Comprendre les défauts des transmissions par courroie
défauts de transmission par courroie Les problèmes qui se posent dans les systèmes de transmission de puissance par courroie sont les suivants : usure, endommagement ou détérioration de la courroie ; tension incorrecte de la courroie ; désalignement de la poulie ; usure ou détérioration de la poulie excentricité; et la résonance. Chacun d'entre eux marque une caractéristique Vibrations sur la machine à des fréquences liées à la vitesse des courroies, à la vitesse de rotation des poulies et au nombre de courroies — ce qui les rend identifiables par analyse des vibrations.
Les transmissions par courroie sont simples et économiques par rapport au couplage direct ou à l'engrenage, mais cette simplicité s'accompagne de son propre catalogue de sources de vibrations et de modes de défaillance. Il est essentiel de les comprendre pour diagnostiquer efficacement les machines, notamment parce qu'une défaillance de la courroie sur un ensemble motorisé peut facilement être confondue avec un problème au niveau du moteur ou de la machine entraînée si l'analyste ne connaît pas les fréquences propres de la courroie.
1. Défauts courants des transmissions par courroie
Désalignement de la courroie
Des poulies qui ne sont pas parallèles ou une courroie qui n'est pas centrée dans ses rainures :
- Symptôme : élevé vibrations axiales, parallèle à l'arbre.
- Fréquence : principalement 1× la vitesse de l'arbre des poulies.
- Visuel : la courroie se déplace d'un côté des poulies, avec une usure inégale.
- Causes : des poulies mal alignées, un arbre courbé, ou une déformation du bâti.
- Effets : Usure accélérée de la courroie, charges latérales sur les roulements, durée de vie réduite de la courroie
Tension incorrecte de la courroie
L'insuffisance et l'excès de tension sont tous deux source de problèmes, de manière opposée.
- Insuffisante (trop lâche) : le glissement de la courroie, les vibrations à basse fréquence et les grincements. Le glissement est variable, sous-synchrone avec perte de puissance, échauffement et glaçage de la courroie, variation de la vitesse et affaissement visible entre les poulies.
- Excessive (trop serrée) : des charges élevées sur les roulements et des vibrations importantes aux fréquences de l'arbre, entraînant une usure accélérée des roulements, une déviation de l'arbre et une rupture des câbles internes de la courroie. L'inspection révèle une déflexion insuffisante lorsque la courroie est pressée.
Usure et détérioration des courroies
- Usure de la surface : les faces lisses et glacées des courroies qui n'adhèrent plus.
- Fissuration : Fissures superficielles dues à l'âge, à la flexion et à l'exposition aux intempéries
- Détérioration du cordon : la dégradation de l'armature interne.
- Dommages aux flancs : l'effilochage dû à un mauvais alignement ou à un contact avec le bord de la poulie.
- Vibrations : une augmentation progressive des niveaux globaux avec un comportement erratique d'un essai à l'autre.
Résonance de la courroie
- La portée de la courroie se comporte comme une corde vibrante avec ses propres fréquences naturelles.
- L'excitation à la vitesse de marche peut entraîner cette résonance.
- Il en résulte une oscillation ou un flottement visible de la courroie.
- Le bruit et les vibrations apparaissent à la fréquence naturelle de la courroie, généralement entre 5 et 50 Hz.
- La solution consiste à modifier la tension de la courroie (ce qui modifie la fréquence naturelle) ou à ajouter un galet tendeur.
Défauts des poulies
- Poulie excentrique : produit une vibration de 1× par la variation cyclique de la tension de la courroie.
- Sillons usés : la courroie se place mal, avec un contact irrégulier.
- Poulie endommagée : des entailles, des bosses ou de la corrosion sur la surface de travail.
- Poulie pliée : oscille, créant une variation cyclique de la tension de la courroie.
2. Fréquences caractéristiques des vibrations
La clé du diagnostic des transmissions par courroie est que leurs défauts apparaissent à des fréquences que l'on peut prédire à partir de la géométrie — et, surtout, la fréquence de passage de la courroie est généralement sous-synchrone, inférieure à la vitesse des arbres.
Fréquence de passage de la courroie (BPF)
La fréquence à laquelle un point donné de la bande passe à un endroit fixe :
- Calcul : BPF = vitesse de la bande (m/s) ÷ longueur de la bande (m).
- Forme alternative : BPF = (π × D × RPM) ÷ (60 × longueur de la courroie).
- Valeurs typiques : 1-20 Hz pour la plupart des transmissions industrielles par courroie.
- Utilisation diagnostique : les défauts de la courroie génèrent des pics au niveau du BPF et de son harmoniques. Étant donné qu'un défaut de courroie passe par chaque poulie une fois par révolution de la courroie, l'harmonique 2× BPF est souvent la plus forte.
L'établissement de ces fréquences à la main est source d'erreurs ; notre Calculateur de fréquence des défauts des transmissions par courroie transforme les diamètres des poulies, la vitesse et la longueur de la courroie en fréquences BPF et poulies à rechercher dans l'analyseur. spectre.
Fréquences de courroie multiples
Pour les transmissions à courroies multiples, courantes dans les systèmes à courroies trapézoïdales :
- Chaque courroie a une longueur effective légèrement différente.
- Les petites différences de vitesse créent fréquences de battement.
- Cela se traduit par une modulation d'amplitude à basse fréquence, avec des battements autour de 1-5 Hz.
- Un certain degré de battement est normal pour les transmissions à courroies multiples, mais des battements prononcés indiquent que les courroies ne sont pas appariées.
Fréquences des poulies
- Vitesse de rotation de la poulie : une composante 1× pour chaque poulie.
- Nombre de rainures : certains modèles présentent un pic aux rainures × RPM.
- Poulie excentrique : une composante de 1× à la vitesse de l'arbre de cette poulie.
3. Détection et diagnostic
Analyse des vibrations
- Analyse spectrale: rechercher les pics au niveau du BPF, des vitesses d'arbre et de leurs harmoniques.
- Mesures axiales : une vibration axiale élevée indique un défaut d'alignement.
- Vibrations des roulements : comparer les roulements du moteur et de l'équipement entraîné pour localiser la source.
- Fréquences de battement : la modulation à basse fréquence révèle les courroies dépareillées dans un jeu de courroies multiples.
Inspection visuelle
- État de la courroie : rechercher des fissures, du glaçage, de l'effilochage et des morceaux manquants.
- Modèles d'usure : une usure irrégulière signale un problème d'alignement ou de tension.
- Suivi de la courroie : vérifier que la courroie reste centrée dans ses rainures.
- État de la poulie : inspecter les rainures pour détecter usure, dommages et encrassement.
- Alignement : vérifier l'alignement des poulies à l'aide d'une règle ou d'un outil laser.
Mesure de la tension
- Méthode de déflexion : appuyez sur la courroie à mi-portée et mesurez la déflexion (à titre indicatif, 1/64 de pouce par pouce de portée).
- Tensiomètre : un instrument spécialisé qui mesure la fréquence ou la force de la courroie.
- Spécifications du fabricant : comparer le résultat à la tension recommandée.
4. La place du Balanset-1A
Les transmissions par courroie côtoient les mêmes défauts que ceux qu'un analyseur portable est utilisé pour traquer, et les distinguer est la moitié de la bataille du diagnostic. Un instrument de terrain à deux canaux tel que le Balanset-1A capture les amplitude et phase de chaque composant et résout la FFT de sorte que les pics de passage de courroie sous-synchrones peuvent être clairement séparés des pics 1× déséquilibre des poulies et le 2× de l'un ou l'autre. désalignement. Une fois qu'un défaut de courroie ou de poulie a été exclu, le même instrument est utilisé pour équilibrage sur site une poulie excentrique ou déséquilibrée en place — en mesurant, corrigeant et vérifiant l'équilibrage. balourd résiduel sans retirer l'entraînement du service.
5. Problèmes courants et solutions
- Glissement de la courroie : grincement, variation de vitesse, échauffement et glaçage - causés par une faible tension, une courroie usée, une contamination par l'huile ou une surcharge. Pour y remédier, il faut augmenter la tension, remplacer la courroie, nettoyer les poulies ou réduire la charge.
- Usure prématurée de la courroie : Les problèmes sont dus à un mauvais alignement, à une tension incorrecte, à des facteurs environnementaux ou à l'usure de la poulie. Il faut y remédier par un alignement de précision, une tension correcte, le remplacement des poulies et la protection de l'environnement.
- Vibrations excessives : de la résonance de la courroie, des poulies excentriques, des courroies usées ou d'un mauvais alignement. Ajouter des guides de courroie ou des galets tendeurs, remplacer les poulies, réaligner ou remplacer les courroies.
- Fonctionnement bruyant : causées par des courroies usées ou glacées, un mauvais alignement ou une résonance - on y répond en remplaçant les courroies, en alignant les poulies, en réglant la tension ou en ajoutant de l'amortissement.
6. Entretien préventif
Inspections régulières
- Contrôles visuels de l'état des courroies, tous les mois.
- Vérification de la tension, trimestrielle ou selon le fabricant.
- Vérification de l'alignement, annuellement ou après tout remplacement de courroie.
- Inspection de l'usure des poulies lors des changements de courroie.
Pratiques de remplacement des courroies
- Ensembles appariés : remplacer toutes les courroies d'une transmission à courroies multiples.
- Sélection appropriée : utiliser le type et la taille de courroie adaptés à l'application.
- Aligner d'abord : vérifier l'alignement des poulies avant de monter de nouvelles courroies.
- Tension correcte : suivre les spécifications du fabricant.
- Période de rodage : revérifier et ajuster la tension après les premières 24-48 heures d'utilisation.
7. Avantages et limites
Comprendre les qualités et les défauts d'une transmission par courroie permet de replacer ses défauts dans leur contexte.
- Avantages : isolation des vibrations (la souplesse de la courroie absorbe les chocs), protection contre les surcharges (la courroie glisse au lieu de casser les composants), rapports de vitesse réglables (en changeant la taille des poulies), économie et simplicité, et fonctionnement silencieux lorsqu'il est en bon état.
- Limites : une durée de vie limitée nécessitant un remplacement régulier, des pertes d'efficacité dues au glissement (typiquement 2-5%), une tension qui impose des charges latérales aux roulements, une adaptation uniquement à une puissance modérée, et une sensibilité à l'alignement et à l'environnement.
Les défauts de la transmission par courroie, bien que généralement moins graves que palier ou défaillances de l'engrenage, ont néanmoins un effet réel sur la fiabilité, l'efficacité et le niveau sonore de l'équipement. La connaissance des fréquences spécifiques et des modes de défaillance propres aux courroies permet à l'équipe de maintenance d'assurer une surveillance efficace et d'intervenir à temps, afin de maximiser la durée de vie des courroies et d'éviter les défaillances inattendues qui immobilisent les machines entraînées par courroie.
