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REPUBLIQUE DU SENEGAL UNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP N° : DUTGMSI_2020 ECOLE SUPER

REPUBLIQUE DU SENEGAL UNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP N° : DUTGMSI_2020 ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE DE DAKAR DEPARTEMENT GENIE MECANIQUE RAPPORT DE STAGE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME UNIVERSITAIRE DE TECHNOLOGIE SPECIALITE GENIE MECANIQUE ET SYSTEMES INDUSTRIELS Rédigé par : MAMADOU DJIBRIL FALL ET HAMIDOU ALGHASSIM BA Encadreur : M.ABDOULAYE NDIAYE Année académique 2019-2020 Thème : Détection des défauts de balourd dans les broches des machines-outils 1 Détection des défauts de balourd dans les broches des machines-outils Dédicaces Nous dédions ce travail A nos deux parents qui nous ont soutenus et encourage durant ces années études. Qu’ils trouvent ici le témoignage de notre profonde reconnaissance. A nos frères, nos grands-parents et ceux qui ont partagé avec nous tous les moments d’émotion lors de la réalisation de ce travail. Ils nous ont chaleureusement supporte et encourage tout au long de nos parcours. A nos familles, nos proches et a ceux qui nous donne de l’amour et de la vivacité. A tous nos amis qui nous ont toujours encourage, et à qui nous souhaitons plus de succès. A tous ceux que nous aimons. Mamadou Djibril Fall, Hamidou Alghassim Ba - DUT2 - Spécialité Génie mécanique et systèmes industriels 2 Détection des défauts de balourd dans les broches des machines-outils Remerciement Nous remercions Dieu le tout puissant et nos deux parents de nous avoir toujours accompagné dans nos études Aussi aux amis, frères et sœurs qui ont été toujours là pour nous encouragés Hamidou Alghassim Ba – DUT2 – Spécialité Génie Mécanique et Systèmes Industriels Détection des défauts de balourd dans les broches des machines-outils Sommaire Table des matières Remerciement.......................................................................................................................................2 Sommaire..............................................................................................................................................3 Liste des figure......................................................................................................................................5 Avant –propos.......................................................................................................................................6 INTRODUCTION GENERALE.........................................................................................................7 Chapitre 1 : Etude des défauts de balourd.........................................................................................8 1.1 Définition de balourd............................................................................................................9 1.2 Types de balourd..................................................................................................................9 1.2.1 Balourd statique..........................................................................................................10 1.2.2 Balourd de couple.......................................................................................................11 1.2.3 Balourd dynamique....................................................................................................12 1.3 Etude principaux du défaut de balourd dans des machines-outils..................................13 1.3.1 Machine-outil et type..................................................................................................13 1.3.2 Constituants d’une MO et leurs défauts de balourd................................................15 1.3.3 Balourd résiduel admissible.......................................................................................26 1.3.4 Détermination du balourd résiduel admissible.........................................................26 Chapitre 2: Origine et Caractérisation du phénomène de balourds dans des MO..................28 2.1 Valeur de balourd (cas de rotor)...........................................................................................29 2.2 Causes des défauts de balourd dans des machines-outils....................................................29 2.2.1 Non-homogénéité des matériaux................................................................................29 2.2.2 Tolérances de fabrication et d'assemblage................................................................30 2.2.3 Modification du rotor en opération...........................................................................31 2.2.4 Forces de déséquilibre................................................................................................31 2.3 Diagnostique des défauts de balourd dans des machines-outils..........................................32 2.3.1 But................................................................................................................................32 2.3.2 Les outils de diagnostique..........................................................................................32 .............................................................................................................................................................34 Chapitre 3 : Détection des défauts de balourd dans le cas des broches..........................................34 3.1 Spécificité des broches............................................................................................................35 3.2 Causes des défauts de balourd dans des broches des machines-outils................................35 3.3 Méthodologie de détection de balourd dans des broches des machines-outils...................35 3.4 Recommandation....................................................................................................................40 CONCLUSION GENERALE............................................................................................................42 Hamidou Alghassim Ba – DUT2 – Spécialité Génie Mécanique et Systèmes Industriels Détection des défauts de balourd dans les broches des machines-outils Bibliographie......................................................................................................................................43 Liste des figure Figure 1:Modélisation d’un balourd.......................................................................................8 Figure 2:Balourd statique........................................................................................................9 Figure 3:Déséquilibre de couple............................................................................................11 Figure 4:Déséquilibre dynamique.........................................................................................12 Figure 5:machine-outil...........................................................................................................12 Figure 6:Caractéristiques géométriques d’un roulement...................................................15 Figure 7:Défaut de type écaillage affectant la bague externe.............................................16 Figure 8:Défaut de type écaillage affectant la bague interne..............................................16 Figure 9:défaut de type écaillage sur un élément roulant...................................................17 Figure 10:Défauts de type déversement de bague................................................................17 Figure 11:Rotor déséquilibré.................................................................................................18 Figure 12:Représentation de la cage du rotor d’une machine asynchrone.......................18 Figure 13:Pittings évolutifs sur une roue chevron...............................................................21 Figure 14:Grippage couvrant l'ensemble des dentures.......................................................22 Figure 15:Ecaillage par fatigue..............................................................................................23 Figure 16:Fissure en pied de dent..........................................................................................23 Figure 17:Dent cassée due à aux fissures en pied de dent résultant de la fatigue liée aux charges cycliques de flexion...................................................................................................24 Figure 18:Grippage localisé sur les têtes de dent.................................................................25 Figure 19:Abaque Iso.............................................................................................................26 Figure 20:Valeur du balourd.................................................................................................28 Figure 21:soufflure de fonte...................................................................................................29 Figure 22:Rattrapage du jeu de tolérance............................................................................29 Figure 23:Différentes méthodes d‘analyse............................................................................35 Figure 24:L’analyse vibratoire..............................................................................................36 Figure 25:L’analyse par thermographie infrarouge...........................................................37 Figure 26:Analyse acoustique ultrasonore...........................................................................38 Figure 27:L’analyse des huiles...............................................................................................38 Hamidou Alghassim Ba – DUT2 – Spécialité Génie Mécanique et Systèmes Industriels 5 Détection des défauts de balourd dans les broches des machines-outils Avant –propos Au Sénégal nous comptons actuellement deux écoles polytechniques : celle de Thiès et l’Ecole Supérieure polytechnique de Dakar : Dans ce sujet : nous parlerons de ce dernier. L’Ecole Supérieure Polytechnique de Dakar (ESP) a été créée le 24 novembre 1994 suite aux recommandations de la concertation nationale sur l’enseignement supérieur qui s’est tenu d’Avril 1992 à Aout 1993 qui préconisait la reconstruction des écoles d’enseignement technologique de l’UCAD. L’école comporte aujourd’hui sept (7) départements :  Le département GENIE CIVIL  Le département GENIE ELECTRIQUE  Le département GENIE INFORMATIQUE  Le département GENIE MECANIQUE  Le département GENIE CHIMIQUE ET BIOLOGIE APPLIQUEE  Le département GENIE BIOMEDICAL FORMATION INITIALE  D.U.T : Diplôme Universitaire de Technologie  D.I.C : Diplôme d’ingénieur de conception  Troisième cycle en science de l’ingénieur DESCAF FORMATION CONTINUE  D.S.T : Diplôme supérieur de technologie  D.I.T : Diplôme d’ingénieur de Technologie  Licences Professionnelles, Masters  CEPECS : D.E.C, D.S.C  Gestion touristique et hôtelière  Marketing commerce internationale  Gestion des ressources humaine Hamidou Alghassim Ba - DUT2 - Spécialité Génie mécanique et systèmes industriels 6 Détection des défauts de balourd dans les broches des machines-outils INTRODUCTION GENERALE Une machine se compose d’un ensemble de mécanismes et d’organes combinés destinés à transformer une énergie ou à transmettre un mouvement. Ces mécanismes, mobiles entre eux, ne peuvent fonctionner sans jeux, contraintes, efforts dynamiques et chocs dont les effets se manifestent principalement sous forme de vibrations et de bruits. Tout changement dans l’importance de ces jeux, de ces contraintes, efforts ou chocs, se traduit immanquablement par une modiﬁcation de l’intensité ou des fréquences de ces vibrations. Or, cette modiﬁcation de comportement vibratoire constitue souvent la première manifestation physique d’une anomalie affectant la machine, cause potentielle à terme de dégradations telles que les défauts de balourd. Ce dernier est un défaut qui se rencontre en présence du déséquilibre de l’arbre de la broche des machines tournantes et est causé par une mauvaise répartition spatiale des masses dans la structure, entrainant un déplacement du centre de gravité en dehors de l’axe géométrique de la broche des machines-outils. Pour arriver à notre intérêt, nous avons articulé notre étude sur les défauts de balourd dans les broches des machines-outils autour de trois chapitres : Le chapitre 1 : Etude des défauts de balourd. Le chapitre 2 : Caractérisation du phénomène de balourd et diagnostique. Le chapitre 3 : Etude de balourd dans le cas des broches des machines-outils. Hamidou Alghassim Ba - DUT2 - Spécialité Génie mécanique et systèmes industriels 7 Détection des défauts de balourd dans les broches des machines-outils Chapitre 1 : Etude des défauts de balourd Hamidou Alghassim Ba - DUT2 - Spécialité Génie mécanique et systèmes industriels 8 Détection des défauts de balourd dans les broches des machines-outils 1.1 Définition de balourd Un balourd est un déséquilibre du rotor causé par la non-coïncidence de l’axe principal d’inertie avec l’axe de rotation de l’arbre. En d’autres termes, le balourd est l’état dans lequel se trouve un rotor quand une force ou un mouvement vibratoire est communiqué à ses paliers. Le balourd une des principales causes de vibration sur les machines tournantes qui est très connue de tous les automobilistes : lorsque vous faites changer les pneumatiques de votre voiture, il est très usuel de demander l’équilibrage des roues. Si cette opération n’est pas faite, un « tremblement » très désagréable est ressenti dès que vous atteignez une vitesse élevée. Ceci est dû au phénomène de balourd. Considérons un disque de centre de gravité G tournant autour d’un axe (O, z, r). Si le centre G coïncide avec l’axe de rotation on dit que le disque est équilibré (Figure .1). Si une masse m est ajoutée en périphérie du disque, on crée une irrégularité qui a pour effet de modifier la position du centre de gravité G. On dit dans ce cas, que le disque présente un balourd. Figure 1:Modélisation d’un balourd. Un balourd est par définition, une répartition irrégulière de la masse d’un rotor lors de sa rotation autour d’un axe. L’équilibrage est le procédé qui vise à compenser cette mauvaise répartition par ajout ou enlèvement de masses connues en des endroits déterminés du rotor. La représentation de (figure Ⅰ .1) est une simplification. En pratique, plusieurs défauts peuvent apparaître sur un même rotor mais ils ont pour effet de déplacer le centre de gravité G et, dans le cas du disque, il suffit d’ajouter une seule masse pour ramener le centre de gravité en coïncidence avec l’axe de rotation 1.2 Types de balourd IL existe trois types de balourd 1.2.1 Balourd statique Le cas le plus simple de balourd devrait maintenant vous être familier. En effet, il s'applique à un disque mince d'épaisseur uniforme et de masse M (kg) parfaitement équilibré Hamidou Alghassim Ba - DUT2 - Spécialité Génie mécanique et systèmes industriels 9 Détection des défauts de balourd dans les broches des machines-outils auquel on fixe une petite masse m (g) à une distance r (mm) de son axe de rotation dans le but de créer un balourd U = mr (g · mm). Vous uploads/Industriel/ alghassim.pdf