Que se passe-t-il lorsque votre équipement mécanique tombe en panne ? De l'usure aux pannes soudaines, il est essentiel de comprendre ces défaillances pour maintenir l'efficacité et la sécurité. Cet article se penche sur les causes, les critères de jugement et les classifications des défaillances mécaniques, et donne un aperçu de leur impact sur les opérations et de la manière de les gérer efficacement. En lisant cet article, vous acquerrez les connaissances nécessaires pour identifier les problèmes potentiels avant qu'ils ne se transforment en problèmes coûteux, garantissant ainsi le bon fonctionnement et la sécurité de vos machines.
Au cours de l'utilisation d'un équipement mécanique, il est inévitable que l'usure, la rupture, la corrosion, la fatigue, la déformation, le vieillissement et d'autres situations se produisent, entraînant une dégradation des performances de l'équipement et la perte des fonctions spécifiées, voire des capacités de production.
Ce phénomène de dégradation des performances de l'équipement et de perte des fonctions spécifiées est appelé "panne" ou "dysfonctionnement".
En général, "panne" et "dysfonctionnement" sont synonymes. Toutefois, au sens strict, selon le document GB 3187-1994, "le dysfonctionnement fait référence au fait que le produit perd sa fonction spécifiée, ce qui est souvent appelé défaillance pour les produits réparables".
La signification de l'échec a été clarifiée ci-dessus, mais l'échec ne peut pas être déterminé uniquement par un sentiment intuitif et doit être basé sur certains critères de jugement.
Tout d'abord, il est nécessaire de clarifier ce qu'est la "fonction spécifiée" que le produit maintient, ou dans quelle mesure la perte de la fonction du produit est considérée comme une défaillance.
Certaines fonctions spécifiées sont très claires et ne donneront pas lieu à des interprétations différentes, telles que l'endommagement d'un cylindre de moteur obligeant à s'arrêter pour effectuer des réparations.
Il est parfois difficile de déterminer la fonction spécifiée, en particulier lorsque la défaillance est due à une diminution progressive de la fonction. Par exemple, si l'usure du moteur dépasse une certaine limite, elle exacerbera l'usure, entraînera une réduction de la puissance, augmentera le taux de consommation de carburant et, lorsque cette situation se produit, elle peut être considérée comme une défaillance.
Cependant, il est difficile de déterminer la limite d'usure en cours d'utilisation, comme dans le cas du moteur susmentionné, si la charge est réduite, si l'huile de lubrification est augmentée, un moteur présentant une certaine usure peut encore à peine continuer à être utilisé, et peut ne pas être considéré comme une défaillance, ce qui nécessite de fixer des normes à l'avance.
Deuxièmement, pour déterminer s'il s'agit d'une défaillance, il faut également analyser les conséquences de la défaillance, principalement pour voir si la défaillance affecte la production du produit, l'équipement et la sécurité des personnes.
En plus d'utiliser le non-respect des limites autorisées spécifiées dans les paramètres techniques comme critère de jugement pour la défaillance, nous devons également examiner si des conséquences inacceptables de la défaillance se produiront si les travaux se poursuivent dans cet état.
Par conséquent, l'évaluation de la défaillance d'un produit ne dépend pas uniquement de la "fonction spécifiée" du produit, mais doit également prendre en compte les conséquences de la défaillance.
D'une manière générale, on entend par défaillance d'un produit : dans les conditions spécifiées, le produit ne peut pas remplir les fonctions spécifiées ; dans les conditions spécifiées, un ou plusieurs paramètres de performance ne peuvent pas être maintenus dans les limites supérieures et inférieures spécifiées ; lorsque le produit fonctionne dans la plage de contraintes spécifiée, il provoque diverses fissures, fuites, usure, rouille, dommages et autres états dans les pièces ou les composants mécaniques.
Les normes d'évaluation des défaillances varient d'un produit à l'autre et le point de départ des travaux de recherche est différent, de sorte que les défaillances définies sont également différentes et qu'il est difficile de les unifier. Toutefois, au sein d'un même service utilisateur, il devrait y avoir des normes unifiées.
En conclusion, les principes suivants doivent être respectés lors de la détermination des critères de jugement de défaillance : Il ne peut pas perdre sa fonction dans les conditions d'utilisation ; les critères de jugement de défaillance "déterminent en fonction de la performance acceptable" ; différents produits peuvent être mesurés en fonction des principaux indicateurs de performance du produit.
Selon le document GB 3187-82, le mode de défaillance fait référence à la "manifestation de la défaillance du produit (mauvais fonctionnement)".
Les modes de défaillance sont obtenus par les sens humains ou les instruments de mesure.
Lorsque l'on étudie la défaillance d'un produit, on part souvent du phénomène de la défaillance du produit, puis on découvre la cause de la défaillance par le biais du phénomène, et il est donc nécessaire de clarifier les modes de défaillance du produit à différents niveaux fonctionnels.
Les modes de défaillance des équipements mécaniques et de leurs composants peuvent être grossièrement répartis dans les catégories suivantes :
Pour gérer la maintenance des équipements mécaniques et l'analyse des défaillances, il est essentiel de comprendre et de maîtriser les classifications des défaillances. Cela permettra de clarifier les concepts physiques des différents défauts et de les traiter de manière systématique.
Les méthodes de classification des défauts varient en fonction des objectifs de la recherche.
1) Selon la nature des failles, on distingue les failles naturelles et les failles d'origine humaine.
Les défaillances d'origine humaine sont causées par des actions intentionnelles ou non intentionnelles des utilisateurs de la machine.
2) En fonction de l'emplacement des défauts, ceux-ci sont classés en défauts globaux et en défauts localisés.
La plupart des défauts se produisent dans les parties les plus faibles du produit, et ces zones doivent être renforcées ou modifiées structurellement.
3) En fonction de la chronologie des défaillances, celles-ci sont classées en période de rodage, période d'utilisation normale et période d'usure.
Tout au long du cycle de vie du produit, la probabilité d'apparition de défauts se situe principalement au cours de la période d'usure.
4) En fonction du taux d'apparition des défaillances, celles-ci sont divisées en défaillances soudaines et progressives.
Les défaillances soudaines se caractérisent par l'absence de signes détectables avant la défaillance d'un composant. Par exemple, des pièces peuvent développer des fissures de déformation thermique en raison d'une lubrification interrompue, ou des fractures de composants peuvent se produire en raison d'une utilisation incorrecte de la machine ou d'une surcharge. Les défaillances soudaines résultent de divers facteurs défavorables et d'influences externes inattendues, et leur apparition est imprévisible et sans rapport avec la durée d'utilisation.
Les pannes progressives, quant à elles, résultent de la détérioration graduelle de certaines pièces de la machine, ce qui fait que leurs paramètres de performance dépassent la plage admissible. La plupart des pannes d'équipements mécaniques entrent dans cette catégorie. Les causes de ces défauts sont étroitement liées à l'usure des matériaux, à la corrosion, à la fatigue et au fluage. Ces défauts se produisent dans les derniers stades de la durée de vie effective d'un composant, pendant la période d'usure, et peuvent être évités. La probabilité d'apparition de ces défauts est liée à la durée de fonctionnement de la machine.
Il existe un lien entre les défauts soudains et les défauts progressifs. On peut dire que tous les défauts sont progressifs car les changements dans les choses suivent un processus allant du changement quantitatif au changement qualitatif.
5) Les défauts sont classés en défauts non liés et en défauts liés sur la base de leur corrélation.
Les pannes non liées sont celles qui ne sont pas causées par la défaillance d'autres pièces de la machine. En revanche, les pannes liées sont celles qui sont causées par la défaillance d'autres composants.
Par exemple, l'adhérence d'un palier de vilebrequin dans un moteur en raison d'un défaut d'alimentation en huile est un défaut lié. Toutefois, si un défaut dans le mécanisme de distribution du moteur n'est pas lié à un défaut dans les composants de la transmission, il s'agit d'un défaut non lié.
6) Sur la base des caractéristiques externes, les défauts sont divisés en défauts visibles et cachés.
Les défauts visibles sont ceux que l'on peut observer à l'œil nu, comme les fuites d'huile ou d'eau. À l'inverse, les défauts cachés sont ceux qui ne sont pas facilement visibles, comme une soupape de moteur cassée.
7) La gravité des défauts est divisée en défauts complets et partiels.
La gravité d'un défaut est mesurée par la possibilité de continuer à utiliser le produit. Un défaut complet implique que les performances du produit ont dépassé une certaine limite, entraînant une perte totale de la fonction désignée. Un défaut partiel indique que les performances du produit ont dépassé une certaine limite, mais qu'il n'a pas entièrement perdu sa fonction spécifiée.
8) Les défauts sont classés en trois catégories : ceux qui sont dus à la conception, ceux qui sont dus au processus de production et ceux qui sont dus à l'utilisation.
Les raisons de ces défauts sont notamment des erreurs de conception ou de calcul qui entraînent une augmentation déraisonnable de la consommation d'énergie. structure du produitL'utilisation de matériaux de qualité inférieure, de méthodes d'usinage inadaptées, d'une précision insuffisante des équipements d'usinage, d'un assemblage non conforme aux exigences techniques, du non-respect des procédures d'exploitation pendant l'utilisation, ou d'une maintenance, d'un transport ou d'un stockage non conformes aux exigences techniques.
9) En fonction des conséquences, les fautes peuvent être classées en fautes fatales, graves, générales et mineures.
La gravité des conséquences d'une défaillance se réfère principalement à son impact sur l'assemblage, le système, la machine et la sécurité des personnes. Les défauts mortels mettent en danger l'équipement et la sécurité des personnes, entraînent la mise au rebut de pièces majeures, provoquent des pertes économiques importantes ou causent de graves dommages à l'environnement.
Les défauts graves peuvent entraîner des dommages importants aux principaux composants, affecter la sécurité de la production et ne peuvent être éliminés en peu de temps, même avec des pièces remplaçables.
Les pannes générales entraînent une baisse des performances de l'équipement, mais n'endommagent pas gravement les principaux composants et peuvent être éliminées rapidement en remplaçant les pièces consommables.
Les défauts mineurs n'entraînent généralement pas de baisse de performance de l'équipement, ne nécessitent pas de remplacement de pièces et peuvent être facilement éliminés.
10) En fonction des conséquences, les défauts peuvent également être classés en défauts fonctionnels et en défauts de paramétrage.
Les défauts fonctionnels sont ceux qui empêchent le produit de remplir sa fonction, comme un réducteur qui ne tourne pas et ne transmet pas l'énergie, un moteur qui ne démarre pas ou une pompe à huile qui ne fournit pas d'huile.
Les défauts de paramètres sont ceux qui font que les paramètres ou les caractéristiques du produit dépassent la limite autorisée, par exemple une machine qui endommage sa précision d'usinage ou qui n'atteint pas sa vitesse maximale.
Lors de l'analyse qualitative ou quantitative des défaillances, il est essentiel de prédéfinir les niveaux de défaillance. C'est la seule façon de juger de l'impact et des conséquences de chaque mode de défaillance sur le système.
En fait, la classification des niveaux de défaillance consiste essentiellement à appliquer le principe de l'effet des conséquences de la défaillance sur le système. Les défaillances fatales sont généralement classées au niveau I, les défaillances graves au niveau II, les défaillances générales au niveau III et les défaillances mineures au niveau IV.
Les facteurs pris en compte pour classer les niveaux de défaillance sont les suivants :
En résumé, la classification des niveaux de défaillance doit tenir compte de facteurs tels que la performance, le coût, le cycle, la sécurité, etc. Ces facteurs comprennent l'impact global de la défaillance d'un composant sur la sécurité des personnes, l'achèvement des tâches, les pertes économiques et d'autres aspects.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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