Conseils pour prévoir les défaillances des roulements, mesurer l'épaisseur du film lubrifiant

En règle générale, il existe deux options de maintenance concernant les roulements de moteurs électriques. L'une consiste à les relubrifier et l'autre à les changer. La surveillance de l'état des roulements du moteur électrique est primordiale pour assurer la fiabilité. Les moteurs électriques sont un atout qui doit être géré, et prolonger leur durée de vie assurera une plus grande contribution au bénéfice net. La prévention des dommages collatéraux causés par la défaillance des roulements du moteur électrique est un véritable évitement des coûts. Il existe plusieurs façons de surveiller et de mesurer l'état des roulements :les ultrasons, la température, l'analyse des vibrations et les impulsions de choc, pour n'en citer que quelques-unes.

La lubrification étant la première ligne de défense pour prolonger la durée de vie des roulements, il est impératif de mesurer et de surveiller l'épaisseur du film de lubrification entre les éléments roulants et les pistes.

Epaisseur du film lubrifiant :ce qui compte
La lubrification est l'élément vital entre toutes les pièces mobiles et une exigence absolue dans les roulements à éléments roulants.

Il y a toujours eu beaucoup de discussions et de débats sur les questions de la quantité, de la fréquence et des types de lubrifiants à utiliser dans les roulements à billes ; et pour beaucoup, cela reste encore un mystère. Le tableau suivant (Figure 1) indique les nombreux paramètres liés à l'épaisseur et à la qualité du film de lubrification dans un roulement. Même les roulements « scellés à vie » perdront leur épaisseur de film lubrifiant. Connaître la quantité de lubrifiant restant dans un roulement étanche peut faire la différence entre un temps de fonctionnement productif et un temps d'arrêt imprévu. Savoir si du lubrifiant pénètre dans le roulement permettra à la maintenance de maximiser la durée de vie du roulement en optimisant l'épaisseur du film d'huile et les temps d'arrêt imprévus peuvent être évités.

La distinction entre les dommages à la surface des roulements et l'épaisseur du film lubrifiant, en tant que défaut de roulement, est une fonction mesurable. Connaître la différence est une connaissance précieuse.

Figure 1.

Étude de cas n° 1 :Maxim Corporation

• Laveur pour nettoyer l'eau contaminée avant de la disperser dans le système d'évacuation des eaux usées.
• Quatre petits moteurs de 3/4 ch avec des pompes à turbine intégrées montées sur la face en « C » raccordées à une tuyauterie en PVC.
• Les quatre moteurs tournent en même temps. (Figure 2.)

Après avoir montré comment surveiller l'état des roulements et mesurer l'épaisseur du film lubrifiant dans cette usine de fabrication de circuits imprimés, on nous a demandé d'examiner un petit épurateur d'eau. Le son hurlant d'un mauvais relèvement pouvait être entendu, mais ils ne pouvaient pas déterminer quel relèvement faisait le bruit. Était-ce l'extrémité d'entraînement ou l'extrémité d'entraînement opposée de quel moteur ? Après une vérification rapide, le roulement a été identifié et son état a été déterminé. Il s'agissait d'un roulement scellé 6204.2RS (un roulement scellé à vie). Le coût était d'environ 9 $.

Nous avons quitté l'usine avec la promesse de fournir un devis pour un enregistreur de données portable.

Au cours de la nuit, le roulement a gelé et a déclenché le moteur, de sorte que seuls trois moteurs fonctionnaient maintenant. Ils ont perdu un quart de la capacité du système à nettoyer l'eau.

Le lendemain (avant que la réparation ne puisse être effectuée), l'inspecteur de la Bay Area Environmental Protection Agency s'est présenté. L'eau était toujours déversée dans le système d'assainissement. En raison de la capacité réduite, lorsque l'eau a été testée, elle ne répondait pas aux exigences de nettoyage. L'amende était de 32 000 $.

Le plus triste, c'est qu'ils savaient quel roulement était mauvais. Ils savaient aussi à quel point c'était grave. Si la maintenance prédictive ou la surveillance de l'état faisaient partie de leurs procédures d'exploitation normales, ce temps d'arrêt et cette amende ne se seraient jamais produits.

Figure 2.

Cas n° 2 :Atelier de moteurs électriques chez Laprino Foods

• Un moteur électrique ABB de 700 ch pour entraîner un ventilateur pour déshydrater le lait.

Les moteurs ABB ont longtemps recommandé l'utilisation d'impulsions de choc pour mesurer leurs roulements de moteur. De nombreux moteurs ABB sont équipés en usine d'adaptateurs SPM pour des mesures à connexion rapide.

Un nouveau moteur ABB a été installé chez Laprino Foods et est tombé en panne pendant la période de garantie. Le roulement a gelé et a tordu l'arbre. Il n'y avait pas de lubrification dans le roulement.

Après un examen attentif, les dossiers ont montré que le personnel de maintenance de l'usine avait effectivement graissé le roulement selon le calendrier recommandé.

Le capuchon d'étanchéité a été retiré de la cloche d'extrémité de l'extrémité d'entraînement, exposant le roulement à l'inspection. Il s'est avéré qu'une erreur d'usinage avait été commise lors de la fabrication et que le chemin de graisse entre le graisseur et l'encoche de lubrification des roulements ne s'alignait pas. La graisse n'a pas pu pénétrer dans le roulement. Même si le programme de lubrification était respecté, le roulement n'était pas mesuré, de sorte que personne ne pouvait dire si du lubrifiant pénétrait réellement dans le roulement.

La production a été interrompue et un nouveau moteur a été retiré de l'inventaire de l'atelier de moteurs électriques pour remplacer le moteur endommagé. Avant d'installer le nouveau moteur, un test de fonctionnement a été effectué. Pendant que le moteur tournait, une mesure a été prise pendant que du lubrifiant (graisse) était appliqué sur le zerk. Sans démonter le moteur ou provoquer une action intrusive, il a été déterminé que le chemin de graisse était au bon endroit et que le lubrifiant pénétrait vraiment dans le roulement. L'état réel du roulement a été déterminé et l'épaisseur du film de lubrifiant a été mesurée et enregistrée.

ABB a honoré la garantie. Le moteur endommagé a été réparé et stocké pour une pièce de rechange et le nouveau moteur fonctionne toujours aujourd'hui. Un système de surveillance en ligne (MG-4) continue de surveiller ces roulements de moteur électrique ABB.

Figure 3.

Cas n°3 :Evanite Fiber Corporation

• Un moteur de 125 ch et un entraînement par courroie sur un ventilateur d'extraction pour un processus de verre filé utilisé pour fabriquer des filtres à haute densité.
• Cet exemple n'était pas nécessairement sur le moteur, mais sur l'arbre du ventilateur.

L'un des défauts d'installation des roulements les plus courants qui affecte l'épaisseur du film de lubrification est l'installation et la configuration du roulement à rouleaux sphériques à double rangée à alésage conique à l'aide d'un adaptateur conique fendu dans une unité montée (c'est-à-dire un palier à semelle). Bien qu'il ne s'agisse pas d'un roulement de moteur électrique, il se trouve à proximité immédiate de chaque moteur d'entraînement.

L'adaptateur conique est utilisé comme dispositif de coin pour maintenir l'inter-course du roulement sur l'arbre. Tous les fabricants de roulements ont recommandé des jeux pour appliquer ce type de roulement. Ce type de roulement dans un palier à semelle est très courant sur les grandes applications de ventilateurs et est un style très populaire pour de nombreuses autres applications.

Figure 4.

Si le manchon conique (adaptateur) est trop enfoncé en serrant trop fort l'écrou de la clé (pratique très courante), le jeu interne du roulement sera supprimé, réduisant ainsi l'épaisseur du film de lubrification.

Même si ces roulements fonctionnent sans défaut apparent ni alarme de vibration, la fiabilité de la machine a été compromise car l'opérateur ne peut pas voir le problème d'épaisseur du film. L'épaisseur du film lubrifiant peut être mesurée pour déterminer l'état réel du roulement pendant le démarrage sans définir de ligne de base ni de marche. Différencier les défauts d'endommagement de la surface des roulements et les défauts d'épaisseur du film lubrifiant est une connaissance puissante.

Cas n° 4 :Superior Lumber Company

• Moteur de 25 ch entraînant une déligneuse dans une scierie.

Les moteurs standard montés sur pattes qui sont montés en position verticale doivent faire l'objet d'une attention particulière en ce qui concerne la lubrification.

Le roulement normalement monté dans un moteur horizontal supporte la charge/la charge en porte-à-faux dans la direction radicale. Si le moteur est monté en position verticale, le roulement subira plus de charges de poussée et la lubrification s'écoulera par l'ouverture d'un roulement ouvert ou protégé. Un roulement scellé maintiendra le réservoir de lubrifiant dans la moitié inférieure du roulement car le roulement est couché sur le côté dans cette application. Cette position forcera également toutes les billes d'un roulement à billes d'un côté du chemin de roulement, les plaçant ainsi toutes dans une situation plus chargée dans les directions radiale et de poussée. La charge affecte l'épaisseur du film lubrifiant. Normalement, un moteur monté dans cette position devra être lubrifié plus souvent que ce qui est recommandé.

Figure 5.

Résumé
La capacité de mesurer l'épaisseur du film lubrifiant est primordiale. Une meilleure gestion des actifs et une meilleure fiabilité de la machine peuvent être obtenues en mesurant l'épaisseur du film dès que la machine est allumée. Cela prolongera la durée de vie des roulements et de la machine.

L'épaisseur du film de lubrification dans les roulements à éléments roulants est critique. Il peut être mesuré pour détecter et dépanner les quantités de lubrification appropriées (sur/sous), le bon type de lubrifiant pour le bon travail, pour détecter les défauts d'installation et même pour identifier le manque d'épaisseur du film s'il y a une compatibilité et/ou une contamination problème.

Connaître l'épaisseur du film de lubrification dans les roulements à éléments roulants, même un roulement étanche, est une information qui vaut la peine d'être mesurée. Le lubrifiant ne doit être appliqué qu'aux roulements à billes en raison des exigences de la demande. Mesurer l'épaisseur du film de roulement avant de lubrifier garantira qu'il y a vraiment une exigence de lubrification. Les systèmes d'alimentation automatique en lubrification peuvent fournir la quantité optimale de lubrification au bon moment lorsqu'ils sont signalés par un système de mesure en ligne. Connaître l'épaisseur du film de lubrification dans les roulements à éléments roulants est essentiel aux meilleures pratiques de gestion des actifs. Savoir ce qui compte vraiment dans les roulements pour assurer la fiabilité de la machine, c'est connaître l'épaisseur du film de lubrification.