Vérins linéaires électriques sont un outil essentiel de notre quotidien, car ils aident à automatiser de nombreux processus. Ces dispositifs essentiels peuvent souvent être intégrés dans de nombreuses applications où la sensibilité au bruit peut être importante, par exemple dans les lits médicaux modernes. En examinant les types d’actionneurs que vous pouvez choisir avec la maîtrise du bruit à l’esprit, il est clair que les actionneurs électriques sont le meilleur choix. Les vérins linéaires électriques émettent moins de bruit que les systèmes pneumatiques, ce qui est l’une des principales raisons pour lesquelles les actionneurs électriques supplantent les systèmes pneumatiques dans de nombreux domaines (y compris les établissements médicaux).
Dans cet esprit, nous nous sommes posé la question : en dehors de leur supériorité sur les systèmes pneumatiques, qu’est-ce qui peut amener un vérin linéaire à produire un bruit différent ou à fonctionner plus bruyamment que d’habitude ? Un bruit excessif est difficile à diagnostiquer, car il n’y a probablement pas une seule source au problème. Cet article présente certaines des causes les plus courantes de bruit excessif dans les vérins linéaires.
Imperfections des tolérances de la vis mère & de l’écrou d’entraînement
Ce problème se caractérise par un bruit mécanique périodique qui survient lorsque l’actionneur se déplace. En général, le bruit est plus perceptible sous de fortes charges, ce qui est attribué au mauvais accouplement entre la vis mère et l’écrou. Si la vis mère et l’écrou sont trop lâches, cela peut provoquer des vibrations lorsque le moteur tourne ; à l’inverse, s’ils sont trop serrés, vous aurez du bruit supplémentaire et une baisse de la vitesse due à la friction. Ci-dessous, nous avons inclus deux vidéos : la première montre l’écrou d’entraînement et la vis mère fonctionnant normalement, et la seconde illustre l’effet lorsqu’ils sont trop serrés.
Écartement entre l’écrou d’entraînement et la vis mère trop serré
Écrou d’entraînement et vis mère fonctionnant normalement
Si vous soupçonnez que l’écartement entre l’écrou d’entraînement et la vis mère est trop serré, vous pouvez le tester en démontant l’unité et en faisant tourner l’écrou. Faire tourner l’écrou doit le faire pivoter autour de la vis mère et le faire avancer. S’il y a une résistance excessive ou si, en tournant l’écrou, la vis mère tourne elle aussi, il y a probablement un problème de bruit car la friction est trop élevée. Il s’agit d’un problème de fabrication, car vous avez soit un écrou défectueux, soit une vis mère endommagée. Ce problème devrait être couvert par la garantie du fabricant, mais vous pouvez éventuellement le résoudre en remplaçant l’écrou d’entraînement.
Problèmes de stator du moteur
Le moteur est maintenu entre deux roulements. Si les roulements sont lâches dans leurs logements, le mouvement du moteur provoquera des vibrations. Ces vibrations peuvent entraîner davantage de bruit dans la boîte d’engrenages en raison de l’espacement des engrenages du rotor, ou simplement un sifflement dans le moteur lui-même. Des roulements lâches peuvent même provoquer des problèmes de courant excessif s’ils restent coincés dans une position qui oblige le moteur à compenser un couple supplémentaire. Les images ci-dessous montrent un roulement collé à l’arbre du rotor au lieu d’être fermement logé dans son logement.
Les deux vidéos ci-dessous montrent que l’écrou d’entraînement se tourne facilement en fonctionnement normal ; la seconde montre que ce mécanisme devient plus difficile après le passage à un stator non conforme.
Fonctionnement normal – écrou d’entraînement facile à tourner
L’écrou d’entraînement est plus difficile à tourner après le passage au stator non conforme
Pour vérifier définitivement ce cas, une méthode consiste à faire tourner manuellement la vis mère, comme dans la deuxième vidéo. La rotation de la vis mère fera bouger le rotor et, idéalement, les roulements doivent lui permettre de se déplacer librement. Cependant, en cas d’usure excessive des roulements ou de désalignement, la vis mère sera difficile à tourner. Ce problème peut être résolu en remettant les roulements dans leurs logements et en s’assurant qu’ils sont parfaitement en place. Cela dit, il risque de réapparaître ; il est donc préférable de remplacer complètement les roulements. Parfois, ce problème peut aussi survenir simplement parce que l’actionneur vieillit ; il peut alors être préférable de remplacer l’actionneur entier.
Bruit de la boîte d’engrenages : espacement des dents & alignement des arbres
Si les engrenages à l’intérieur de la boîte d’engrenages n’entrent pas correctement en contact, ils peuvent provoquer un bruit excessif. C’est probablement la cause la plus courante de bruit excessif avec des engrenages métalliques. En fonctionnement normal, les engrenages doivent s’engrener en douceur avec une lubrification adéquate. Si les engrenages sont trop proches, la friction est excessive et ils peuvent se gripper ou frotter les uns contre les autres. Cela pourrait donner un fonctionnement plus silencieux et plus fluide, mais userait les engrenages et pourrait même entraîner leur grippage.
À l’inverse, la distance entre les engrenages peut être trop grande. Dans ce cas, le jeu des engrenages génèrera beaucoup de bruit et le fonctionnement ne sera pas fluide. Le niveau de bruit est extrêmement sensible à la distance entre les engrenages, ce qui nous laisse une marge d’erreur relativement faible.
Exemple/illustration de la sensibilité à l’espacement des engrenages
Les exigences d’espacement des engrenages peuvent être compromises en raison des tolérances de fabrication des engrenages : les deux engrenages en prise peuvent se trouver du côté inférieur de la plage et ne pas s’engrener correctement. Il est également possible que, pour diverses raisons, le rotor lui-même soit légèrement incliné, ce qui affecterait l’écart entre engrenages.
Vous pourrez peut‑être résoudre le problème en achetant un nouveau jeu d’engrenages de rechange. Il est également possible de vérifier les roulements sur le rotor – s’ils sont désalignés, l’écart entre engrenages peut être plus grand. Si la source du bruit est l’espacement des engrenages, il s’agit probablement d’un problème de fabrication. Dans ce cas, vérifiez si le bruit est hors spécifications et, si c’est le cas, remplacez l’actionneur.
Graisse insuffisante dans la boîte d’engrenages
La lubrification des engrenages dans une boîte d’engrenages fermée et à vitesse relativement faible, comme dans un actionneur, se fait généralement avec de la graisse plutôt qu’avec de l’huile. S’il n’y a pas assez de graisse sur les engrenages, la friction mécanique sera trop élevée et les engrenages produiront non seulement plus de bruit, mais s’useront aussi beaucoup plus vite. Une quantité insuffisante de graisse est un problème de fabrication – il devrait généralement y en avoir suffisamment dans la boîte d’engrenages pour la durée de vie de l’actionneur. Un manque de lubrification à l’intérieur de la boîte d’engrenages provoquera également des vibrations et peut faire surchauffer les engrenages.
Heureusement, c’est l’un des problèmes les plus faciles à résoudre. Vous pouvez ajouter de la graisse sur les engrenages pour corriger le problème ou répartir plus uniformément et efficacement la graisse déjà présente dans la boîte d’engrenages. S’il n’y a pas de graisse pour une raison quelconque, vous pouvez demander au fabricant quelle graisse utiliser et résoudre le problème.
Conclusion
Les vérins linéaires sont généralement choisis comme alternative moins bruyante aux actionneurs hydrauliques et pneumatiques. Cela dit, les actionneurs électriques peuvent encore être assez bruyants pour diverses raisons, les plus courantes étant listées ci‑dessus. Il est important de prêter attention aux bruits émis par les actionneurs pendant le fonctionnement, car cela peut être le signe d’un actionneur défectueux et indiquer un sérieux problème de fabrication. Cette action précoce peut vous faire gagner du temps de dépannage à l’avenir. Malheureusement, dans la plupart des cas, le bruit excessif ne peut pas être résolu sans remplacer les pièces endommagées, voire l’actionneur entier.
Si le bruit de votre vérin linéaire est irrégulier et excessif, il serait judicieux d’inspecter et de réparer/remplacer les composants endommagés. À défaut, contactez-nous et nos ingénieurs se feront un plaisir de vous aider à résoudre ce problème.