Maintenance & Entreprise n° 656 bis

PRATIQUE DES FORMATIONS

PRATIQUE DES FORMATIONS CONTINUES POUR QUELLE MAINTENANCE ? toujours, un jour, grille un palier. Et, là, c’est la panique. On lit le dégât sur la pièce de rechange, le coussinet dans le palier. Le premier réflexe est de le changer en pensant qu’il à fait son temps. Mais un coussinet à rarement de raison intrinsèque de lâcher. Il y a presque toujours un motif extrinsèque. Si on ne le traite pas en pensant que le seul remplacement du coussinet suffira, alors on a de forte probabilité pour que la fiabilité de la machine se dégrade et de regriller le palier dans les mêmes conditions. Là il faut percer le mystère, tout regarder, tout analyser, tout contrôler sur la machine, parfois bien loin du palier lui-même. Malgré sa discrétion, le palier hydrodynamique voit passer toute la puissance de la machine. Ses améliorations successives ont amené à interposer une pièce intermédiaire : le coussinet (ou la bague, le cas échéant). C’est une pièce critique, qui, en cas de problème, se sacrifiera pour préserver l’organe noble qu’est l’arbre. En fonctionnement nominal, sa durée de vie est infinie, il n’y a pas de contact solide/solide mais laminage de couches de molécules entre elles, dans le film hydrodynamique. Qui plus est, si on garantit l’alimentation en lubrifiant du palier, (le « gavage ») que ce soit par barbotage, par anneau flottant, par gravité, par alimentation sous pression, le palier pompe lui-même le fluide dont il a besoin pour fonctionner. Il s’établit donc un régime permanent, d’équilibre des pressions avec les charges à une température donnée, et régulée par le débit de lubrifiant et la conductivité thermique du palier. Dans cet état idéal, notre palier qui permet d’atteindre des niveaux d’énergie, de pression et de vitesse linéaire sans commune mesure avec ce qu’autoriseraient les meilleurs roulements, présente une excellente tolérance aux sollicitations extérieures. Son film de lubrifiant se comportera comme un amortisseur, avec une raideur et un coefficient d’amortissement très favorable à l’atténuation des vibrations. Les éventuelles pollutions de particules dans le lubrifiant pourront être mises hors d’état de nuire en étant enchâssées dans la couche superficielle du coussinet. D’autres particules, compatibles avec l’épaisseur du film hydrodynamique seront simplement transportées jusqu’au prochain filtre. Un apport calorique diminuera la viscosité, augmentera le débit, et donc régulera la température au niveau du palier. Les jeux inhérents au mécanisme, faciliteront la tolérance au désalignement. Le pouvoir d’accommodation du matériaux antifriction pourra, dans certains cas, favoriser le positionnement de l’arbre et l’optimisation de sa portance. L’absence d’accointance métallurgique des métaux en présence, autorisera les « touchettes » sans conduire au grippage et ses terribles conséquences. Voilà un tableau idyllique qui décrit assez fidèlement ce qui se passe silencieusement dans l’immense majorité des paliers des machines de l’industrie depuis des siècles. Pourtant, le responsable machines tournantes, de tel ou tel site, n’est pas si serein. Car cette description va sans compter avec les aléas liés à l’exploitation des machines tournantes. Si le palier hydrodynamique est en général « auto stable » c’est-à-dire qu’il revient naturellement à un régime permanent après une sollicitation qui l’en aurait écarté momentanément, il existe un certain nombre de situations qui conduisent à sa défaillance. DE L’INTÉRÊT DE LA TECHNOLOGIE DU PALIER HYDRODYNAMIQUE Sa fiabilité éprouvée, sa tolérance aux modes de fonctionnement dégradés, sa sécurité en cas de rupture, font du palier hydrodynamique une technologie incontournable que l’on retrouve dans toutes les machines de forte puissance (compresseurs, turbines, moteurs, alternateurs, réducteurs, pompes, laminoirs, concasseurs, …). Pourtant, il lui arrive de faillir. Seule trois conditions régissent l’établissement d’un régime hydrodynamique. Il faut un fluide visqueux à disposition, une convergence de surface et un mouvement relatif. C’est l’aquaplaning du pneu sur la flaque d’eau, c’est la spatule du skieur sur l’eau, autant d’exemple de régimes hydrodynamiques, voulus ou non, qui portent la charge avec peu de frottement. Mais derrière cette simplicité, au premier abord, se cachent une multitude de paramètres qui garantissent le bon fonctionnement ou au contraire peuvent conduire à la rupture. Un palier hydrodynamique est dimensionné et conçu pour une « puissance » symbolisée par le facteur PV où P représente la charge (plus exactement la pression) et V la vitesse relative. Dans ces conditions, la température de fonctionnement, la position de l’arbre dans son logement, le débit de fluide, la raideur, et l’amortissement du coussin de lubrifiant sont déterminés, et compatibles avec un bon fonctionnement. Ces conditions nominales de fonctionnement ne sont pas toujours réunies. Commençons par le fluide visqueux. Il faut qu’il soit disponible, en quantité suffisante, dans la plage de viscosité recherchée, pas contaminé au-delà de la capacité d’absorption du palier. Le lubrifiant, inadapté, absent, ou mal entretenu est une cause majeure de perte de fiabilité sur une machine. 50 I MAINTENANCE & ENTREPRISE • N°656 bis • Janvier 2020

La formation, facteur clé du déploiement de l’usine 4.0 PRODUCTION MAINTENANCE CIMI FORMATIONS MANAGEMENT & EFFICACITE PERSONNELLE Inter - Intra AUTOMATISMES & ROBOTIQUE Automatismes Supervision - Réseaux Electrotechnique Régulation Robotique Variation de vitesse MECANIQUE & FLUIDE Mécanique Oléohydraulique Pompes & Vannes Pneumatique Soudage Usinage & Matériaux ENERGIES Air - Gaz - Vapeur - Vide Froid - Climatisation Maîtrise des énergies www.cimi.fr Blois : 02 54 74 65 15 / Lyon : 04 87 34 03 34