Meilleures pratiques pour la maintenance des convoyeurs

Oct 18, 2023

Malgré ses capacités avancées, les équipements d'automatisation utilisés sur les chaînes de montage restent susceptibles de tomber en panne. Cela pose aux fabricants le défi permanent d'empêcher les arrêts d'équipement non planifiés, qui sont toujours perturbateurs et coûteux. L'un des moyens éprouvés par lesquels les entreprises relèvent ce défi consiste à effectuer une maintenance régulière et appropriée, que ce soit pour un robot, un indexeur rotatif ou linéaire ou un convoyeur.

« Un entretien constant et approprié des convoyeurs peut représenter un investissement important, en termes de temps, pour une entreprise, surtout si elle exploite plusieurs convoyeurs », déclare Will Peters, ingénieur d'applications et de conception chez mk North America Inc. « Mais, en fin de compte, cela en vaudra la peine. Des convoyeurs bien entretenus fonctionnent avec précision et répétabilité, ce qui se traduit par une plus grande disponibilité. Sans eux, l'assemblage, la production, les tests et l'expédition s'arrêteront rapidement.

Récemment, mk North America a fourni un convoyeur à bande centrale personnalisé pour un grand fournisseur automobile de niveau 1. La principale caractéristique du convoyeur est un capteur pneumatique qui suit le bord de la bande afin que sa position centrale soit toujours maintenue pendant le fonctionnement. Cette fonction minimise également l'entretien de la courroie lorsque l'équipement est inactif.

Des supports de trois pouces de large, portant chacun un convertisseur catalytique, sont alimentés à partir d'un convoyeur à treillis métallique à recirculation existant sur l'unité de courroie centrale mk à l'aide d'une poulie de grand diamètre. Pour optimiser le mouvement du transporteur, les ingénieurs de mk ont ​​conçu la bande transporteuse avec un bord de couteau d'alimentation inférieur à 0,078 pouce. Le caractère unique du projet les a également obligés à installer le capteur pour compenser la vitesse lente du convoyeur (15 pi/min), sa largeur extrême et sa courte longueur.

Parce que les convoyeurs sont conçus pour une longue durée de vie, ils sont souvent pris pour acquis. Certains fabricants accordent peu ou pas d'attention à un entretien adéquat. Les entreprises qui adoptent cette approche sont toujours confrontées au risque de perte de productivité.

En revanche, les fabricants s'engagent pleinement à mettre en œuvre un programme de maintenance fiable pour optimiser les performances des convoyeurs. Ce type de programme est à la fois ponctuel - ce qui signifie que des tâches spécifiques sont effectuées quotidiennement, hebdomadairement, mensuellement, trimestriellement ou annuellement - et approfondi, de sorte que tous les composants clés du convoyeur (moyen de transport, entraînements, moteur, poulies, etc.) sont régulièrement entretenus.

Les convoyeurs utilisent des courroies, des chaînes ou des rouleaux pour déplacer les objets. Chaque moyen de transport présente des avantages, des limites et des exigences de maintenance différents.

Les convoyeurs à rouleaux manuels reposent sur la force de gravité pour déplacer les objets. Les rouleaux motorisés, en revanche, ont généralement les capacités de charge utile les plus élevées et offrent un transport robuste avec un fonctionnement silencieux.

Les deux types de rouleaux nécessitent le moins d'entretien de tous les supports, selon Paul Zielbauer, superviseur de service chez Bosch Rexroth. La chose la plus importante est de garder les rouleaux propres et exempts de contaminants comme la colle et les produits chimiques.

Marc Halliburton, directeur de l'ingénierie chez Motion Index Drives Inc., explique que les débris accumulés près des rouleaux peuvent augmenter leur frottement et provoquer leur blocage. Ceci est particulièrement pertinent lorsque le convoyeur est situé à proximité d'une zone de soudage. Les scories de soudage en suspension dans l'air, qui contiennent des particules de la taille du sable, peuvent se déposer dans les rouleaux et les dégrader lentement.

"Chaque rouleau comporte un embrayage qui transfère le couple dans une direction et se déplace librement dans la direction opposée", note Zielbauer. "Cet embrayage doit être vérifié périodiquement et remplacé si nécessaire. Le remplacement est recommandé lorsque l'embrayage atteint le point de réglage maximal, ce qui se produit lorsque le ressort de réglage ne peut plus être étiré."

Peters dit que l'inspection visuelle régulière des rouleaux est une bonne pratique, le niveau de production déterminant la fréquence. Des contrôles hebdomadaires sont recommandés pour les fortes productions et des contrôles mensuels ou trimestriels pour les faibles productions.

"Si le préposé à l'entretien repère des marques sur les rouleaux, il n'a pas besoin de supposer qu'il y a quelque chose qui ne va pas avec les rouleaux", explique Peters. "Souvent, cela signifie qu'il y a un problème de processus quelconque. Par exemple, cette zone est peut-être celle où une palette de transfert est tournée avant de continuer."

Les supports à bande sont idéaux pour les charges utiles plus légères et peuvent transférer des matériaux sur de longues distances à des vitesses élevées. Les courroies utilisées sur les convoyeurs pour les applications d'assemblage sont généralement en vinyle (en fait un chlorure de polyvinyle) ou en polyuréthane. Les bandes modulaires sont constituées de modules individuels en plastique ou en acier reliés entre eux par des tiges articulées. Le type plastique est destiné à la transformation des aliments, tandis que le métal est destiné aux applications d'emballage primaire et secondaire.

Peters explique que la tension de la courroie doit être vérifiée régulièrement pour maintenir un suivi correct de la courroie, ou un alignement correct, dans le châssis du convoyeur. La tension appropriée de la courroie est la tension la plus faible qui permet à la courroie de fonctionner en douceur et de ne pas glisser.

"Une courroie trop lâche peut causer plusieurs problèmes, comme une usure excessive ou des dommages", note Peters. "Parfois, une courroie hors piste peut frotter continuellement contre le cadre et se dévorer, pour ainsi dire."

Les courroies sous trop de tension subissent également une usure excessive, ainsi qu'un étirement excessif au-delà de la norme de 2 %. Un autre problème est le tassement de la ceinture, où les bords de la ceinture s'enroulent.

Certains convoyeurs, comme un convoyeur à courroie dentée, nécessitent une courroie plus spécialisée. Cette ceinture est disponible en une ou plusieurs couches, avec différents tissus et matériaux de support/revêtement, et profils de dents. Mais, il nécessite toujours une tension appropriée et une inspection visuelle au moins tous les trois mois, selon Peters.

"Les ceintures fléchiront naturellement un peu avec le temps", explique Halliburton. "Cependant, dans les environnements avec des fluctuations de température fréquentes ou une humidité élevée, la pourriture sèche ou la fissuration des parois latérales peut être un problème. Pour confirmer la pourriture sèche, desserrez suffisamment la courroie pour la replier et inspectez visuellement le dessous de la courroie."

Les chaînes nécessitent le plus d'entretien parmi les trois médias. Les chaînes à dessus plat, qui peuvent être en plastique, en acier ou en acier inoxydable, sont conçues pour supporter des charges utiles plus lourdes et recommandées pour les sections courbes d'un convoyeur. Les opérateurs placent souvent des capuchons qui se chevauchent sur ces chaînes pour empêcher les attaches de tomber dedans.

Les chaînes à rouleaux sont disponibles en acier, en plastique et en conception accélératrice, et sont suffisamment durables pour être utilisées dans des environnements difficiles. La plupart de ces chaînes peuvent transporter de lourdes charges utiles et sont également bidirectionnelles, ce qui les rend adaptées aux applications de marche arrière.

Zielbauer recommande trois pratiques d'entretien clés pour protéger les chaînes. La première est une lubrification régulière (toutes les 1 000 heures environ) pour éviter qu'elles ne se dessèchent et ne rouillent. Empêcher la présence de débris ou de petites attaches dans le pignon de chaîne en est une autre. Le numéro trois consiste à maintenir une tension de chaîne appropriée.

"Au fur et à mesure que les broches s'usent, les maillons de la chaîne en acier s'allongent quelque peu", explique Zielbauer. "Assurez-vous simplement que l'étirement est inférieur à 3 %. À ce stade, il est préférable de remplacer l'ensemble de la chaîne et du pignon."

Cependant, même un allongement modéré des maillons peut amener la chaîne à "sauter des dents" sur le pignon et à réduire la précision de la position d'arrêt et de démarrage. Le jeu de la chaîne peut également augmenter. Pour éliminer le mou, retirez ou ajoutez des rangées de maillons de chaîne au besoin.

Bosch propose deux produits d'entretien utiles pour son convoyeur de transfert de palettes TS 2plus, qui est disponible avec un moyen de transport à courroie ou à chaîne. L'un des produits est un module de lubrification automatique qui est monté sur le côté et qui fait couler en continu du lubrifiant sur les maillons de la chaîne pendant le fonctionnement du convoyeur.

Un autre est un système de surveillance des tendeurs pour les chaînes. Il comporte un interrupteur de proximité qui est relié à une lumière, qui s'allume lorsque la tension de la chaîne tombe hors de la tolérance.

MK propose un module de lubrification automatisée en option pour son convoyeur de transfert de palettes VersaMove, mais pas pour son unité à chaîne à plateau plat VersaFlex. La raison, selon Peters, est que les chaînes à dessus plat sont faites de thermoplastique polyoxyméthylène durable et n'ont pas besoin de lubrification. Un autre avantage du VersaFlex est qu'il transporte de petites palettes (jusqu'à 6 pouces de large, charge utile de 22 livres) autour des coins (30 à 180 degrés) et monte et descend avec une précision de positionnement de ± 0,25 millimètre.

Si des courroies ou des chaînes transportent des composants électriques, l'électricité statique peut être dangereuse. Pour dissiper l'électricité statique, les ingénieurs peuvent utiliser des courroies conductrices ou des brosses antistatiques pour protéger les produits.

Les convoyeurs à maillons de précision, comme la série LFA fabriquée par Motion Index Drives, sont dotés d'un type de chaîne unique. Halliburton préfère l'appeler "une série de petits assemblages de liens". Dans chaque assemblage se trouve un lien en aluminium de qualité aéronautique avec quatre suiveurs de came scellés personnalisés qui fournissent un guidage et une grande précision sur une piste en acier au sol montée sur le châssis du convoyeur. Un roulement à aiguilles à manchon est inclus dans chaque maillon et un arbre en acier supporte les suiveurs.

"Lorsqu'il est utilisé dans une salle blanche, le convoyeur LFA ne nécessite aucun entretien", affirme Halliburton. "Mais sur les sols d'usine typiques, la piste doit être régulièrement nettoyée à l'aide d'un chiffon ou d'air comprimé pour éliminer les débris. La lubrification est également essentielle."

La maintenance de l'assemblage de liens est minimale. Halliburton ne recommande de vérifier la tension des liaisons qu'une fois par an en présence de matières en suspension dans l'air.

Sur les convoyeurs à maillons non précis, les guidages fixes du fluide de transport doivent être régulièrement contrôlés. Généralement fabriqués en thermoplastique polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé, les rails de guidage sont soumis à une usure et à des vibrations constantes. Une inspection visuelle régulière est recommandée, selon Halliburton, pour s'assurer que les boulons du rail de guidage sont suffisamment serrés. Le remplacement est simple et rapide.

Vérifiez également les bandes d'usure à proximité du moyen de transport. Ces bandes sont souvent épinglées aux plaques latérales pour prolonger la durée de vie du support. Chaque bande doit être soigneusement examinée pour déterminer la taille et le niveau d'usure appropriés, et pour s'assurer qu'elle ne s'est pas désengagée de la plaque latérale.

Les fournisseurs d'équipement citent cinq autres composants clés du convoyeur qui nécessitent un entretien continu. Il s'agit du moteur, de l'unité d'entraînement, des poulies et des systèmes de commande électrique et pneumatique.

La consommation de courant est le principal facteur sur lequel se concentrer en ce qui concerne le moteur, déclare Halliburton. Les utilisateurs finaux doivent s'assurer que le variateur de fréquence du convoyeur régule ce tirage afin qu'il reste dans les tolérances spécifiées sur la plaque signalétique de l'équipement. La tenue d'un journal des valeurs mesurées est une bonne pratique.

Les interférences de corps étrangers peuvent également augmenter lentement la consommation du moteur. Sachez que, quelle que soit sa cause, un tirage excessif peut entraîner une surcharge et une panne du moteur.

"Assurez-vous que tous les composants de refroidissement fonctionnent efficacement", explique Zielbauer. "Pour garantir les meilleures performances possibles, essuyez toute saleté ou crasse des carénages de ventilateur de tous les moteurs pour maintenir un refroidissement correct du moteur."

Une autre bonne pratique consiste à inspecter régulièrement les niveaux de lubrifiant dans les boîtes de vitesses du moteur et à suivre les directives de quantité recommandées par le fabricant. Aussi, lors de l'achat d'un nouveau convoyeur, assurez-vous toujours que le moteur est de la bonne taille pour manipuler les objets à convoyer et le niveau de production prévu.

Les convoyeurs à commande manuelle sont dotés d'une unité d'entraînement non motorisée. Dans les convoyeurs automatisés, l'unité d'entraînement permet le mouvement. Un entraînement de tête ou d'extrémité se trouve du côté décharge du convoyeur, tandis qu'un entraînement central peut être situé au centre ou quelque part sur sa longueur. Ce dernier est monté sous l'équipement et utilisé pour inverser le sens du convoyeur.

L'entretien de l'unité d'entraînement est assez simple, selon Halliburton. Une bonne pratique consiste à inspecter régulièrement l'appareil à la recherche de fixations desserrées ou manquantes qui pourraient s'être introduites à l'intérieur.

Les pièces mobiles à l'intérieur de l'unité, comme le pignon et les roulements, doivent être légèrement graissées comme recommandé par le fabricant. La graisse liquide est généralement placée dans un trou désigné sur l'unité, puis automatiquement dispersée sur les composants.

Un convoyeur comporte au moins deux poulies - une poulie de tête (ou d'entraînement) et une poulie de queue - ainsi que d'autres selon la configuration. Les poulies de tête doivent être correctement alignées pour assurer une tension égale sur la courroie ou la chaîne. Cela prolonge la durée de vie moyenne en empêchant l'étirement prématuré d'un côté.

La tension de la poulie doit également être régulièrement vérifiée, ainsi que son "retard", qui est un matériau lié à la coque de la poulie. Cette couche augmente la protection de la coque et la friction avec la bande transporteuse. Pour vérifier l'état du revêtement, verrouillez le convoyeur avant de passer votre main sur la bande où se trouve le revêtement et vérifiez s'il y a des grumeaux, des bosses ou des divots.

Les composants courants du système électrique à entretenir comprennent les cellules photoélectriques et les barrières immatérielles. Des inspections visuelles de routine de ces composants peuvent éviter les temps d'arrêt et les remplacements inutiles.

Les cellules photoélectriques doivent être régulièrement nettoyées et alignées, en veillant à ce que le réflecteur ne soit ni endommagé ni manquant. L'un ou l'autre de ces problèmes peut entraîner un dysfonctionnement de la cellule photoélectrique. Tout aussi important, une cellule photoélectrique mal alignée créera un point mort et arrêtera le flux de produits dans cette zone.

De nombreux convoyeurs sont également équipés de dispositifs à commande pneumatique, qui nécessitent un régulateur de pression et un contrôle de débit appropriés pour des performances optimales. Une inspection fréquente et un réglage au besoin des régulateurs sont importants.

Assurez-vous également que les systèmes pneumatiques des usines où sont installés des convoyeurs ne sont pas sous-dimensionnés. La pression de la conduite d'air vers les composants ne doit jamais être plus élevée que nécessaire pour effectuer l'opération nécessaire dans le temps requis. Les sécheurs d'air doivent être correctement installés et fréquemment inspectés pour s'assurer qu'un air de qualité est fourni à tous les appareils du système.

Chaque convoyeur, quel que soit son type, doit être correctement mis à la terre pour un fonctionnement fiable. De plus, une inspection et des tests réguliers de divers composants du convoyeur sont nécessaires pour confirmer l'intégrité continue de la mise à la terre des composants. Les tensions parasites et induites dans les contrôleurs de fréquence et les API, par exemple, peuvent causer des problèmes fonctionnels et opérationnels dans les convoyeurs.

L'inspection du cadre devrait également faire partie de l'entretien régulier, dit Halliburton. Cette tâche consiste à vérifier que les fixations du cadre sont correctement serrées. Souvent, la tête de chaque attache aura une marque qui correspond à une ligne correspondante sur le cadre. Des marques mal alignées indiquent que la fixation doit être serrée.

Une dernière façon d'optimiser la maintenance consiste à s'assurer d'avoir suffisamment de pièces de rechange à portée de main. "Avoir deux jeux de pièces de rechange pour chaque convoyeur est une excellente idée", conclut Peters. "Cela convient particulièrement aux fabricants qui produisent à grand volume ou qui transportent régulièrement des produits volumineux ou lourds."

Jim est rédacteur en chef de ASSEMBLY et possède plus de 30 ans d'expérience éditoriale. Avant de rejoindre ASSEMBLY, Camillo était rédacteur en chef de PM Engineer, Association for Facilities Engineering Journal et Milling Journal. Jim a un diplôme d'anglais de l'Université DePaul.