les symptômes courants de défaillance des roulements.

Des roulements en bon état sont essentiels au fonctionnement fiable et économe en énergie des machines. Une seule défaillance d'un roulement peut entraîner l'arrêt complet de l'équipement, entraînant de nombreuses heures de production perdues.

Un programme efficace de surveillance des roulements vous aidera à prévenir les défaillances de roulements sur une large gamme d'actifs, garantissant ainsi que votre organisation continue de fonctionner avec une efficacité maximale.

Une analyse de la défaillance des roulements

On estime que 10 milliards de roulements sont fabriqués chaque année dans le monde. Pourtant, seul un faible pourcentage d'entre eux connaît des défaillances. En réalité, certains 90 % des roulements survivent à l'équipement dans lequel ils sont installésLa plupart des roulements restants sont remplacés avant la défaillance grâce à une surveillance efficace des roulements et à des stratégies de maintenance préventive.

Il reste donc 0.5 % des roulements à remplacer, que ce soit en raison de dommages irréparables ou d'une défaillance. Cela signifie néanmoins que quelque 50 millions de roulements dans le monde doivent être remplacés chaque année en raison de dommages ou de défaillances. Les défaillances de roulements peuvent entraîner des pertes de productivité et de temps, et parfois même la fermeture d'usines entières.

Pour garantir que votre organisation dispose d'un programme de surveillance des roulements efficace, vous devez comprendre les causes et les effets courants des défaillances des roulements, ainsi que les stratégies les plus efficaces pour surveiller et prévenir les défaillances des roulements.

Causes courantes de défaillance des roulements

Plusieurs causes courantes peuvent entraîner la défaillance ou l'endommagement des roulements. Les causes les plus fréquentes sont la fatigue, la déformation, les défauts de lubrification, la corrosion, les dommages électriques et une conception incorrecte. En général :

• Un tiers des défaillances de roulements sont dues à la fatigue.
• Un tiers des défaillances de roulements sont dues à des problèmes de lubrification (choix, quantité ou intervalle de lubrification incorrects).
• Un faible pourcentage de défaillances de roulements est dû à une contamination (joints inefficaces).
• Un pourcentage à peu près égal de défaillances de roulements se produit pour d'autres raisons (manipulation et montage incorrects, charges excessives, mauvais ajustements, etc.).

Sur la base de l'analyse des défaillances de roulements ci-dessus, il est clair que la fatigue et une lubrification inadéquate doivent toutes deux être considérées comme des préoccupations majeures dans tout programme de surveillance des roulements.  

Causes détaillées de défaillance des roulements

Voici un aperçu plus détaillé des causes courantes de défaillance des roulements :

Fatigue

La défaillance d'un roulement est souvent due à la fatigue, qui survient lorsque les roulements sont soumis à des contraintes excessives. Un mauvais alignement, une lubrification insuffisante et une contamination peuvent tous contribuer à la fatigue du roulement. Tous ces facteurs provoquent des contraintes répétées sur le matériau du roulement, provoquant des écaillages, des éclats et des fissures microscopiques. Avec le temps, ces fissures s'agrandissent et le roulement finit par tomber en panne.

Problèmes de lubrification

Une lubrification inadéquate est l'une des principales causes de défaillance des roulements. Cela peut signifier une lubrification insuffisante, contribuant ainsi à la fatigue des roulements. Cela peut également indiquer que vous utilisez un lubrifiant inadapté. Dans certains cas, les températures élevées peuvent dégrader le lubrifiant.

Les premiers signes avant-coureurs d'une lubrification défectueuse comprennent une décoloration des éléments roulants et des pistes, ainsi que des roulements surchauffés.

Désalignement

Une autre cause fréquente de défaillance des roulements est le désalignement. Il est recommandé d'aligner les équipements dès l'installation, puis de les revérifier régulièrement, car des facteurs tels que la dilatation thermique et les vibrations peuvent entraîner un désalignement au fil du temps. Les outils laser sont la référence absolue pour vérifier l'alignement.

Mauvaise installation

Une installation et un montage défectueux peuvent également entraîner une défaillance des roulements. Veillez à installer les roulements avec les outils appropriés, notamment en chauffant si nécessaire, afin qu'ils s'ajustent correctement sans forcer. Les opérateurs doivent également vérifier le bon alignement lors de l'installation. Enfin, les roulements et le boîtier doivent être soigneusement nettoyés et lubrifiés lors de l'installation.

Charges excédentaires

Les charges excessives entraînent une usure excessive des roulements en raison d'une friction accrue entre l'élément roulant et la piste. Elles provoquent une usure importante, une surchauffe et une fatigue générale de la machine, entraînant une défaillance des roulements.

Contamination

La saleté, les débris et les produits chimiques peuvent contaminer les roulements et provoquer leur détérioration. À terme, cela entraîne corrosion et défaillance des roulements. Une installation incorrecte peut entraîner une défaillance des joints, source de contamination. Un mauvais alignement peut également contribuer à la défaillance des joints et à la contamination.

Les roulements contaminés par de la saleté et des débris présentent souvent des éléments roulants bosselés et des niveaux de vibrations plus élevés que d'habitude.

Ajustement incorrect

Il est essentiel d'installer des roulements parfaitement ajustés. Un ajustement trop serré peut engendrer des contraintes et des frottements ; il entraîne généralement une usure visiblement importante des éléments roulants. En revanche, un ajustement trop lâche génère des vibrations et du bruit, ce qui peut également entraîner une défaillance des roulements et des défauts graves à long terme.

Symptômes et identification des défaillances des roulements

Si un roulement endommagé n'est pas remplacé à temps, cela peut entraîner de nombreux problèmes pour les équipements et les composants. Heureusement, les premiers signes de défaillance d'un roulement sont faciles à détecter, surtout avec le bon équipement. Des outils de surveillance d'état, comme analyseurs de vibrations et les capteurs constituent un moyen très efficace de suivre les premiers symptômes de défaillance des roulements qui endommagent la machine.

Niveaux de vibrations élevés

Le premier signe de défaillance d'un roulement est une augmentation des vibrations de la machine. À ce stade, les roulements fonctionnent encore normalement, mais la modification des schémas de vibration indique un défaut en développement. Capteur de vibration peut détecter les premiers signes avant-coureurs et émettre des alertes lorsque les niveaux de vibration dépassent un seuil prédéfini.

Température élevée et bruit

Les vibrations augmentent progressivement à mesure que le roulement se détériore. Sans réparation, les dommages au roulement entraînent une augmentation considérable de la température due au frottement entre le roulement endommagé et les composants. À ce stade, la machine commence à émettre du bruit et peut vibrer visiblement.

Dommages visibles

À mesure que le roulement se détériore, des piqûres et des spirales apparaissent. Des fissures apparaissent sur le chemin de roulement ou sur le roulement lui-même. À ce stade, les équipes doivent intervenir rapidement pour éviter d'endommager les composants ou les machines à proximité. Dans le pire des cas, une défaillance du roulement peut entraîner l'arrêt d'équipements critiques et le gel de la production de l'usine, entraînant des temps d'arrêt coûteux et des pertes de productivité. Heureusement, il existe des mesures préventives que les équipes peuvent prendre pour éviter une défaillance du roulement.

Mesures préventives pour éviter les défaillances des roulements

La plupart du temps, les roulements sont fiables et ont une longue durée de vie. C'est pourquoi l'une des tâches de maintenance préventive les plus importantes consiste à les démonter et à les remplacer régulièrement. Planifier ces tâches permet d'éviter les temps d'arrêt imprévus et les réparations coûteuses.

Il existe également quelques mesures préventives simples qui peuvent arrêter l’usure prématurée des roulements.

Au stade de l'installationAssurez-vous d'avoir correctement monté chaque roulement. Vérifiez les tolérances de l'arbre et du logement et respectez le jeu radial interne défini lors de la conception d'origine. Assurez-vous d'avoir correctement scellé les roulements afin qu'ils soient protégés de la saleté, des débris et de l'eau. Pensez également à bien lubrifier chaque roulement.

Il est important de vérifier l'alignement de la machine Vérifiez l'alignement lors de l'installation, puis revérifiez-le régulièrement. Avec le temps, le désalignement se produit progressivement et peut détruire les roulements s'il n'est pas réparé. Pour de meilleurs résultats, vérifiez l'alignement à l'aide d'un laser unique. outil d'alignement, qui identifie rapidement même les défauts d'alignement mineurs qui endommagent les roulements.

Maintenir une bonne lubrification Tout au long de la durée de vie du roulement. Il s'agit d'un équilibre délicat. Une lubrification excessive entraîne le grippage des roulements, tandis qu'une lubrification insuffisante entraîne des frottements importants, endommageant les composants. Il est également essentiel d'utiliser le lubrifiant et le programme de lubrification recommandés par le fabricant.

Que se passe-t-il si un roulement tombe en panne ?

Lorsqu'un roulement tombe en panne – que ce soit à cause de la fatigue, d'une lubrification inadéquate, de joints endommagés ou d'un autre problème – cela ne signifie pas seulement qu'il doit être remplacé. Une seule défaillance de roulement peut provoquer une réaction en chaîne pouvant plier les arbres et endommager gravement les autres équipements couplés. Les défaillances de roulement peuvent même mettre en danger les travailleurs.

Heureusement, de nombreux problèmes courants liés aux roulements peuvent être identifiés bien avant qu'ils ne deviennent majeurs. Et cela est dû en grande partie à la mesure des vibrations Les vibrations qu'ils produisent en fonctionnement normal. Tout changement de ces vibrations est le premier signe d'un problème. Si vous disposez des outils nécessaires pour détecter les variations par rapport aux niveaux de vibrations normaux, vous pouvez facilement anticiper une défaillance des roulements.

Quelles sont les techniques traditionnelles de surveillance des roulements ?

La garantie que les roulements atteignent ou dépassent leur durée de vie opérationnelle dépend de plusieurs facteurs, notamment la qualité des roulements, les pratiques de stockage, un montage et une lubrification corrects, une étanchéité efficace et une utilisation dans des conditions de fonctionnement appropriées. Les techniques traditionnelles de surveillance de l'état des roulements reposaient principalement sur trois méthodes principales, toutes liées aux sens humains :

• Surveillance visuelle (vue)
• Surveillance sonore (son)
• Surveillance des vibrations (toucher)

Par le passé, les techniciens de maintenance et de réparation recherchaient, écoutaient et palpaient les signes avant-coureurs de défaillance des roulements. Cependant, les méthodes manuelles sont toujours sujettes à erreur. Heureusement, grâce à la sensibilité avancée des capteurs modernes de surveillance d'état, il est plus facile de détecter très tôt les signes avant-coureurs d'une défaillance potentielle des roulements, que les sens humains pourraient manquer.

Des systèmes de surveillance de l'état en ligne peuvent également être déployés pour suivre et enregistrer instantanément les données en temps réel capturées par ces capteurs, aidant ainsi votre organisation à mettre en œuvre une stratégie efficace de surveillance de l'état des roulements.

Qu'est-ce que la surveillance de l'état des roulements ?

Bien que la fatigue et une lubrification inadéquate soient deux des causes les plus courantes de défaillance des roulements, elles sont également assez faciles à détecter avant qu'elles ne deviennent des problèmes majeurs. Il suffit de mettre en place un programme efficace de surveillance de l'état des roulements.

Il existe de nombreux outils de surveillance de l'état de santé permettant d'anticiper les problèmes de maintenance évitables. Par exemple : surveillance de l'alimentation Mesure les fluctuations de courant, de tension et de fréquence, vous alertant ainsi des variations de consommation énergétique de vos équipements. Outre l'usure inutile, ces fluctuations peuvent également révéler des problèmes de sécurité nécessitant une intervention immédiate.

Un programme efficace de surveillance de l’état des roulements repose généralement sur des capteurs et des appareils portables pour mesurer avec précision les « signes vitaux » de vos actifs, notamment la consommation d’énergie, la fréquence des vibrations, la température et bien plus encore.

Ces appareils électroniques vous permettent de suivre en continu l'état de vos machines et de détecter rapidement toute panne ou anomalie, afin de pouvoir effectuer les réparations nécessaires et d'éviter les arrêts imprévus coûteux. Les capteurs de vibrations sont un outil de surveillance des roulements particulièrement performant.

Comment utiliser des capteurs de vibrations pour la surveillance des roulements

Un programme efficace de surveillance des roulements inclut généralement une surveillance des vibrations, car leur évolution est souvent le premier signe d'une défaillance future. En mesurant l'intensité et la fréquence des vibrations, des capteurs de vibrations portables, filaires ou sans fil peuvent détecter et vous alerter des anomalies des mois avant qu'elles ne deviennent un problème grave. Vous disposez ainsi du temps nécessaire pour planifier efficacement les temps d'arrêt et effectuer la maintenance préventive nécessaire.

Quels sont les avantages de la surveillance de l’état des roulements ?

En effectuant un roulement surveillance de l'état Grâce à ce programme, vous pouvez garantir que la stratégie de maintenance de votre organisation est préventive plutôt que corrective. Vous détecterez ainsi les problèmes avant qu'ils n'entraînent une défaillance des actifs, réduisant ainsi les coûts de maintenance et augmentant la productivité.

Heureusement, la technologie moderne actuelle simplifie et rend plus rentable que jamais la mise en œuvre d'un programme efficace de surveillance des roulements. Grâce aux progrès réalisés en matière de capteurs et de logiciels, le déploiement d'un programme de surveillance de conditionnement de pointe est non seulement réalisable, mais aussi une décision financière judicieuse, permettant de réduire les coûts et d'augmenter la disponibilité.

En d'autres termes, les organisations qui disposent d'un programme solide de surveillance du conditionnement des roulements auront non seulement une longueur d'avance sur les défaillances des roulements, mais aussi sur la concurrence.