Etude Critique Du Systeme d Orientation de La Roue Pelle N 3

Ecole Nationale de l’Industrie Minérale Rabat

MEMOIRE DE FIN D’ETUDES Présenté En vue de l’obtention du titre :

INGENIEUR D’ETAT Par : BENDEQ Youssef

&

CHERROUD Omar

Département : Electromécanique Sujet : Etude Critique du système d’orientation de la roue pelle N 3

Jury : Mr. CHARIF d’OUAZZANE d’OUAZZANE Mr. LEMYESSER Mr. ZAOUI Mr. LEKTEF

Président du jury Directeur du projet Membre de jury Parrain

Année universitaire : 2010/2011

(E.N.I.M) (E.N.I.M) (E.N.I.M) (OCP)

Dédicace

A mes très chers parents A toute ma famille A tous mes amis Qu’ils retrouvent dans ce modeste travail, le

témoignage de mon amour et mon respect.

Omar

Dédicace

A mes très chers parents A toute ma famille A tous mes amis Qu’ils retrouvent dans ce modeste travail, le

témoignage de mon amour et mon respect.

Omar

Dédicaces

A ma mère ; A ma sœur, mes frères ; frères ; A toute la famille ;

Aucun

mot

ne

pourrait

exprimer

ma

reconnaissance et ma gratitude pour le soutien et l’amour que vous n ’av ’av ez ez cessé de me prodiguer ;

A tous mes amis Je vous remercie pour votre agréable compagnie

Yous Yo usssef B EN D E Q

Remerciements

Nous tenons à exprimer notre profonde gratitude ainsi que toute notre reconnaissance à notre encadrant de l’école, M. EL MEYESSER , qui nous a fait bénéficier de son-savoir-faire, de ses conseils inestimables, de son entière disponibilité et pour l’intérêt manifeste qu’il a porté à ce projet.

Nous tenons également à exprimer notre respect et remerciement à M. LEKTEF notr e parrain industriel à l’OCP qui n’a épargné aucun moyen pour nous aider et soutenir, et aussi pour ses conseils précieux conseils précieux et sa disponibilité sans faille.

Nous n’oublions pas de remercier toute l’équipe du service de la laverie DAOUI ainsi que ceux du parc ELWFI pour leur dynamisme, leurs conseils et les explications qu’ils nous ont fourni tout au long de notre projet de fin d’études. Nous adressons nos vifs remerciements à nos professeurs du département électromécanique, ainsi qu’aux membres du jury qui q ui nous honorent de leur présence.

Enfin, nous remercions tous ceux dont nous n’avons pas cité le nom, et qui ont participé de près ou de loin à l’élaboration de ce travail.

Résumé Etant l’un des secteur s stratégiques du pays, l’exploitation du phosphate nécessite la mise en évidence de tous les moyens. La disponibilité des équipements fait partie des moyens les plus importants pour assurer une continuité de production. Ainsi, toute interruption dans le processus de production fait subir au groupe OCP des pertes très importantes, dont la cause principale est l’indisponibilité des équipements. Dans ce cadre, notre projet de fin d’études, à la laverie Daoui, traite la disponibilité d’une machine de reprise de phosphate. Plus particulièrement le système d’orientation qui présente une défaillance de déboitement. Il s’agit de mener une étude qualitative qui met en évidence la criticité de problème et ensuite en proposer des solutions adéquates. La proposition d’adaptation d’un nouvel système d’orientation s’avère nettement rentable au groupe, vu la possibilité technique d’adaptation d’une part. Par ailleurs la réduction importante du temps d’arrêt fait de cette solution un investissement récupérable en une courte durée.

Abstract

As one of the strategic sectors of the country, the phosphate mining requires the identification of all means. Availability of equipment is one of the most important ways to ensure continuity of production. Thus, any interruption in the production process is subjected to the OCP group of very large losses; the main cause is the unavailability of equipment.

In this context, our graduation project, at the Laundromat Daoui, discusses the availability of a machine for recovery of phosphate. More particularly; the rotation system that has failed many times. We are conducting a qualitative study which highlighted the criticality of the problem and then propose solutions.

The proposed adaptation of a new referral system is clearly profitable group, because of the technical possibility of adapting. Moreover, the significant reduction of downtime makes this solution an investment recovered in a short time.

Liste des tableaux

Tableau 1:Capacités des aires de stockage du parc El Wafi ............................................. 9 Tableau 2: Caractéristiques du système d’orientation .................................................... 16 Tableau 3:Exemple de notation relatif à un critère (sécurité) ......................................... 18 Tableau 4: Durée des arrêts des equipements du Parc .................................................... 21 Tableau 5 : Historique du déboitement de la couronne de la roue pelle N 3 .................. 23 Tableau 6:Grille de cotation de fréquence ...................................................................... 29 Tableau 7:Grille de cotation de gravité ........................................................................... 30 Tableau 8:Grille de cotation de la non-détection ............................................................ 31 Tableau 9: Grille de cotation de criticité ........................................................................ 32 Tableau 10: Actions amélioratrices ................................................................................ 35 Tableau 11 : Comparaison de l’encombrement des deux couronnes.............................. 43 Tableau 12 : Comparaison de la fixation des deux couronnes........................................ 43 Tableau 13 : Comparaison du centrage et de graissage des deux couronnes ................. 44 Tableau 14 : Caractéristiques de la denture des deux couronnes.................................... 44 Tableau 15 : Comparaison des pignons d’attaques des deux couronnes ........................ 45 Tableau 16 : Réducteurs des deux couronnes ................................................................. 45 Tableau 17 : Répartition des masses de la machine ........................................................ 47 Tableau 18 :Calcul de la force du phosphate distribué P1 .............................................. 48 Tableau 19 : Calcul de la force de reprise P2 ................................................................. 48 Tableau20 : Coefficients de frottement des roulements ................................................. 49 Tableau 21 : Facteur d’engrenage F z .............................................................................. 50 Tableau 22 : Comparaison des efforts tangentiels sur les deux couronnes..................... 51 Tableau 24: Historique de la séparation des parties de la couronne ............................... 64 Tableau 25: Composants du capteur AT4 ....................................................................... 65 Tableau 26:Calcul du coût d’adaptation de la nouvelle couronne .................................. 68

Liste des figures

Figure 1 : Organigramme de l’OCP.................................................................................. 4 Figure 2: Organigramme de la direction des industries de khouribga .............................. 6 Figure 3: Schéma synoptique du parc El-Wafi ................................................................. 8 Figure 4 : Schéma de la roue-pelle RP3 (parc El-wafi) .................................................. 11 Figure 5: Diagramme Bête à cornes de la roue-pelle ...................................................... 12 Figure 6: Découpage fonctionel de la roue-pelle ............................................................ 13 Figure 7: Schéma du système d’orientation.................................................................... 15 Figure 8: Décomposition technico-fonctionnelle du processus ...................................... 19 Figure 9:Histogramme des arrêts mécaniques du Parc ELWAFI ................................... 21 Figure 10: Histogramme des arrêts mécaniques de la RP/3 ........................................... 22 Figure 11:Illustration du déboitement de la couronne .................................................... 23 Figure 12:Diagramme d’Ishikawa illustrant les causes d’un défaut de fonctionnement 34 Figure 13:Schéma de l’usure normale et l’usure avancée de la couronne d’orientation 39 Figure 14: Schéma illustratif du déboitement de la couronne ........................................ 40 Figure 15: Comparaison des surface de contact des deux couronne .............................. 42 Figure 16 : Plan d’assemblage de la RP3........................................................................ 47 Figure 17 : Représentation de la charge axiale résultante sur la machine ...................... 48 Figure 18 : Arbre d’entrainement Avant et après modification...................................... 53 Figure 19 : Effort tangentiel et radial dans un engrenage ............................................... 54 Figure 20: Schéma du capteur de position ..................................................................... 59 Figure 21 : Compsition d’un capteur .............................................................................. 61 Figure 22: Schéma illustratif de la mise en position des capteurs .................................. 62

Table des matières Introduction générale .................................................................................................... 1 Chapitre I: Présentation de l’organisme d’accueil ............................................................ 2 I.

Groupe OCP en bref : ........................................................................................... 3

II.

Activités du Groupe OCP ..................................................................................... 3 1.

Organisation du Groupe OCP ........................................................................... 4

2.

Divisions et services des industries de Khouribga (IDK) ................................ 5

3.

Pôle Industries de Khouribga ........................................................................... 7

4.

Présentation de secteur Daoui........................................................................... 7

5.

Description du Parc El WAFI ........................................................................... 8

CHAPITRE II :

Mise en situation du projet ................................................................ 10

Introduction ................................................................................................................. 11 I.

Description de la roue-pelle RP3 ....................................................................... 11 1.

Initiation.......................................................................................................... 11

2.

Fonction de la roue pelle N3........................................................................... 12

3.

Caractéristiques de la roue-pelle RP3 ............................................................. 12

II.

Description générale ................................................................................... 12

3.2

Fonctionnement et sous-systèmes de la roue pelle .................................... 13

3.3

Caractéristiques des sous-systèmes ............................................................ 14

Présentation su système d’orientation ................................................................ 15 1.

Vision générale ............................................................................................... 15

2.

Les caractéristiques du mécanisme ................................................................. 16

3.

Description de la couronne ............................................................................. 17

III.

Analyse de l’effet de dysfonctionnement de la roue-pelle ............................ 18

1.

La méthode MERIDE ..................................................................................... 18

2.

Application de la méthode au processus de lavage ........................................ 19

IV.

V.

3.1

Problématique ................................................................................................. 22

1.

Données statistiques sur le déboitement du système d’orientation ................ 22

2.

Problème de déboitement de la couronne ....................................................... 23 Cahier des charges .............................................................................................. 25

Conclusion .................................................................................................................. 25 Chapitre III : Analyse qualitative de la problématique ................................................... 26 Introduction :............................................................................................................... 27 I.

Etude AMDEC ................................................................................................... 27 1.

Présentation de la méthode AMDEC.............................................................. 27

2.

La méthodologie AMDEC.............................................................................. 28

3.

Application de l’AMDEC pour le système d’orientation de la RP3 .............. 32

II.

3.4

Initialisation de l’étude............................................................................... 32

3.5

Découpage fonctionnel du système d’orientation ...................................... 33

3.6

Grille AMDEC ........................................................................................... 33

Diagramme arête de poisson/causes effets ......................................................... 34 1.

Méthodologie .................................................................................................. 34

2.

Application au système d’orientation ............................................................. 35

Conclusion .................................................................................................................. 36 Chapitre IV : Etude de la possibilité d’adaptation d’une nouvelle couronne ................. 37 Introduction ................................................................................................................. 38 I.

Illustration de l’usure des chemins de billes ...................................................... 38

Possibilité d’adaptation............................................................................................... 41 II.

Choix du type de couronne................................................................................. 41 1.

Critères de choix ............................................................................................. 41

2.

Etude comparative des deux types de couronne ............................................. 42

III. 1.

Vérifications par le biais d’un calcul approché RDM .................................... 46 Résistance à la rotation ................................................................................... 46 1.1

Calcul du couple moteur : .......................................................................... 46

1.2

Calcul du couple résistant .......................................................................... 47

2.

Comparaison des charges tangentielles supportées par les deux couronnes .. 50

3.

Vérification à la torsion de l’arbre d’entrainement ........................................ 51

4.

Vérification à la flexion de l’arbre d’entrainement ........................................ 53

5.

Vérification de la résistance des dents de la couronne : ................................. 54

IV.

Recommandations .......................................................................................... 56

Conclusion .................................................................................................................. 56 Chapitre V : Mise en place d’un système de protection ................................................. 57 Introduction ................................................................................................................. 58 1.

Définition ........................................................................................................ 58

2.

Caractéristiques et avantages .......................................................................... 58

3.

Utilisations ...................................................................................................... 58

4.

Principe de fonctionnement ............................................................................ 59

5.

Choix des détecteurs : ..................................................................................... 59

6.

Adaptation : .................................................................................................... 60

7.

Interrupteur de position électromécanique ..................................................... 60

Conclusion .................................................................................................................. 65 Chapitre VI : Etude technico-économique du sujet ........................................................ 66 Introduction ................................................................................................................. 67 1.

Apport de la réalisation du projet ................................................................... 67

2.

Etude technico économique de l’adaptation de la nouvelle couronne............ 67

Conclusion .................................................................................................................. 70 Conclusion générale .................................................................................................... 71 Bibliographie : ............................................................................................................ 73 Annexes ........................................................................................................................ 1

Introduction générale L’indisponibilité au sein de l’industrie cause d’énormes pertes, dont la plus importante est celle de la renommée de la société à cause du non-respect des délais. Donc, la connaissance des causes de cette indisponibilité des équipements assurant la pérennité de la société s’avère indispensable. Au groupe OCP, connu par son excellence en matière de politique de gestion et de maintenance, et de sa vision stratégique d’amélioration, on ne cesse de fournir les efforts pour mieux contrôler les pertes, et mettre en évidence sa place de « leader » mondiale dans le domaine d’extraction et exploitation du phosphate. Dans cet esprit de développement, et futurs ingénieurs que nous sommes, il nous a été confié de résoudre un problème fréquent qui touche une machine critique au sein de l’OCP, à savoir la r oue pelle et par conséquent diminuer la durée d’arrêt de la machine. Cet engin présente depuis sa date de mise en service un risque de déboitement de sa couronne d’orientation. Nous procédons à la mise en évidence de la névralgie de la roue pelle dans le procédé de lavage du phosphate, en présentant l’effet que peut causer l’arrêt de cette machine sur la production et la sécurité du personnel et des biens. Nous mettons ensuite le point sur la criticité du problème de déboitement de la couronne par le biais de l’analyse AMDEC. Nous étudions par la suite la possibilité d’adapter un autre type de couronne à l’instar des autres roues pelles disponibles au sein de l’OCP. Mais pour des exigences de sécurité, il a été nécessaire de prévoir un système de renseignement ou de protection du système d’orientation actuel contre l’apparition du problème de déboitement. Enfin, une étude technico-économique s’avère nécessaire pour évaluer le cout d’investissement ainsi que le gain procuré par le remplacement de la couronne actuelle. Nous avons donc répondu à la possibilité de l’adaptation de la nouvelle couronne, en faisant des vérifications nous avons toutefois établie quelques recommandations qui vont contribuer à diminuer le risque de la réapparition de ce problème de déboitement.

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Chapitre

I:

Présentation

de

l’organisme d’accueil

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Chapitre I: Présentation de l’organisme d’accueil

I.

Groupe OCP en bref : Le marché prodigieux du phosphate à travers le monde amène les géologues à

effectuer des recherches sur les terres marocaines. C’est ainsi qu’en 1908 commence la prospection géologique qui conduit en 1972 aux premiers indices de phosphates, dans la localité de OULED ABDOUN située à 120 Km de la mer. Ce n’est qu’en 1919 que les études sérieuses des gisements prennent naissance classant ainsi le gisement Marocain parmi les plus grands de la planète car il représente le 3/4 du gisement mondial. Le phosphate ainsi découvert demande une compagnie d’exploitation d’où la naissance de L’OCP qui se fait par un dahir du 7 août 1920 réservant ainsi au Maroc tout droit d’exploitation ainsi que le monopole des ventes.

II.

Activités du Groupe OCP Le Groupe Office Chérifien des Phosphates (OCP) est spécialisé dans l’extraction, la

valorisation et la commercialisation de phosphate et de ses produits dérivés. Chaque année, plus de 23 millions de tonnes de minerais sont extraites du sous-sol marocain qui recèle les trois-quarts des réserves mondiales. Utilisé dans la fabrication des engrais, les phosphates proviennent des gisements de Khouribga, Ben guérir, Youssoufia et Bouchra. Selon les cas, le minerai subit une ou plusieurs opérations de traitement (lavage/flottation, séchage, calcination, flottation, enrichissement à sec…etc.). Une fois traité, il est exporté ou livré aux industries chimiques du Groupe, à JorfLasfar ou à Safi, pour être transformé en produits dérivés commercialisables : acide phosphorique de base, acide phosphorique purifié, engrais solides. Premier exportateur mondial de phosphate sous toutes ses formes, le Groupe OCP écoule 95% de sa production en dehors des frontières nationales. Opérateur international, il rayonne sur les cinq continents de la planète et réalise un chiffre d’affaires annuel de 1,5 milliard de dollars. Moteur de l’économie nationale, le Groupe OCP joue pleinement son rôle d’entreprise citoyenne. Cette volonté se traduit par la promotion de nombreuses initiatives, notamment en faveur du développement régional et de la création d’entreprises.

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1. Organisation du Groupe OCP L’organigramme du Groupe OCP se présente comme suit

DIRECTEUR

GENERAL

&

COMITE

COMITE DES

SECRETARIAT

CAISSE

EXECUTIF

DIRECTEURS

DU

INTERNE

DIRECTEUR

RETRAITE

DIRECTION DES

DIRECTIO

INDUSTRIES

DE KHORIBGA

N DES EXPLOITATIONS

DIRECTION DE

DIRECTION

PHOSPHATE

INDUSTRIES

INDUSTRIES

BOUCRAA

CHIMIQUES DE

CHIMIQUES DE

JORF LASFAR

SAFI

MINIERES

DES

DE

DIRECTION

DIRECTION

DIRECTION

DIRECTION

PARTENARIATS

FINANACIERE

SYSTEMES

APPROVISIONNEMENTS ET

D’INFORMATIONS

MARCHES

INTERNATIONAUX

DES

DIRECTION

DES

DIRECTION DES

DIRECTION

DIRECTION

DIRECTION

DIRECTION

RESSOURSES

COMMERCIALE

STRATEGIE ET

RECHERCHE ET

LA QUALITE

DEVELOPPEMENT

INNOVATION

HUMAINES

CERPHOS

FERTIMA

IPSE

MARPHOCEAN

STAR

DES

SMESI

DE

SOTREG

Figure 1 : Organigramme de l’OCP

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2. Divisions et services des industries de Khouribga (IDK)  Divisions

L’OCP à Khouribga est représenté par l’exploitation minière de Khouribga (Pôle Mine : PMK) à laquelle sont attachés cinq divisions : quatre à Khouribga et une à Casablanca.  DIRECTION PRODUCTION (IDK/P)

Chargée de l’extraction de phosphate de la zone Khouribga elle est très importante en effectif du personnel et en matériel.  DIRECTION ADMINISTRATIVE (IDK/AK)

Chargé de tout ce qui est social et public concernant les relations humaines et officielles de la zone de Khouribga.  DIRECTION LOGISTIQUE (IDK/L)

Elle s’occupe de la révision et entretien partiel ou général du matériel et sousensemble des machines de la zone Khouribga.  DIRECTION TRAITEMENT & EMBARQUEMENT (IDK/T) 

Division Daoui Oued Zen (IDK/TD)



Division Beni – Idi (IDKK/TB)



Division Embarquent Casa (IDK/TC)



Département Gestion du Flux (IDK/TF)

Cette direction opérationnelle chargée de traiter le phosphate extrait dans le but de produire des qualités marchandes et des qualités spéciales, pour l'enrichir et l'acheminer vers les embarquements de Casablanca pour l'exportation, ou vers la direction de JORF LASFAR pour la valorisation du phosphate en acide phosphorique et en engrais. IDK/TG : Service contrôle de gestion. La Divion Daoui Oued Zen, lieu où nous avons effectué notre stage de compose des services suivants : 

IDK/TM/MG : Service de gestion de matériel



IDK/TM/S. Service d'approvisionnement et gestion des stocks



IDK/TA : Service du personnel



IDK/TS : Service de sécurité.

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Chapitre I: Présentation de l’organisme d’accueil  les services  SERVICE ETUDE ET ANALYTIQUE (IDK/EA)

Chargé d’étudier et analyser les budgets d'investissement et de fonctionnement, et de suivre l'évolution du produit jusqu'à la vente du phosphate  SERVICE MEDICAL (IDK/SM)

Elle prodigue les soins aux agents et membres de famille en charge.  SERVICE ACHAT LOCAUX (IDK/AD)

C’est le service responsable des achats au niveau local. L’organigramme de la Direction des Industries de Khouribga se présente comme suit

Direction de Production et de Site Khouribga IDK

Direction des Ressources Humaines IDK/H

Département Achats Site IDK/AM

Département Hygiéne, Sécurité et Environnement

Direction Etudes IDK/ET

IDK/SE

Département Gestion des Flux

Direction Moyens Généraux IDK/G

IDK/FL

Direction du Port de Casablanca IDK/C

Direction Traitement

Direction Production IDK/P

Division Exploitation

Division Maintenance

IDK/CE

IDK/CM

Division MEA IDK/PE

IDK/T

Division Methodes et Planing

Division Méthodes et Planing

Division Beni Idir

IDK/PP

IDK/TP

IDK/TB

Diviion Gestion du Personnel

Division Daoui-SidiChennane

Division MAintenance

Division COZ

Division Daoui

IDK/CP

IDK/PC

IDK/PM

IDK/TZ

IDK/TD

Division Lahlalssa

Division approvisionnement

Division Laverie MEA

Division Maintenance

IDK/PL

IDK/PA

IDK/TE

IDK/TM

Division Développement des Installations Fixes IDK/PI

Division Approvisionnement IDK/TA

Figure 2: Organigramme de la direction des industries de Khouribga

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3. Pôle Industries de Khouribga A120 Km au sud-est de Casablanca, Khouribga constitue la plus importante zone de production de phosphate du groupe OCP. Elle a permis la création de quatre agglomérations regroupant plus de 200.000 habitants : Khouribga, Boudnib, Boulanouar et Hatta ne. Le site minier compor te trois zones d’extraction. Le gisement est de type sédimentaire et les réserves estimées à plus de 35 milliards de m 3. Les premiers coups de pioche ont été donnés en 1921 par la méthode souterraine. L’introduction de l’exploitation en « découverte » a débuté en 1951. Elle concerne actuellement 7 niveaux phosphatés. La capacité de production s’élève à 19 millions de tonnes par an. Après son extraction, le phosphate épierré est stocké avant d’être repris pour alimenter les usines de traitement. En fonction de sa teneur en BPL (Bon Phosphate of Lime), le mi nerai est classé en quatre catégories :  Le phosphate haute teneur (HT).  Le phosphate moyenne teneur (MT).  Le phosphate basse teneur (BT)  Le phosphate très basse teneur (TBT)

Les phosphates HT et MT ont des teneurs en BPL = 68% et sont considérés comme des produits marchands sans enrichissement. Par contre, les phosphates BT et TBT, doivent subir un enrichissement avant leur utilisation dans la fabrication des qualités marchandes. Soit en subissant un lavage ou un enrichissement à sec.

4. Présentation de secteur Daoui Le secteur Daoui se compose essentiellement en ce qui concerne le traitement de phosphate de : 

La laverie (six chaines de lavage, deux lignes de broyage, deux unités de flottation).



Liaison sidi chennane liant la découverte sidi chennane avec Parc el Wafi.



Carreau TS.



Parc El WAFI (Stockage du produit lavé)



Unité de Criblage du produit de TS.

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5. Description du Parc El WAFI Le Parc ELWAFI a été inauguré en septembre 1994, il a pour fonction le stockage provisoire du minerai en provenance de zones de découverte, avant sa reprise vers d’autres unités de traitement. Le parc a une capacité de stockage d’un million de tonnes, il est géré par le service IDK/TD/DM chargé de manutention du produit. Le produit brut stocké au niveau du parc provient de sidi Chennane, une partie de ce produit est expédiée vers la laverie Daoui pour le lavage : il s’agit de la basse teneur c.à.d. du phosphate dont la teneur en BPL est inférieure à 67%.

Figure 3: Schéma synoptique du parc El-Wafi

Capacité de stockage du Parc El-Wafi Le parc se compose de plusieurs aires de stockage réparties de la manière suivante : -H2 : aire consacrée au drainage du produit lavé provenant de la laverie -H1 : aire consacrée au stockage du produit drainé en H2 -H4 sud et H4 nord : aires pour le stockage du produit brut provenant du carreau de sidi Chennane - H6 : cette aire est subdivisée en deux parties : Page | 8

- Une partie destinée au stockage des qualités spéciales lavées, transférées du stock H2 - Une partie pour le produit brut de sidi Chennane. Nous présentons maintenant les dimensions des aires de stockage du parc El-Wafi :

Tableau 1:Capacités des aires de stockage du parc El Wafi

Aire de stockage

Longueur

Largeur

Hauteur

Capacité

(m)

(m)

(m)

(m )

3

H1

400

35

14

98000

H2

400

35

14

98000

900

35

14

220500

900

35

14

220500

H4 Sud et Nord H6

Total

637000

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CHAPITRE II :

Mise en situation du

projet

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CHAPITRE II :

Mise en situation du projet

Introduction Ce chapitre a pour but la mise en situation du projet. Nous présentons dans un premier temps la roue pelle, ses fonctions, ses mécanismes et leurs caractéristiques techniques. Par la suite nous donnons un descriptif détaillé du système d’orientation de cette machine. Nous allons tout de même mettre le point sur la criticité de cette machine dans le processus d’exploitation du phosphates dans les différents sites de l’OCP, et ce à traver s un diagnostic par la méthode MERIDE. Une étude statistique par le biais des histogrammes vient évaluer la criticité de notre problème de déboitement. Nous présentons également des données sur l’historique de déboitements survenus sur la même machine pour conclure sur les enjeux que peut engendrer la mise hors service de cet engin.

I.

Description de la roue-pelle RP3

1. Initiation La roue pelle est une machine qui sert à déstocker les terrils de phosphates contenus dans le parc de stockage via des convoyeurs. Elle constitue un élément essentiel dans le système de production vu son immense rôle de déstocker et mettre le produit à destination de transport par wagons aux diverses destinations. Cette machine a été spécialement conçue par le constructeur KRUPP pour le transport du phosphate dans les sites de KHOURIBGA. La figure suivante donne un schéma d’ensemble de la machine avec les différents systèmes qui la constituent :

Figure 4 : Schéma de la roue-pelle RP3 (parc El-wafi)

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CHAPITRE II :


2. Fonction de la roue pelle N3 Le diagramme bête à cornes permet de définir la fonction du la roue-pelle en répondant aux trois questions suivantes (voir figure): A qui rend service ?

Sur quoi agit- elle ? Phosphate

La Laverie / séchage (vers transport)

Roue-pelle RP3

Dans quel but? Alimenter les destinations : Laverie, Coz, UB

Figure 5: Diagramme Bête à cornes de la roue-pelle

C’est un excavateur comportant une roue de grandes dimensions équipée de godets munis de dents, utilisés pour la reprise des proportions bien définies des phosphates stockés. Ensuite ces proportions sont acheminées via les convoyeurs. La roue à godets est supportée par une grande flèche qui assure la portée. Sur la partie opposée, il existe un contre poids qui sert à compenser et équilibrer le poids de la flèche et l’effort de reprise. Ce contre poids est supporté par une autre flèche.

3. Caractéristiques de la roue-pelle RP3 3.1

Description générale

Les caractéristiques générales de la machine sont citées dans le tableau suivant :

 Masse de la machine en service

418 Tonnes

 Masse du contre poids

116 Tonnes

 Longueur flèche

50 mètres

 Angle d’orientation

± 120°

 Hauteur de reprise

13,5 mètres

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CHAPITRE II :


3.2Fonctionnement et sous-systèmes de la roue pelle La roue-pelle comporte quatre principaux systèmes pour les différents mouvements : 

Mécanisme de translation

La roue- pelle se déplace sur les rails dont le but d’avancer la flèche vers le stock avec un pas bien précis. Ce mécanisme comprend quatre balanciers munis de six roues chacun. 

Mécanisme d’orientation Il permet de pivoter la flèche suivant les sections transversales correspondantes à la

coupe du stock. Il comprend quatre pignons en rotation avec une couronne dentée fixe. Ces pignons sont entraînés par quatre moteurs électriques. La délimitation de l’angle d’orientation se fait par les interrupteurs de fin de course montée à la plate-forme d’orientation. 

Mécanisme de levage Il permet de lever ou descendre la flèche afin de positionner la roue à godet suivant une

portée désiré. Le levage et l’abaissement de la flèche sont assurés par deux vérins à double effet. Ceux-ci sont disposés parallèlement des cotés droit et gauche de la flèche et sont supportés par la plateforme d’orientation. 

Mécanisme de reprise Ce système assure la reprise des phosphates suivant la rotation de la roue, les godets

chargent les phosphates puis ils les versent dans la bande transporteuse de la roue-pelle. Il serait donc commode de connaitre la composition de ces mécanismes, ainsi, on peut décomposer la roue pelle de reprise en plusieurs groupes de construction. La figure suivante montre les décompositions de la roue pelles ainsi que les différents éléments qui constituent chaque sous-système Roue-pelle RP3

Système de translation sur rails

Système d’orientation

Composé de :

Composé de :

- 6 balanciers

- Couronne à

- 24 roues

billes /rouleaux

- 16 moteurs

- 4 moteurs

- 2 pince-rails

- 04 réducteurs

Hydrauliques

Système de levage

Composé de :

Système tapis flèche

Flèche composé de :

- 2 vérins hydrauliques

- 01 moteur

- Centrale hydraulique

- 01 réducteur

- Conduites

- 03 tambours R à G composé de :

- 2 axes de verrouillage

- Roue

- Système de graissage

- 08 godets

centralisé

- 01 moteur - 01 réducteur

Figure 6: Découpage fonctionnel de la roue-pelle

Page | 13

CHAPITRE II :


3.3Caractéristiques 3.3 Caractéristiques des sous-systèmes Les caractéristiques de ces mécanismes sont dressées dans les tableaux suivants : Translation :  Nombre de galets

24

 Nombre de galets moteurs

16

 Diamètre galet

630 mm

 Vitesse de la translation minimale

3.2 m/mn

 Vitesse de la translation maximale

16 m/mn

 Largeur voie (Ecartement)  Puissance du moteur installée

10 m 16 * 5,5 kW

Mécanisme de levage  Nombre de vérins

2

 Longueur insérée

2 900 mm

 Course

1 200 mm

 Diamètre des tiges de vérins/ pistions  Vitesse de levage

320/200 mm 5m/ min

 Puissance du moteur installée

30 KW

Mécanisme d’Orientation  Vitesse d’orientation max  Nombre de mécanisme d’orientation

29 m/mn 4

 Puissance du moteur

4 * 11KW

 Diamètre du palier combiné

3 800 mm

Tapis flèche:  Entraxe

50 mètres

 Largeur bande

1400 mm

 Vitesse bande

3.1 m/s

 Puissance du moteur installée

160 kW

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CHAPITRE II :

Mise en situation du projet Roue à godets :

 Diamètre roue

II.

6,8 mètres

 Nombre de godets

8

 Volume du godet

970 litres

 Vitesse de coupe

2,67 m/s

 Débit nominal

3000 t/h

 Débit maximal

3 750 t/h

Présentation su système d’orientation d’orien tation 1. Vision générale Le système d’orientation de la roue-pelle roue-pelle RP3 est constitué par quatre éléments essentiels à savoir :  4 moteurs électriques  4 réducteurs  Une couronne et 4 pignons d’attaque  Un système de graissage centralisé

Le dessin suivant illustre i llustre le mécanisme d’entrainement de la couronne d’orientation via une tête motrice :

Figure 7: Schéma du système d’orientation

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CHAPITRE II :


2. Les caractéristiques du mécanisme

Tableau 2: Caractéristiques du système systè me d’orientation

Éléments

Modules Nombre Moteur

04

électrique Système

motrices

Réducteur

- Puissance = 11 kW - Vitesse = 1500 tr/mn

04

de freinage Têtes

Caractéristiques

- Electro pompe - Tampon de freinage

04

- Chaque réducteur est composé de :  Réducteur roue et vis sans fin

combiné

 Réducteur cyclo

- Puissance = 7,5 kW - Rapport de réduction = 1/ 1393,3 - Couple = 68,2 kN m Couronne

01

- Couronne d’orientation :  Type : combinée billes/rouleaux  Diamètre = 4080mm  Module = 20  Nombre de dents = 204  Angle de pression = 20°  Denture droite

Couronne et pignon

- Fixation de la couronne pour boulonnerie :

d’attaque

 Nombre : 72  Type : HR M24 x …

Pignon d’attaque

04

- Pignon d’attaque :  Diamètre = 360  Module = 20  Denture droite

Page | 16

CHAPITRE II :


3. Description de la couronne Cette couronne d’orientation est constituée d’une bague intérieure et d’une bague extérieure (1 et 2), avec chemins de roulement usinée. Elles sont dotées en option d’une denture intérieure ou extérieure (3). Un système d’étanchéité (4) sur les faces supérieure et inférieure, isole les chemins de roulement de l’extérieur. Les couronnes d’orientation sont lubrifiées en graisse. Le graissage s’effectue par les graisseurs (5). Des corps roulants (6) transmettent les charges entre les bagues intérieur et extérieure. La capacité de reprise de charge aux chemins de roulement est définie entre autres, par la forme de construction de la couronne d’orientation, par les profondeurs de trempe, et par le nombre et le diamètre des corps roulants. Des séparateurs (7) maintiennent l’écartement l’écartement des corps roulants et évitent ainsi leur usure. Les corps roulants sont mis en place en usine par le trou de (8), est remplissage dont le bouchon (8), (9). maintenu en position par une goupille (9). Les efforts sont transmis à la structure d’appui par l’intermédiaire l’intermédiaire de boulons de fixation. A cet effet, les bagues intérieures et extérieures des couronnes sont pourvues de trous traversant ou de trous taraudés (10)

Page | 17

CHAPITRE II :

III.


Analyse de l’effet de dysfonctionnement de la roue-pelle Il est indispensable de bien évaluer l’existant dans le processus de production. Ainsi

que les risques que peut engendrer la mise hors service de certains équipements névralgiques de la production. Pour atteindre cet objectif, nous avons eu recours à une méthode rigoureuse d’analyse

qui

est

MERIDE

(Méthode

d’évaluation

des

risques

industriels

de

dysf onctionnement de l’équipement).

1. La méthode MERIDE La démarche de la méthode repose sur deux étapes : L’estimation de la gravité des risques de dysfonctionnement des installations et équipement : Cette première

phase de l’analyse MERIDE consiste à évaluer quantitativement et

qualitativement la gravité des conséquences des risques des défaillances pouvant survenir aux différentes installations ou équipements du site. En premier lieu, il faut réaliser une décomposition technico-fonctionnelle des installations de site, en restant au niveau le plus bas des machines : -

Fonction

-

Equipement

Après pour chaque équipement, on analyse les incidences d’un dysfonctionnement en les notant de 1 (pas ou peu d’incidence) à 4 (incidence grave ou importante) selon les critères principaux choisis en fonction des caractéristiques de production. Exemple :

Tableau 3:Exemple de notation relatif à un critère (sécurité) 1

Notes

2

3

4

Risque

Risq

Risque

Critères Aucune Incidence sécurité

incidence

faible machine

pour ue

faible

pour homme

grave

pour

homme/ou machine

La note globale de gravité de risque est obtenue en multipliant toutes les notes les unes par les autres. On obtient ainsi une échelle de gravité des effets de dysfonctionnement des équipements. Dans cette échelle, les chiffres n’ont aucune signification, mais c’est la relativisation entre eux qu’il faut examiner. Page | 18

CHAPITRE II :


Analyse globale d’évaluation des risques : Cette étape a pour objectif d’établir une synthèse générale des notes de gravité.

2. Application de la méthode au processus de lavage 2. 1 Décomposition technico-fonctionnelle du processus

Le lavage des phosphates passe par un enchaînement d’étapes qui sont représentées dans l’organigramme suivant : Stockage des phosphates: Stockeuses

Déstockage des phosphates : Roues-pelles RP3&RP5

Transport des phosphates : Convoyeurs

Lavage des phosphates : Laverie

Séparation :

Stockage produit Lavé :Convoyeurs

Crible

Mise à terril : Convoyeurs

Chargement Vers COZ / UB

Figure 8: Décomposition technico-fonctionnelle du processus

Page | 19

CHAPITRE II :


2. 2 Les critères de notation

Les critères de notation choisis sont : -

Incidences dysfonctionnement sur la qualité du produit

-

Incidences dysfonctionnement sur la quantité et le délai de livraison

-

Incidences sur la sécurité des hommes et machines

-

Maintenance actuelle

-

Documentation existante

-

Etat des équipements

2. 3 Tableau MERIDE

Le Tableau de notation da la gravité des dysfonctionnements et la fiche que nous avons réalisée pour le processus d’exploitation du phosphate sont présentés respectivement dans le tableau 1 et 2 dans les annexes. Il est à noter que cette notation est faite en présence des agents de service maintenance de la laverie et du parc ELWAFI.

2. 4 Résultat d’analyse

Sur le tableau de notation de la gravité des dysfonctionnements, il s’avère bien que la phase de déstockage, assurée par les deux roues pelles RP3 et RP5 (disponible au sein du parc el Wafi), est la plus critique dans le processus de Lavage.

Nous allons présenter, dans la suite, des histogrammes concernant les arrêts mécaniques du parc El Wafi ainsi que celui des anomalies détectées sur la RP3.

Histogramme d’arrêt des équipements du parc El-Wafi

Nous avons effectué une analyse des historiques sur les équipements du Parc El-Wafi durant la période (Mars 2003 jusqu’à la fin de Novembre 2010). A partir les fichiers statistiques des heures des arrêts mécaniques du parc El-Wafi

nous obtenons le résultat

suivant :

Page | 20

CHAPITRE II :

Mise en situation du projet Tableau 4: Durée des arrêts des équipements du Parc

Equipement RP3

Durée d’arrêt (heures) 1625

RP5

1236

STK4

843

STK2

628

H4

614

H3

589

H5

426

H2

398

H6

215

STK6

208

Figure 9:Histogramme des arrêts mécaniques du Parc ELWAFI

Commentaire

Sur cette figure il s’avère bien que les arrêts de la roue-pelle N3 sont très importants par rapport aux autres équipements du parc.

Page | 21

CHAPITRE II :

Mise en situation du projet Histogramme des arrêts mécaniques de la roue-pelle N3:

Dans cette analyse nous avons représenté les arrêts mécaniques de la roue-pelle N3 :

Figure 10: Histogramme des arrêts mécaniques de la RP/3

Commentaire Il est clair que le déboitement de la couronne de la roue-pelle 3 représente un problème grave au niveau de la production car les heures des arrêts sont très importantes par rapport aux autres anomalies de la machine.

IV.

Problématique

1. Données

statistiques

sur

le

déboitement

du

système

d’orientation Le système d’orientation est considéré comme l’un des mécanismes les plus sensibles au fonctionnement de la roue-pelle N 3. C’est un outil de maintien de la partie supérieure de la machine. Il a aussi

un rôle de guidage et d’entrainement de la machine lors de son

mouvement de rotation autour de son axe vertical. Sa mise hors service se répercute sur le fonctionnement de l’engin tout entier et entraîne directement l’arrêt immédiat de la roue-pelle. Il sera donc opportun de veiller à éviter la mise hors service de ce mécanisme. Quelques données statistiques concernant le système d’orientation sont présentées comme suit : er

 Date de mise en service de la roue pelle : 1 Décembre 1994  Dates de changement de la couronne d’orientation : voir tableau 5 ci-dessous

Page | 22

CHAPITRE II :


Tableau 5 : Historique du déboitement de la couronne de la roue pelle N 3

Date 22/01/2003

Nombre de jours 2971 j

Heures de marche 53478 h

Motif Déboitement de la couronne

Durée d’intervention 20 Jours 10 Jours

26/08/2006

1312 j

23616 h

Déboitement de la couronne

16/02/2010

1268 J

22824 h

Début de déboitement

5 jours

Avant de pouvoir commenter le tableau, nous devons tout d’abord définir ce problème de déboitement de la couronne.

2. Problème de déboitement de la couronne Il est défini comme la dissociation et le pivotement du chemin de roulement supérieur par rapport au chemin de roulement inférieur de la couronne. C’est un problème assez fréquent pour les couronnes d’orientation. Il s’agit d’une séparation relative et dissociation de la bague intérieure et la bague extérieure. Ceci est dû généralement à des problèmes d’usure des différents composants de cette couronne.

Le schéma suivant illustre ce problème de séparation des chemins de roulement inférieurs à ceux supérieurs :

Figure 11:Illustration du déboitement de la couronne

Page | 23

CHAPITRE II :


Commentaire du tableau N 5

Nous remarquons d’après les données citées dans le tableau précédant que le déboitement de la couronne arrive une fois toutes les trois/quatre années. Alors que le constructeur des couronnes avait décrit comme durée de vie 8ans dans les conditions de marche normales. De ce fait, nous avons pu remarquer que ce système de déboitement présente une défaillance ou anomalie et cause d’énormes pertes lors de l’arrêt de la machine. A cela s’ajoute la sécurité du personnel et de s biens qui est mise en danger. L’évaluation de la gravité de ce problème semble extrêmement intéressante. Une mise en œuvre de ces deux éléments semble être utile dans ce sens : 

La sécurité



Les dégâts matériels (en pièces de rechanges et dans la machine elle-même)

2. 1 L’enjeu de la sécurité

Il est clair que l’enjeu de la sécurité est dorénavant l’une des priorités de chaque entité opérant dans l’industrie. Un accident de travail peut coûter énormément à l’entreprise, voire qu’il sera inchiffrable. C’est dans cette perspective que l’entreprise est appelée à mettre en place une politique de sécur ité et d’engager d’énormes efforts pour limiter au maximum la gravité des accidents relevés. L’OCP n’en fait pas l’exception. En effet des mesures de sécurité sont dorénavant une obligation pour les employés que pour les visiteurs des s ites. Au parc ELWAFI, comme sur d’autres sites de l’OCP, la sécurité du personnel constitue l’une des priorités, et l’un des engins les plus critiques à ce point est la roue-pelle N 3. Le problème de déboîtement de la couronne peut engendrer d’énormes risques dans ce sens. Lors de l’apparition de ce problème de déboîtement de la couronne. Le système de maintien de la partie supérieure de la roue-pelle est mis en danger vu que la couronne joue le rôle de maintien, de guidage et d’entrainement de la partie supérieure de l’engin. Du moment que la cabine de conduite se situe à l’extrémité du tapis flèche

(au juste

voisinage de la roue à godets), le déboîtement de la couronne d’orientation peut engendrer un accident mortel du conducteur et du personnel d’entretien présents s ur la machine. Cet enjeu est donc une priorité pour le groupe OCP ainsi que pour tout utilisateur de l’engin. Des efforts sont alors à déployer pour lutter contre ce problème de déboîtement.

Page | 24

CHAPITRE II :


2. 2 L’enjeu des dégâts matériels

Les roues pelle disponibles au sein des sites de l’OCP font partie des superstructures. La mise hors service par une cause de déboîtement engendre des pertes énormes. Il s’agit d’un engin qui coûte des Millions de DH. Le problème de déboîtement entraîne la séparation de la partie supérieure de la partie inférieure, causant ainsi des dégâts qui pourront s’avérer irréparables. Alors il sera judicieux de pouvoir limiter l’effet du déboîtement pour une pérennité et une durabilité des biens. Après avoir élaboré notre problématique, nous allons exposer le cahier de charges qu’on nous a demandé de respecter.

V.

Cahier des charges Nous allons présenter le cahier des charges qui nous a été confié :

1- Faire une étude de la situation actuelle et dégager la criticité du problème (chose que nous avons essayé de faire dans la présente partie) 2- Mener une étude AMDEC du système d’orientation pour dégager les éventuelles pannes et leurs causes, à savoir le défaut de déboitement de la couronne. 3- Etudie la possibilité d’adapter un autre type de couronne d’orientation à l’instar des autres roues pelles de l’OCP. 4- Faire l’étude d’un système de contrôle ou de protection contre l’apparition de ce problème

Conclusion Ces enjeux sont, entre autres, des indicateurs puissants qui révèlent qu’en aucun cas il sera tolérable de voir une roue pelle à l’arrêt suite à un problème de déboitement de la couronne d’orientation. Donc une maitrise parfaite de la situation et des éléments clés de ce mécanisme est nécessaire pour la suite. On sera ensuite amené à effectuer une étude détaillée sur les différentes causes du problème de déboîtement de la couronne, ce qui revient à mettre au plan les historiques des différentes pannes relevées au système d’orientation pour qu’une étude AMDEC vienne mettre le point sur les réelles causes de ce problème et y amener d’éventuelles propositions.

Page | 25

Chapitre III : Analyse qualitative de la problématique

Page | 26


Introduction :

Dans cette partie et comme nous l’avons signalé, nous allons effectuer une étude AMDEC du système d’orientation pour dégager les défaillances les plus critiques. Nous allons tout d’abord présenter la méthode AMDEC, ensuite nous allons effectuer un découpage fonctionnel de notre système. Après avoir construit la grille AMDEC, nous présentons tout de même le diagramme d’Ishikawa sur la défaillance la plus critique. Enfin nous présenteront les recommandations à engager pour les autres anomalies relevées .

I.

Etude AMDEC

1. Présentation de la méthode AMDEC L’Analyse des Modes de Défaillance, leur Effets et leur Criticité (AMDEC) est une méthode qui consiste à identifier d’une façon inductive et systématique les risques de défaillance d’un système, puis d’estimer les risques liés à l’apparition de ces défaillances, afin d’engager les actions correctives à apporter au dispositif. L’AMDEC, par l’évaluation de la criticité des conséquences des défaillances, permet de les classer par importance et de préparer un plan d’action visant à optimiser le moyen de production et, ainsi, à réduire la criticité (actions sur la probabilité d’apparition de la défaillance et/ou sur la gravité de la conséquence). Les types d’AMDEC Il existe principalement trois types d’AMDEC, qui sont : 1. AMDEC PRODUIT : Recherche des modes de défaillances du produit engagés par sa conception. Méthode : Etudier les plans d’un produit afin de détecter préventivement les situations qui peuvent conduire à une fonction non réalisée ou mal réalisée. 2. AMDEC POCESS : Recherche des défauts engendrés par le procédé sur le produit. Méthode : Recherche dans une gamme de fabrication l’ensemble des situations qui peuvent engendrer des produits défectueux. 3. AMDEC MOYEN DE PRODUTION : concerne le moyen de production (machine, équipement, etc.) et vise le (zéro défaut, zéro panne) en agissant sur les causes.

Page | 27

Chapitre III : Analyse qualitative de la problématique Or, l’objectif de notre travail c’est d’améliorer la disponibilité de la roue-pelle N 3 en améliorant la disponibilité de son système d’orientation. C’est dans cette perspective qu’on va appliquer l’AMDEC MOYEN DE PRODUCTION à ce système d’orientation de la roue-pelle N3. Les buts de la méthode : AMDEC MOYEN DE PRODUCTION Les objectifs visés en adoptant cette méthode sont :  Identifier les causes de défaillances  Identifier leurs effets  Hiérarchiser les défaillances par une notation  Apporter des actions correctives

Et ceci afin de :  

Diminuer le taux de panne. Augmenter la disponibilité (par l’amélioration de la fiabilité et de la maintenabilité).

2. La méthodologie AMDEC L’AMDEC est une démarche très structurée. Sa conduite se déroule en cinq étapes :

Intialisation de l'étude

Analyse fonctionnelle

Analyse AMDEC

Actions correctives

Suivi et contrôle

a. Initialisation de l’étude 1. La définition du système 2. La définition des objectifs de l’étude 3. La définition des limites de l’étude 4. La constitution du groupe de travail 5. La définition du planning 6. La préparation et la mise au point des supports de l’étude b. Analyse fonctionnelle interne (découpage fonctionnel du système) Un système peut être découpé en blocs fonctionnels ou structurels, sous une forme arborescente, selon des niveaux. Page | 28

Chapitre III : Analyse qualitative de la problématique c. Analyse AMDEC 1) Détermination des critères qualitatifs i. Mode de défaillance ii. Cause de défaillance iii. Effet de la défaillance iv. Détection 2) Analyse Qualitative i. Indice de fréquence F ii. Indice de gravité G iii. Indice de non-détection ND iv. Calcul de la criticité C C= F × G × ND [3] Les tableaux suivants donnent la notion retenue pour les différents indices F, G et ND, extrais du cours de l’analyse AMDEC M. NGOTE.

Tableau 6:Grille de cotation de fréquence

Niveaux de fréquence Fréquence très

Co tation 1

Définitions Défaillance rare : Moins d’une défaillance

faible

par 2ans Fréquence

2

Défaillance possible : Moins d’une défaillance

faible

par an Fréquence

3

Défaillance fréquente : Moins d’une défaillance

moyenne

par mois Fréquence Forte

4

Défaillance très fréquente : Plusieurs défaillances par mois

Page | 29

Chapitre III : Analyse qualitative de la problématique Tableau 7:Grille de cotation de gravité

Niveau de gravité Gravité mineure

Gravité

Cotation

Défaillance Défaillance mineure :

1 -

Arrêt de production inférieur à 30 minutes.

-

Aucune dégradation notable du matériel.

2

Défaillance Significative : -

significative

Gravité

Arrêt de production entre 30 minutes et 2 heures. -

Changement du matériel défectueux

-

Petite réparation sur place nécessaire. Défaillance moyenne :

3

moyenne

-

Arrêt de production entre 2 h et 6 h.

-

Non qualité détectée à la production

-

Gravité majeure

Intervention importante Défaillance Majeure :

4 -

Arrêt de production entre 6h et 24h.

-

Gravité catastrophique

Intervention lourde

Défaillance Catastrophique :

5 -

Arrêt de production supérieur à 24h.

-

Intervention lourde, demande des moyens coûteux.

-

Problème de sécurité.

Page | 30

Chapitre III : Analyse qualitative de la problématique Tableau 8:Grille de cotation de la non-détection

Niveau de détection Détection évidente

Cotation 1

Définitions Défaillance détectable à 100% : Détection à coup sûr de la cause de défaillance. Signe avant-coureur évident d’une dégradation Dispositif de détection automatique d’incident.

Détection possible

2

Défaillance détectable Signe

avant-coureur

d’une

dégradation

facilement décelable mais nécessitant une action particulière de l’opérateur (contrôle visite).

Détection difficile

3

Défaillance Difficilement détectable Signe

avant-coureur

d’une

défaillance

difficilement détectable Peu exploitable mais nécessitant une action ou moyens complexes (démontage appareillage)

Détection très difficile

4

Défaillance indétectable. Aucun signe avant-coureur d’une défaillance

Page | 31

Chapitre III : Analyse qualitative de la problématique Tableau 9: Grille de cotation de criticité

Niveau de Criticité 1≤IPR<10

10≤IPR<15

15≤IPR<20

Exemple d’actions correctives à engager -

Aucune modification de conception

-

Maintenance corrective.

-

Amélioration des performances de l’élément

-

Maintenance préventive systématique.

-

Révision de la conception du sous ensemble et du choix des éléments

-

Surveillance particulière

-

Maintenance préventive conditionnelle (si possible)

20 ≤IPR

-

Remise en cause de la conception.

-

Etudier les possibilités des modifications

d. Action corrective Une action corrective est un moyen, dispositif, procédure, documentation ou formation per mettant de réduire la valeur d’un ou de plusieurs termes du produit F × G × ND et par conséquent celle de la criticité. Les actions correctives sont engagées pour les causes de défaillances dont la criticité dépasse un seuil fixé à l’avance, ou si l’un des indices F, G ou ND est supérieur ou égale à 4. e. Suivi des actions proposées Le suivi est un aspect primordial pour le succès de cet outil analytique qu’est l’AMDEC. En effet, pour toutes les mesures prises, il faut désigner des responsables et établir un plan d’action

3. Application de l’AMDEC pour le système d’orientation de la RP3 3.4Initialisation de l’étude Définition du système étudié La roue pelle N3 peut être décomposée, comme on l’a vu auparavant,

en quatre

systèmes :

Page | 32




Système de translation



Système d’orientation



Système de levage



Système Tapis flèche L’enjeu de la sécurité peut être, entre autres, l’un des facteurs incitant à limiter l’étude

sur le système d’orientation. Objectifs de l’étude Le but de cette étude est d’améliorer la disponibilité de la roue pelle en agissant sur le système d’orientation. Et ce en réduisant d’une part le temps d’indisponibilité après défaillance et en minimisant d’autre part le nombre de défaillance. Limitation de l’étude Notre étude sera faite uniquement sur le système d’orientation et traitera les différentes pannes que connait ce système. Constitution du groupe de travail Nous avons constitué le groupe de travail avec les chefs d’ateliers des services mécanique, électrique de la laverie, ainsi que d’autre personnel présent sur le parc ELWAFI. La préparation et la mise au point des supports de l’étude Nous avons collecté les différents documents qui peuvent nous aider à faire une étude minutieuse pour ce système d’orientation à savoir : Les dessins d’ensemble du système d’orientation Le dossier maintenance (historique des pannes) Les grilles AMDEC Des barèmes de cotation de la criticité L’analyse fonctionnelle L’arborescence est l’une des méthodes de l’analyse fonctionnelle, elle est utilisée pour décrire la structure matérielle d’une machine ou d’un système. La décomposition du système d’orientation est donnée par la figure suivante :

3.5Découpage fonctionnel du système d’orientation La figure 1 dans les annexes représente la décomposition fonctionnelle de ce mécanisme.

3.6Grille AMDEC Le tableau 3 dans les annexes présente la grille AMDEC de ce système.

Page | 33

Chapitre III : Analyse qualitative de la problématique Afin de donner une idée sur les différentes causes qui agissent sur l’usure de la couronne d’orientation, nous avons pensé à établir le diagramme d’Ish ikawa pour cette défaillance majeure relevée par notre étude AMDEC. Nous allons présenter cette méthode, ensuite nous allons constituer notre diagramme.

II.

Diagramme arête de poisson/causes effets Le diagramme causes effets permet la recherche des différentes causes qui conduisent à une

anomalie dans un système ou dans un processus, ce diagramme permet également de lister les causes qui peuvent être très éloignées, dans le temps et dans l'espace, et ayant des origines sans lien apparemment direct

Figure 12:Diagramme d’Ishikawa illustrant les causes d’un défaut de fonctionnement

1. Méthodologie La construction du diagramme d'Ishikawa est basée sur un travail de groupe. Il est élaboré en plusieurs étapes : 1. Décrire clairement le problème. 2. Par un Brainstorming, déterminer les principales catégories de causes. Souvent on utilise un ensemble de catégories que l'on nomme les 5M : Main d'œuvre, Méthodes, Machines, Matière, Milieu. 3. Tracer le squelette du diagramme d'Ishikawa et y inscrire les catégories. 4. Pour chaque catégorie inscrire les causes suggérées par les membres du groupe en posant à chaque fois la question : pourquoi cette cause produit-elle cet effet ? 5. Classer, si c'est possible, les causes suggérées en des sous-catégories. 6. Déterminer les causes premières qu'il est possible d'éliminer. 7. Agir sur la ou les causes pour corriger le défaut en donnant des solutions et en mettant en place des actions correctives. Page | 34

Chapitre III : Analyse qualitative de la problématique Dans notre cas, l'objectif est de réduire le temps d’arrêt du système d’orientation et plus particulièrement la couronne d’orientation. Ce problème est dû à plusieurs causes qui peuvent être classées en cinq types et qui seront détaillées dans le diagramme causes- effets du: 

Système d’orientation (couronne) ;

2. Application au système d’orientation Le diagramme d’Ishikawa réalisé pour l’usure de la couronne représenté dans La figure 3 en annexes. Actions à engager suite à l’analyse AMDEC du système d’orientation

Après avoir énumérer les différentes défaillances du système d’orientation, nous avons constitué la grille AMDEC du système d’orientation. Le tableau suivant présente les actions à engager pour limiter les effets de ces défaillances : Tableau 10: Actions amélioratrices

Défaillance Faible orientation

Actions à engager -Contrôle systématique du couple de serrage des réducteurs

Déclenchement des moteurs

- contrôle de graissage - contrôle de vibrations -Changement des roulements

Basculement de la roue-pelle

-vider les 8 compartiments de la roue à godets colmatées -Renouvellement des secteurs usés de la roue à godets -contrôle de la pression du système hydraulique

Desserrage des boulons

-Contrôle

systématique

de

la

boulonnerie - changement des boulons cisaillés Affaissement des chemins de billes

-Changement systématique

Déboitement de la couronne

-Remise en cause de la conception.

Page | 35

Le tableau ci-dessus montre les actions à prendre pour diminuer la gravité de ces défaillances. Il est à noter que le problème de déboitement présente la criticité majeure et les actions à engager pour cette défaillance seront traitées dans la suite de notre rapport..

Conclusion Cette partie de notre sujet s’est focalisé sur l’étude du système d’orientation. Nous avons mené une étude AMDEC de ce mécanisme de la roue pelle vu son immense importance dans le fonctionnement de la roue-pelle ainsi que le problème de sécurité que peut engendrer toute défaillance au niveau de ce système. Nous avons pu conclure que le problème de déboitement de la couronne d’orientation présente la criticité la plus importante et nécessite ainsi une intervention au niveau de la conception. La partie suivante de notre sujet vient répondre à ce point en faisant une étude sur la possibilité d’adaptation d’un autre type de couronne à l’instar des autres roues pelles.

Page | 36

Chapitre IV : Etude de la possibilité d’adaptation d’une nouvelle couro nne

Page | 37

Chapitre IV : Etude de la possibilité d’adaptation d’une nouvelle couronne

Introduction Après avoir mené l’analyse AMDEC dans la partie précédente, nous avons pu relever que la défaillance majeure qui présente la criticité la plus élevée est celle du déboitement de la couronne d’orientation. Nous serons en mesure de manif ester dans la présente partie des remèdes à ce défaut. Nous allons entamer notre vérification de l’adaptation dans les étapes suivantes : 

Illustrer la défaillance de l’usure du chemin inférieur des billes



Présenter notre solution de l’adaptation à travers les étapes suivantes :  Choix de la couronne à adapter  Comparaison

dimensionnelle

des

caractéristiques

des

deux

couronnes  Vérification de la résistance à la rotation par le biais du calcul des

couples moteur et résistant  Evaluation et comparaison des charges tangentielles admissibles

pour les deux types de couronnes.  Vérification de la résistance de l’arbre d’entrainement à la torsion  Vérification de la résistance de de l’arbre à la flexion après

l’élongation prévue.  Vérification du phénomène des effets de bords sur la denture de la

couronne. Nous allons ensuite pouvoir conclure sur la possibilité d’adaptation, en présentant les éventuelles recommandations d’adaptation.

I.

Illustration de l’usure des chemins de billes Nous avons remarqué d’après cette analyse des défaillances que l’usure des chemins de

billes constitue une des causes les plus critiques dans ce mécanisme d’orientation. Nous avons ainsi jugé judicieux d’expliciter ce problème d’usure à travers la figure comparative suivante :

Page | 38


Bague Bague

Usure normale dans tous les sens

Usure avancée causant le déboitement

Figure 13:Schéma de l’usure normale et l’usure avancée de la couronne d’orientation

Commentaire En fonctionnement nominal décrit par le constructeur de la roue pelle, l’usure relevée sur les chemins de billes fait partie des défaillances courantes et qui nécessite un contrôle permanent avant d’atteindre la durée de vie de 8 ans. Or

la deuxième figure présente une

défaillance inhabituelle à savoir l’usure ou la fissuration des chemins de billes. Cette fissuration entraine la dégradation totale du matériau de la partie supérieure.

Alors en

présence des charges de fonctionnement de la partie supérieure de la roue pelle, la couronne d’orientation ne remplit plus sa fonction de maintien, causant ainsi la dissociation et le pivotement du chemin de roulement supérieure par rapport au chemin de roulement inférieure de la couronne. La figure suivante présente une simulation de la dissociation de ces deux parties de la couronne d’orientation :

Page | 39


Bague

Bague inférieure

Dégradation de la partie inférieure du chemin de billes

Figure 14: Schéma illustratif du déboitement de la couronne

Alors afin de limiter ce problème de déboitement nous serons amenés à proposer des interventions au niveau de ces chemins de roulement pour notre système d’orientation. Nous allons ainsi présenter deux éventuelles interventions sur ce système d’orientation :  Maintien du système actuel en y apportant des modifications  Changement radical du système d’orientation

On va procéder à l’étude de ces actions tout en présentant l’éventuelle possibilité de leur mise en place. La figure suivant illustre les différentes actions à étudier :

Déboitement de la couronne d'orientation

Mise en place d'un capteur adéquat

Changement de la couronne

Page | 40

Chapitre IV : Etude de la possibilité d’adaptation d’une nouvelle couronne Dans le présent chapitre, nous allons traiter la possibilité de l’adaptation et du changement de la couronne actuelle, tandis que l’apport au système actuel sera traité dan s le chapitre suivant où nous allons concevoir un capteur adéquat.

Possibilité d’adaptation Suite aux deux incidents de déboîtement de la partie mobile de la couronne d’orientation de la Roue-pelle H3 du parc El Wafi, survenus respectivement en date du 21/01/2003 et 26/08/2006, et celle du 16/02/2010. Il a été nécessaire de pouvoir limiter ce problème. Notre objectif du choix de la solution a été bien entendu d’assurer la sécurité du personnel et des biens, mais sans oublier de pouvoir atteindre la durée de vie nominale décrite par le constructeur qui est 8 ans. Nous avons ainsi

mené une étude sur la possibilité

d’adaptation d’un autre type de couronne à l’instar des autre roues pelle disponibles sur les sites de l’OCP.

II.

Choix du type de couronne 1. Critères de choix Le critère le plus critique de notre choix a été d’assurer une couronne qui est moins

sujette au problème d’usure des chemins de roulements, cause essentielle du phénomène de déboitement. Pour satisfaire cet objectif, nous avons choisi la couronne à trois rangées pour les critères suivants : 

Durée de vie élevée (8ans décrite par le constructeur)



Forte capacité de reprise des charges axiales, cause principale du déboitement



Possibilité de logement de la couronne puisque les deux couronnes ont le même diamètre.



Les deux couronnes ont le même nombre de boulons de fixation et nous n’aurons besoin que d’utiliser les boulons de la nouvelle importée. C’est dans cette lumière qu’on a décidé d’étudier la possibilité d’adapter une couronne

avec trois rouleaux dont deux sont horizontales et un vertical. La figure N 15 donne une meilleure illustration de ce choix :

Page | 41


Couronne combinée (billes/rouleaux) (Installée actuellement)

Couronne à 3 rangées de rouleaux (Projetée)

Surface de contact Surface de contact

S contact C3R

S contact CC

Figure 15: Comparaison des surface de contact des deux couronne

Commentaire

Il claire de la figure que

S contact CC

<

S contact C3R

La figure précédente montre que la surface de contact entre la bille et son chemin est moins importante que celle entre le rouleau horizontal et son chemin de roulement. L’augmentation de cette surface va permettre une meilleure résistance au problème d’usure et par suite une forte capacité de reprise des charges axiales.

2. Etude comparative des deux types de couronne Dans la suite nous allons présenter une étude comparative de ces deux types de couronne afin d’en dégager les contraintes de la réalisation. Nous allons ainsi baser notre étude sur plusieurs points du système d’orientation :

2. 1 Encombrement et conception

Page | 42

Chapitre IV : Etude de la possibilité d’adaptation d’une nouvelle couronne Tableau 11 : Comparaison de l’encombrement de s deux couronnes

Désignation

Conception

t e t n e m n o e r i t b p m e o c c n n o E c

Couronne RPH3/H5 Combinée

Couronne RPZC/RIV

Ecart

A rouleaux

-

Rouleaux/Billes axiaux et radiaux

Poids (Kg)

3130

4748

1618

Ø Extérieur

4136

4136

0

Ø Intérieur

3610

3613

3

Hauteur totale

180

230

50

Commentaire Le rehaussement de la partie mobile de 50 mm provoque automatiquement une élévation des réducteurs d'entraînement de cette valeur ce qui va diminuer la surface d'attaque de la denture des pignons avec la denture de la couronne, et cette diminution se traduise par l’effet de bords causant la déformation des dents. 2. 2 Fixation Tableau 12 : Comparaison de la fixation des deux couronnes

Désignation

n o i t a x i F

Couronne

Couronne

RPH3/H5

RPZC/RIV

Ecart

Ø Perçage Extérieur

3974

3974

0

Ø Perçage Intérieur

3665

3665

0

Nombre de perçage

72

72

0

Ø de perçage

26

26

0

Ø des boulons

M24

M24

0

Longueur des boulons

230

310

80

Commentaire

Page | 43

Chapitre IV : Etude de la possibilité d’adaptation d’une nouvelle couronne Les trous de perçage

et les boulons de fixation de la partie intérieure et

extérieure de la couronne sont de même type (M24, 72 trous Ø26) mais il y a une différence de longueur des boulons de 80 mm. 2. 3 Centrage et graissage Tableau 13 : Comparaison du centrage et de graissage des deux couronnes

Désignation

e g a s s i a r g t e e g a r t n e C

Couronne

Couronne

RPH3/H5

RPZC/RIV

Ecart

Ø partie supérieure

3610

3613

3

Ø partie inférieure

3759

3845

86

12

12

0

Nombre de graisseurs

Commentaire Le manque de centrage de la partie mobile de la machine par rapport à la couronne sollicite d'avantage les boulons de fixation d'intérieur de la couronne au cisaillement d'une part d'autre part l'engrènement entre pignon et couronne au diamètre primitif sera déréglé et cause par la suite une usure prématurée ou la déformation des dents de la couronne et des pignons. Les deux types de couronne ont le même nombre de trous de graissage

(12

graisseurs). 2. 4 Caractéristiques de la denture Tableau 14 : Caractéristiques de la denture des deux couronnes

Désignation

Couronne

Couronne

Ecart

RPH3/H5

RPZC/RIV

4080

4080

0

Module

20

20

0

Nombre de dents

204

204

0

Largeur

120

180

60

Ø primitif

Commentaire

Page | 44

Chapitre IV : Etude de la possibilité d’adaptation d’une nouvelle couronne L’écart de 60 mm de largeur entre les dentures de ces deux types de couronne, entraine une pression sur les dents. Nous allons mener une étude de vérification de la denture la par la suite. 2. 5 P i gnon d’attaque Tableau 15 : Comparaison des pignons d’attaques des deux couronnes

PIGNON D'ATTAQUE Ø Ext Ø primitif Ø alésage

RPZC

420

360

420

360

0

0

module

174

Nombre

Largeur

dents

dents

20

18

190

20

18

130

0

0

60

(A adapter) RPH3

159,07

(Actuelle)

Ecart

14,93

Commentaire : Les quatre pignons d’attaque ont une différence de 60mm de largeur des dents et une différence de 14.93mm sur le diamètre d’alésage. 2. 6 Réducteurs d’orientation : Tableau 16 : Réducteurs des deux couronnes

REDUCTEUR D'ORIENTATION MARQUE/

Nombre

SYSTEME DE GRAISSAGE

TYPE

RPZC

CYCLO

4

DFLUPedG13

Centralisé

à

graisse

1048,05

RPH3

FLENDER AAW

180

4 PBN

Centralisé

à

graisse

400/S

Ecart

_

0

0

Commentaire Page | 45

Chapitre IV : Etude de la possibilité d’adaptation d’une nouvelle couronne Nous avons le même nombre de réducteurs et même système de graissage centralisé. Nous allons étudier dans la partie suivante, des vérifications et des calculs après l’adaptation de la nouvelle couronne. Nous allons entamer notre vérification par la comparaison des couples moteur et résistant.

III.

Vérifications par le biais d’un calcul approché RDM

1. Résistance à la rotation 1.1 Calcul du couple moteur :

Les données utiles pour le calcul sont : -

Le

rapport

de

réduction

du

bloc

réducteur

( FLENDER

AAW 180 PBN 400/S):1 / 1393,3 (Relevé sur la fiche technique du réducteur) -

La vitesse de rotation du moteur : 1465 tr/mn (D’après la plaque signalétique du moteur)

-

La Puissance du réducteur : 7,5 kW (Relevé sur la fiche technique du réducteur)

-

Diamètre primitif du pignon : 360 mm (Dessin du pignon)

Nous avons envisagé dans cette solution l’adaptation de la couronne à trois rouleaux à la roue pelle N 3. Il revient à signaler que nous n’avons pas prévu de changements pour le dispositif d’entrainement pour le moment. Nous pouvons conclure alors que le couple moteur disponible sera toujours le même pour les deux couronnes. Evaluons le couple moteur : 

La vitesse de rotation angulaire w = π* 1465/30 = 153,41 rad/s



Après la réduction w = 153,41 / 1393,3 = 1,05 tr / mn = 0,109 rad/s



Le couple moteur est donc C = P / w



[1]

C = 7500 / 0.109 = 68,2 kN m

Ainsi le couple moteur disponible pour l’entrainement est de

Cm = 68,2 KN m

Page | 46

Chapitre IV : Etude de la possibilité d’adaptation d’une nouvelle couronne 1.2 Calcul du couple résistant

Pour évaluer le couple résistant à la rotation de couronne, nous allons suivre la démarche suivante : 

Calcul de la force axiale



Calcul de la force tangentielle



Calcul du couple résistant

Force axiale Pour déterminer la force axiale appliquée sur la couronne nous avons besoin de déterminer les charges appliquées sur la partie inférieur de la machine, pour ce faire nous avons eu recours au plan d’assemblage de la machi ne.

Figure 16 : Plan d’assemblage de la RP3

Tableau 17 : Répartition des masses de la machine

Composante

Partie centrale

Masse(T) 27

Partie arti culation (point A)

48

Par ti e 1 de la flè che (point B)

34

Par ti e 2 de la flè che (poi nt C)

34

Parti e 3 de la f lè che (poi nt D)

34

Parti e 4 de la f lè che (point E)

66

F lè che du contr epoids

21

Contrepoids

116

Char ge sur la bande(P ) 1 (Voir tabl eau 18)

13

Char ge sur la rou e àgodets (P2) (Voi r

8

tableau 19) Page | 47


Calcul de la force P 1 et de la force P2  Force du phosphate distribué : P 1 Tableau 18 : Calcul de la force du phosphate distribué P1

Débit D (t/h)

3000

Vitesse de la bande Vb (m/s)

3.1

Entraxe de la bande Ex (m)

50

Durée de transport sur la bande t(s)

Ex/Vb

16

Masse du phosphate distribué M ph (T)

(t x D x 1000) /3600

13.33

P1 (KN)

Mph x 10

133.3

 Force de reprise P2 : Tableau 19 : Calcul de la force de reprise P2

Contenu de godet Cg(l)

500

Masse volumique de phosphate Rph

1,89

(t/m3) Contenu massique de godet C (kg)

Cg x R ph

Nombre de godet en reprise ng Charge de reprise pur F p(N) Charge de reprise total P2 (N)

945 4

C x ng x 10

37800

Fp + poids de la roueà godet

82800

Calcul de la force axiale appliquée sur la couronne :

Figure 17 : Représentation de la charge axiale résultante sur la machine

Page | 48

Chapitre IV : Etude de la possibilité d’adaptation d’une nouvelle couronne Le calcul de la force axiale donne :  Force axiale Fa :

Fa= ΣFi= (27+48+34+34+34+66+21+116+13+8)*10*10 3

Fa = 4010000 N = 4,0.1 MN Force tangentielle et le couple résistant Nous avons calculé la force tangentielle Ft appliquée sur les rouleaux de la couronne et on a : Ft= µFa [1] avec µ : coefficient de frottement des rouleaux, ce coefficient a été donné dans le tableau ci-dessous à partir des essais donnant des valeurs approximatives dans des conditions de fonctionnement favorables et selon le t ype de roulement : Tableau20 : Coefficients de frottement des roulements

Type de roulement

µ

Roulement à rotule sur billes

0.001

Roulement à rouleaux cylindriques

0.0011

Roulement rigide à billes

0.0015

Roulement à rouleaux coniques

0.0018

Butée à billes

0.0013

Donc pour notre cas (roulement à rouleaux cylindriques), la valeur approximative de µ est de 0.0011 Et par la suite

Ft= 0.0011*4010000=4411,00 N

Et le moment de frottement des rouleaux rapporté sur les dents de la couronne est : Mf=Ft*d0/2

[1]

Avec d0le diamètre primitif de la couronne. Application numérique :

Mf = 4411*(4080/2)= 8998,40 N.m

Or nous avons deux rangées de rouleaux qui supportent le moment de frottement. Donc le moment devient Mft=Mf *2,00 Mf=17,99 KN.

Vérification de la rotation de la couronne

Le moment qui applique le pignon d’attaque sur la couronne est Cm = 68,20kN m Et le moment de frottement qui résiste à la rotation est Mf =17,99 KN.m Page | 49

Chapitre IV : Etude de la possibilité d’adaptation d’une nouvelle couronne Donc, le couple moteur est largement supérieur au couple résistant,

l’effet de la

résistance à la rotation sera faiblement senti alors.

Conclusion : Le problème du coincement de la couronne n’aura pas lieu après l’adaptation

de la

couronne à trois rouleaux même si que le frottement a été augmenté par rapport au celui de la couronne combinée billes /rouleaux, donc ce critère (la masse et le type de roulement) n’aura aucune influence sur la rotation de la couronne.

2. Comparaison des charges tangentielles supportées par les deux couronnes a. Calcul des forces et comparaison Nous allons dans cette partie évaluer les charges tangentielles Ft appliquées sur la denture des deux couronnes pour les comparer avec les charges tangentielles maximales décrites par le catalogue du constructeur. Pour ce calcul, nous aurons besoin du couple moteur Cm, calculé auparavant, ainsi que du diamètre primitif du pignon Dp. Cette force est donnée par la relation suivante : Ft = Cm / (Dp/2) [1] Application numérique Ft = 378,80 KN Cet effort est calculé théoriquement, or en réalité la couronne subit souvent des chocs et des vibrations ce qui augmente cet effort. Pour tenir compte de ce problème nous nous somme référés au tableau N 21 : Tableau 21 : Facteur d’engrenage F z

Nous faisons appel aux techniciens responsables des ateliers mécaniques pour choisir la valeur du coefficient Fz à prendre, la valeur optimale qu’on nous a recommandée était Fz = 1.1 Pour obtenir la charge réelle, nous avons multiplié la charge théorique obtenue par le coefficient Fz Ainsi nous avons eu le résultat suivant : Page | 50

Chapitre IV : Etude de la possibilité d’adaptation d’une nouvelle couronne Ft (réelle) = Ft * Fz

[4]

Ft (réelle) = Ft * 1.1 = 416,70 KN Nous avons ensuite comparé cette valeur avec la charge maximale admissible décrite par le constructeur de couronne qui est déduite de la figure présentée dans la figure N 3 en annexe. Donc on peut tirer que la charge tangentielle maximale que peut supporter la couronne d’orientation combinées billes/rouleaux est de l’ordre de 450,00 KN. Nous allons tout de même relever l’effort tangentiel maximal admissible pour la couronne d’orientation à trois rouleaux décrit également par le constructeur. La figure présentée dans la figure N 4 en annexe illustre ce point. Donc on peut tirer que la charge tangentielle maximale que peut supporter la couronne d’orientation à trois rouleaux est de l’ordre de 559,00 KN.

Interprétation Tableau 22 : Comparaison des efforts tangentiels sur les deux couronnes

Effort tangentiel de fonctionnement (KN) Couronne de la RP3 (Combinées

billes

416,70

Effort tangentiel maximal admissible (KN) 450,00

Rapport effort Normal/ effort max 92,5 %

/

rouleaux)

Couronne à adapter

416,70

559,0

74,5 %

(A trois rouleaux

Il est clair que les charges appliquées sur la couronne à trois rouleaux auront moins d’effets sur la durée de vie que dans le cas de la couronne combinée billes/rouleaux. Pour la couronne actuelle, nous sommes actuellement à 92,5 % de la charge maximale, alors que pour celle projetée nous serons relativement éloignés de la valeur maximale admissible (à 74,5 % de l’effort maximal). Nous pouvons ainsi conclure que l’adaptation de la couronne à trois rouleaux présentera une meilleure résistance que celle de la couronne actuellement. Par conséquent, la durée de vie sera aussi améliorée.

3. Vérification à la torsion de l’arbre d’entrainement

Page | 51


Introduction Du moment que le couple moteur disponible au niveau du pignon d’attaque n’a pas changé, nous avons envisagé de garder le même moteur et le même réducteur. Mais ceci n’empêche pas de mener un calcul RDM pour s’assurer de la résistance de l’arbre à la torsion. L’arbre du pignon d’attaque est sollicité à la torsion, donc il faut vérifier contrainte

de torsion

τ

est inférieure

à la

limite

élastique de la torsion

que la

τe avec

un

coefficient de sécurité convenable.

a. Expression de la contrainte de cisaillement : La contrainte de cisaillement τ s’exprime par :

τ=

  

 

[2]

Avec : Mt moment de torsion Io moment quadratique et R rayon de l’arbre Pour un arbre de section circulaire de rayon R, le moment quadratique est donnée par 







=

[2]

Calcul des contraintes : Pour ce calcul, nous avons utilisé le logiciel RDM6 qui est un logiciel puissant pour vérifier la résistance de notre arbre à a torsion. Les données utiles pour ce calcul sont : Couple moteur : 68200 N.m Diamètre de l’arbre : D=159mm Longueur de l’arbre : L=680mm Par le biais de ce logiciel nous allons calculer le moment maximal de torsion. Une prise d’écran qui montre le calcul du moment de torsion maximal est représentée dans la figure N 7 en annexe. Nous avons obtenu le moment de torsion maximal Donc :

τ =

  

=

 

Mt=46,37KNm

  

L’application numérique de la formule précédente donne

τ = 7.3 Mpa D’après la fiche technique de l’arbre que nous avons consulté, la contrainte maximale de cisaillement est de Page | 52

Cha pitre IV : Etude de la possibilité d’adaptation d’une nouvelle couronne

τe= 130 Mpa Conclusion Nous avons ainsi conclu que l’arbre d’entrainement résiste bien à la torsion. Il reste à signaler que l’engrènement du pignon sur les 120 mm supérieurs seulement de la couronne pourra générer une pression sur la denture de la couronne (Effets de bords). Nous envisageons d’augmenter la longueur de l’ arbre par 25 mm pour centrer le pignon sur la couronne, et répartir ainsi les charges sur la denture. Le dessin suivant explique les modifications que nous avons envisagées pour l’arbre d’entrainement

Figure 18 : Arbre d’entrainement Avant et après modification

4. Vérification à la flexion de l’arbre d’entrainement Introduction Pour vérifier la résistance de l’arbre à la flexion, nous sommes amenés à calculer l’effort de flexion que subit l’arbre. C’est pratiquement le même effort radial que subit le pignon d’attaque. Pour calculer cet effort, nous nous référerons à la relation entre l’effort tangentiel et radial dans un engrenage parallèle à denture droite (avec un angle de pression = 20 °).

Page | 53


Fr

Figure 19 : Effort tangentiel et radial dans un engrenage

Ainsi nous obtenons

      [4] Pour

Ft= 378,8 KN

et

Nous obtenons

Alpha = 20°

Fr = 173,8 KN

Pour pouvoir conclure sur la résistance de l’arbre d’entrainement après cet allongement, nous allons mener une comparaison de la flèche maximale dans les deux dispositions (Avec et sans allongement de l’arbre) Pour se faire, nous allons utiliser un logiciel de calcul qui nous a été proposé par des agents du domaine, il s’agit du logiciel « Inflexion »  Cas où on a gardé la même longueur d’arbre (L = 680 mm)

Voir figure N 5 en annexe.  Dans le cas où on a augmenté la longueur de d’arbre (L = 705mm)

Voir figure N 6 en annexe.

Conclusion L’augmentation de la longueur d’arbre par 25 mm, ne va générer qu’une augmentation de la flèche maximale de 0,03mm. On peut considérer que la flexion de l’arbre n’aura pas lieu. Nous allons ensuite vérifier l’influence de l’effort tangentiel sur la denture de la couronne

5. Vérification de la résistance des dents de la couronne : Introduction : Une dent est soumise à un effort normal Fn dir igé suivant la droite d’action, l’intensité de la force Fn ne peut être précisée puisqu’on ignore le nombre de paires de dents dans l’axe de l’engrènement ,de plus , cette in tensité est variable au cours du Page | 54

Chapitre IV : Etude de la possibilité d’adaptation d’une nouvelle couronne temps , ceci nous amène à faire une hypothèse simplificatrice à savoir une seule paire de dents est en prise. Par ailleurs la dent est soumise à la flexion et avec le temps, elle se casserait à sa base par le phénomène de la fatigue.

a. Méthode de calcul à la flexion des dents de la couronne Soit M : le module de la denture de la couronne, Ft : la force tangentielle que subit une dent de la couronne. Il faut assimiler la dent à une poutre de longueur L, et de largeur b avec : L=2.25M [1] Le moment d’encastrement est alors :

[1]

σmax est donnée par ;

Et la contrainte maximale

σmax=

Mf =Ft.L

    

[1]

Avec b la largeur de la dent.

σmax≤σe [2]

Nous devons vérifier que : Avec

σe

la limite élastique du matériau

Calcul des contraintes Nous avons comme données : Ft=378300 N : Calculée dans la partie précédente b = 190 mm : Largeur de la dent M = 20 mm : Module Donc nous avons obtenu

σmax =

σmax = Dons nous obtenons :

σmax

    

    

= 545 Mpa

Le matériau de la couronne, c’est un acier 45 SCD 6 traité, dont les caractéristiques sont données comme suit : Module de Young = 220000 MPa Limite élastique = 1450.00 MPa Donc nous remarquons que la relation σmax≤ σe est largement vérifiée (545Mpa≤1450Mpa) Page | 55

Chapitre IV : Etude de la possibilité d’adaptation d’une no uvelle couronne

Conclusion Les dents de la couronne sont donc vérifiées aux efforts de la flexion.

IV.

Recommandations De manière générale, nous pouvons conclure sur la possibilité d’adaptation de la

couronne à trois rouleaux sur la machine. Cependant, il est conseillé de veiller à vérifier quelques conditions d’exploitation pour bien prévoir tout défaut au niveau du système d’orientation. A savoir : -

La mauvaise application de la résine (défauts de planéité) lors de l’installation de la couronne sur le camembert

-

Le déséquilibre de la roue pelle suite aux déformations des rails

-

Surcharge au niveau du système de reprise (roue à godets)

-

Contrôle des boulons de fixation.

-

Mauvaise reprise des phosphates, ce qui se répercute en forme d’une mauvaise répartition des charges sur la couronne

Pour cela nous recommandons les actions suivantes :  Ouverture de la roue à godet pour colmatage des phosphates, cette action va diminuer le

tonnage du produit qui se constitue à l’intérieur des godets et par suite, il n’y aura pas un surplus de charge sur la machine dû à ce colmata ge.  Inspection régulière de l’état de la résine pour assurer la planéité de la couronne, et

éliminer l’influence d’un angle de positionnement.  Inspection régulière des dents de la couronne et des pignons d’attaque quand à une usure

éventuelle (tous les mois, d’après le manuel de constructeur)  Contrôle du couple de serrage des vis de la couronne d’orientation T = 950 Nm (Tous les

mois, d’après le manuel de constructeur).

Conclusion Après avoir étudié la possibilité d’adapter cette couronne, nous avons conclu qu’il est à priori possible de mettre en place cette couronne. Mais il reste à mener une étude dimensionnelle plus profonde sur les conditions d’utilisation et pouvoir résoudre les problèmes secondaires qui peuvent affecter le système d’orientation.

Page | 56

Chapitre V : Mise en place d’un système de protection

Page | 57


Introduction Le problème de déboitement de la couronne d’orientation représente un risque majeur pour l’OCP car il engage l’enjeu de la sécurité du personnel et le dégât du matériel donc l’installation des capteurs alertant le début de ce phénomène est indispensable.

1. Définition Les capteurs mécaniques de position, appelés aussi interrupteurs de position, sont surtout employés dans les systèmes automatisés pour assurer la fonction

et détecter les

positions. On parle aussi de détecteurs de présence. Ils sont réalisés à base de microcontacts placés dans un corps de protection et muni d'un système de commande ou tête de commande.

2. Caractéristiques et avantages Les détecteurs de position ont des avantages



Sécurité de fonctionnement élevée : fiabilité des contacts et manœuvre positive d'ouverture



Bonne fidélité sur les points d'enclenchement (jusqu'à 0,01 mm)



Séparation galvanique des circuits



Bonne aptitude à commuter les courants faibles, combinée à une grande endurance électrique



Tension d'emploi élevée



Mise en œuvre simple, fonctionnement visualisé



Grande résistance aux ambiances industrielles

Ces capteurs détectent tout objet solide, ils se construisent à base d’une technologie de deux fils électriques comme un interrupteur électrique.

3. Utilisations Les plus significatives se rencontrent dans la mécanique, la machine-outil (usinage, manutention, levage), l'agro-alimentaire et la chimie (conditionnement, emballage), sur des types d'applications relevant de :



la détection de pièces machines (cames, butées, pignons)



la détection de balancelles, chariots, wagons



la détection directe d'objets Page | 58


4. Principe de fonctionnement

Corps d’épreuve

Contact

Figure 20: Schéma du capteur de position

C'est un commutateur, commandé par le déplacement d'un organe de commande (corps d'épreuve). Lorsque le corps d'épreuve est actionné, il ouvre ou ferme un contact électrique. De nombreux modèles peuvent être associés au corps : tête à mouvement rectiligne, angulaire ou multi -direction associée à différents dispositifs d'attaque (à poussoir, à levier, à tige). La tête de commande et le dispositif d'attaque sont déterminés à partir de :



la forme de l'objet : came 30°, face plane, forme quelconque



la trajectoire de l'objet : frontale, latérale, multidirectionnelle



la précision de guidage

Une gamme des interrupteurs de position est présentée dans la figure N 8 en annexe.

5. Choix des détecteurs : Parmi les principaux et nombreux facteurs qui interviennent dans le choix d'un détecteur, citons :



les conditions d'exploitation, caractérisées par la fréquence de manœuvres, la nature, la masse et la vitesse du mobile à contrôler, la précision et la fidélité exigées



l'effort nécessaire pour actionner le contact



la nature de l'ambiance, humide, poussiéreuse, corrosive, ainsi que la température Page | 59




le niveau de protection recherché contre les chocs, les projections de liquides



le nombre de cycles de manœuvres



la nature du circuit électrique



le nombre et la nature des contacts



la place disponible pour loger, fixer et régler l'appareil La démarche d'aide au choix s'établit en deux temps : Phase 1 : détermination de la famille de détecteurs adaptée à l'application Phase 2 : détermination du type et de la référence du détecteur recherché



l'environnement : température, humidité, poussières, projections diverses



la source d'alimentation : alternative ou continue



le signal de sortie : électromécanique, statique



le type de raccordement : câble, connecteur

En général, le choix du type de capteur est conditionnée par certaines utilisation et information, l’illustration de la méthode du choix et présentée dans la figure N 10 en annexe.

6. Adaptation : Nous avons suivi la démarche citée dans la figure N 10 en annexe pour effectuer un bon choix d’un détecteur de position qui remplit les conditions d’exploitation et qui est conforme au système (conception et mise en place). Pour notre système d’orientation, nous avons besoin d’un capteur

de la famille

interrupteur de position électromécanique qui remplit les conditions suivantes : 

Détection de l’affaissement prématuré des bagues de la couronne



Faible sensibilité au basculement normal de la machine



Installation facile sur la partie inférieure de la couronne



Non sensible à la vibration habituelle de la machine

7. Interrupteur de position électromécanique a. Description Dans le marché il y a plusieurs types des capteurs électromécaniques de position ( LSTitan , Interrupteurs de position ATR , Interrupteurs de position AT4, Interrupteurs de

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Chapitre V : Mise en place d’un système de protection position/sécurité électroniques LSE-Titan avec point de commutation réglable,...), chacun a ses propres caractéristiques de fonctionnement. Parmi ces capteurs, nous avons choisi interrupteur

de

position

d'une

grande

l’interrupteur de position AT4 qui est un souplesse

et

résistance

mécanique.

Les deux tailles de boîtier, les huit têtes de commande et la possibilité de régler le sens d'attaque de la tête par rotation de 90° permettent de s'adapter au mieux aux différentes situations

pour détecter le début de notre problème de déboitement de la couronne

d’orientation. Associé à un degré de protection IP 65, cet interrupteur est parfaitement adapté aux utilisations industrielles les plus sévères comme le cas de notre couronne d’orientation. Les différentes combinaisons possibles de ce type de capteur sont présentées dans la figure N 9 et le tableau N4 en annexe.

Choix des composants convenables pour AT4

Nous avons choisi deux capteurs

AT4 pour déclencher l’alerte du début de

déboitement dans les deux sens de la machine ( sens du tapis-flèche et sens du contre poids ), ce choix est judicieux car AT4 remplie toutes les conditions de l’exploitation et conforme avec la conception du système d’orientation (adapté à toutes les applications exigeant un faible encombrement et une grande robustesse). Chacun de ces deux capteurs constitué par :

2 Un boitier : (n° 1 dans la figure 20)

  







3

Le boitier étroit avec couvercle vissé : Nombre de contacts : 1F/1O, 2F, 2O Contacts à action brusque ou à action lente Exécution en interrupteur électronique avec contacts à action brusque (réglage individuel) Exécution en transmetteur de signaux analogiques 4-20 mA Exécution en transmetteur de signaux analogiques 0-10 V CC Pour un degré de protection IP65, utiliser des presseétoupe V-M20avec filetage de 9 mm max. (n°4 dans la figure 20)

1

Figure

21 :

Composition

d’un 4 capteur

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Chapitre V : Mise en place d’un système de protection Une Tête de commande rotative Pour l'utilisation en association avec des leviers à galet réglable. La tête de commande est orientable de 90° en 90° pour permettre une adaptation aisée à tous les sens d’attaque. Un Levier à galet réglable : (n° 3 dans la figure 21) Le levier à galet réglable est conçu

pour l’adaptation sur mesure de la longueur

qu’on veut

Installation des 2 capteurs sur la couronne

Boitier fixé par des vis sur la partie supérieure de la couronne en bas.

Tête

de

commande rotative pour l’assemblage

Galet en contact avec la partie inférieure de la couronne

Figure 22: Schéma illustratif de la mise en position des capteurs

Le boitier du détecteur est fixé sur la partie supérieure de la couronne en bas avec des vis, Il peut être utilisé sous différentes tensions (inférieure à la tension maximum admissible) et n'est pas polarisé. Il se branche comme un interrupteur, en série dans le circuit. On prendra soin d'identifier le type de logique utilisée par les unités de traitement, et raccordé avec un alarme sonore à travers un connecteur logique et convertisseur numérique – analogique pour alerter le début de déboitement sous le principe de fonctionnent suivant : Page | 62


Principe de fonctionnement  Sensibilité du capteur

Le capteur électromécanique de position AT4 qu’on a choisi pour protéger la couronne d’orientation contre le risque majeur du déboitement, est caractérisé par sa sensibilité de déclenchement qui est réglable selon les conditions et les exigences de fonctionnement et qui peut arriver à 0.01 mm. Ce capteur est branché avec un automate programmable selon le type de logique de traitement des signaux numériques. 

Unité de traitement

On prendra soin d'identifier le type de logique utilisée par les unités de traitement (automate programmable) Le type de logique entraînera 

un câblage différent



un choix de détecteur PNP (pour une logique positive) ou NPN (pour une logique négative)

 Détecteur PNP

Le détecteur PNP ou NPN comporte un transistor. Pour comprendre le branchement, on assimilera ce dernier à un contact électrique. Lorsque qu'il y a détection, le transistor est passant (contact fermé). Il va donc imposer le potentiel + sur la sortie S. La charge est branchée entre la sortie S et le potentiel -. Ce type de détecteur est adapté aux unités de traitement qui fonctionnent en logique positive. EX : l'API TSX 17 fonctionne exclusivement en logique positive (pour mettre une entrée automate aux 1 logiques, il faut lui impose r un potentiel de +24 volts)  Détecteur NPN

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Chapitre V : Mise en place d’un système de protection Lorsque qu'il y a détection, le transistor est passant (contact fermé). Il va donc imposer le potentiel - sur la sortie S. La charge est branchée entre la sortie S et le potentiel +. Ce type de détecteur est adapté aux unités de traitement qui fonctionnent en logique négative. On prendra donc soin d'identifier le type de logique utilisée par les unités de traitement (automate programmable) EX : l'API PB15 fonctionne exclusivement en logique négative (pour mettre une entrée automate au 1 logique, il faut lui imposer un potentiel de 0 volts).

Seuil de déclenchement : Le phonème de déboitement de la couronne est une séparation des deux parties de la couronne inférieure et supérieure, donc pour prévoir le début de ce problème il faut fixer un seuil de déclenchement du capteur et l’enregistrer dans la mémoire de l’automate programmable, pour se faire nous avons eu recours à l’historique des

trois derniers

déboitements : Tableau 23: Historique de la séparation des parties de la couronne

Date

Motif

22/01/2003 Déboitement de la couronne

Séparation des deux parties (mm) 10

26/08/2006 Déboitement de la couronne

8

16/02/2010 Début de déboitement

7

D’après ce tableaux la valeur minimale de séparation est 7 mm, pour des raisons de sécurité nous nous sommes mis d’accord avec des agents expérimentés dans ce domaine de prendre comme de seuil de déclenchement 6 mm. Cette valeur est une entrée pour l’API (TSX 17 ou PB15), ce dernier reçoit un signal venant des capteurs AT4 indiquant que la séparation est entrain de dépasser la valeur critique (6mm) alors l’API traite l’information et donne un signal numérique alertant le début de déboitement. Cette démarche nécessite des composantes électroniques citées dans le tableau N 24 :

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Tableau 24: Composants du capteur AT4

Composants

Capteur AT4 Convertisseur numérique -analogique Connecteur /câble API TSX 17(cartes conclues)

Conclusion Nous pouvons conclure alors que l’adaptation de ce capteur est possible avec le respect des recommandations nécessaires.

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Chapitre

VI :

Etude

technico-

économique du sujet

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Chapitre VI : Etude technico-économique du sujet

Introduction Dans les chapitres précédents, nous avons étudié le problème de déboitement de couronne d’orientation de la roue pelle N 3 au sein du site de la laverie Daoui. Ensuite nous avons proposé une solution pour ce problème de déboitement. Il s’agit d’une adaptation d’un autre type de couronne, à savoir la couronne à trois rangées de rouleaux. Cette solution va bien entendu réduire l’effet de ce problème et va augmenter la disponibilité de cet équipement. Dans la présente partie, nous allons esquisser une étude économique globale pour évaluer la rentabilité de l’investissement à engager dans la solution.

1. Apport de la réalisation du projet Nous avons présenté dans le 3éme chapitre une analyse critique du système d’orientation actuel. Nous avons bien souligné qu’il avait de nombreuses limitations et inconvénients; entre autres: le système actuel manque de fiabilité à cause du déboitement répétitif de la couronne actuelle de la roue pelle N3. La remise à nouveau du système d’orientation actuel, par la concrétisation du projet de remplacement de la couronne actuelle par celle du complexe OUD ZEM, est d’une grande importance puisqu’il permettra d’assurer une meilleure fiabilité de l’équipement, d’augmenter la durée de vie de la couronne.

La reprise du phosphate et son déstockage sont des points clés dans la Laverie. En effet, l’arrêt de l’une des roues pelles cause l’arrêt de la production ce qui peut engendrer des grandes pertes. La diminution du temps de l’arrêt de ces Unités peut être d’une grande utilité puisqu’il permettra de diminuer les pertes en production.

2. Etude technico économique de l’adaptation de la nouvelle couronne Nous présentons successivement l’investissement à engager pour le remplacement de la couronne actuelle par celle à trois rangées de rouleaux.

a.

Investissement à engager pour l’adaptation

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Chapitre VI : Etude technico-économique du sujet Nous avons proposé l’adaptation de la couronne de la roue pelle disponible dans la zone centrale. Le tableau N 26 indique comment obtenir le coût d’adaptation de la nouvelle couronne : Nous signalons que l’adaptation de la couronne à trois rangées de rouleaux nécessite une durée d’intervention de 10 jours. L’intervention va demander les coûts suivants : (10 jours, 10 heures par jour)

Tableau 25:Calcul du coût d’adaptation de la nouvelle couronne

Durée d’intervention :

Désignation

Cout horaire

Jours / Heures par jour

Couronne à trois rangées de rouleaux Mains d’œuvre Engins d’intervention (grue, camion …)

---

Quantité/ Calcul

----

1

Coût total (DH TTC) 1 555 732,64

10 / 10

72,87

10*10*72,87

7287

10 / 10

513,83

10*10*513,83

51383

Total

1 614 402

Le coût global pour l’adaptation est de 1 614 000 DH

Evaluation du gain cible annuel escompté

L’adaptation de la nouvelle couronne retenue dans notre projet, va permettre de : Réduction du temps d’arrêt : Le remplacement de la couronne actuelle par celle à trois rouleaux permettra l’amélioration de la disponibilité de la roue pelle N3 par la diminution du temps des interventions. Nous estimons réduire le temps d’arrêt de la machine (10 jours d’intervention) En sachant que nous avons une production de 2000 t/h (avec un taux d’utilisation =18 heures de marche par jour).

Ce qui donnera un gain en tonnage de Page | 68

Chapitre VI : Etude technico-économique du sujet (18*10*2*2000) t/ 8ans = 90000 t/ an

(avec un prix de 1000 DH/t).

90000000DH/an

et donc un gain de

Résumé dans le tableau Durée d’arrêt

2 * 10

Taux d’utilisation Débit de reprise Prix de la machine (en de la phosphate h/ jour) machine(t/h) (Dh/t) 18

2000

1000

du Total Dh/an

90000000

Gain en pièce de rechange Lors du remplacement de la couronne actuelle et l’augmentation ainsi de la durée de vie de la couronne de 3 ans à 8 ans. Le groupe n’aura plus à changer la couronne tous les trois ans, et par conséquent l’économie d’un couronne tous les trois ans. Donc deux couronnes en 8ans. Ce gain est estimé à : 2 * 1 271 489,44 = 2 542 978,88 DH/ 8 ans = 317872 DH / an Résumé dans le tableau Nombre de couronnes économisées 2

Prix unitaire d’une couronne 1 271 489,44

Total Dh/an

317872

Le gain total est estimé à :

317872 + 90000000 = 90317872DH/an Le gain total est présenté dans le tableau En temps (Dh / an) Gain

d’arrêt

90000000

En pièces de Total (Dh / an) rechange (Dh / an) 317872 90317872

Durée de récupération du coût d’investissement Pour pouvoir évaluer la rentabilité de cette adaptation de la couronne d’orientation, nous avons calculé la durée de récupération de l’investissement :

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Chapitre VI : Etude technico-économique du sujet

Le retour d’investissement = Coût global d’investissement / Gain annuel global

= 1 614 402, 64 /90 317 872 = 6,52 jours = 7 jours La durée de récupération de l’investissement est courte cela est dû à l’importance de la roue pelle dans le processus de production

Conclusion Nous pouvons conclure que ce projet est rentable puisque le gain est important et la durée du retour d’investissement est courte (1 semaine).

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Conclusion générale

Conclusion générale Les incidents de déboitement de la couronne d’orientation de la roue pelle N 3, causent l’arrêt de la machine et génèrent par suite d’énormes pertes en matière de production et en pièces de rechange. L’arrêt de la machine pourrait également être accompagné d’un incident grave sur la sécurité du personnel. C’est dans cette perspective qu’il a été indispensable de pouvoir limiter l’effet de ce problème de déboitement. Nous avons entamé ce projet par la mise en évidence de la névralgie des roues pelles dans le processus de lavage, la description et la division en sous-systèmes de cette machine par le biais d’analyse fonctionnelle. Ainsi, en s’inspirant de l’historique des pannes, Dégager la défaillance majeure, qu’est le déboitement de la couronne. Nous avons ensuite mené une étude AMDEC sur le système d’orientation. Pour se faire nous avons évalué la criticité des différentes défaillances de ce système. Pour en dégager le déboitement de la couronne comme défaillance la plus névralgique. Ensuite Nous avons présenté le diagramme cause effet, du déboitement de la couronne pour mettre le point sur les éventuelles causes du problème. Après avoir dégagé le problème de déboitement de la couronne, il nous a été recommandé de remettre en cause la conception de la couronne actuelle. Nous avons envisagé de remplacer la couronne actuelle par celle à trois rangées de rouleaux disponible dans la zone centrale. La comparaison des caractéristiques dimensionnelles des deux couronnes ne pose à priori aucun problème de montage. Pour s’assurer du bon fonctionnement de la nouvelle couronne, nous avons mené des vérifications RDM sur les éventuels problèmes qui pourront avoir lieu. Nous avons

ensuite conclu sur la possibilité d’adaptation avec quelques

recommandations. Mais pour pouvoir limiter les incidents de sécurité sur le personnel de la roue pelle N3, il nous a été confié de prévoir un système de contrôle qui renseigne sur le début de ce problème. Nous avons envisagé alors la mise en place d’un capteur de position AT 4. Ce dernier permettra de transmettre un signal alertant le début du déboitement de la couronne actuelle.

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Conclusion générale Nous avons à la fin présenté l’étude technico-économique de cette adaptation. Il est clair que la durée de retour d’investissement est extrêmement courte vu la réduction importan te du temps d’arrêt de la machine. Comme perspectives d’exploitation, nous recommandons un respect rigoureux des conditions d’utilisations de la machine instaurées par le constructeur après cette adaptation. Et ce à travers des inspections régulières des différents composants de la roue pelles et la vérification de la conformité avec les instructions d’exploitation normale. L’adaptation pourrait également s’appliquer à la roue pelle N 5, disponible aussi au niveau du parc EL WAFI, vu que les deux machines ont presque la même fonction et la même construction. Et ce dans l’objectif d’éviter un éventuel défaut de déboitement. Nous tenons tout de même à constituer un cahier de charge précis, contenant toutes les informations et les spécifications d’utilisation. Ce document servira comme moyen de renseignement lors de l’acquisition de nouvelles machines de ce type.

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Bibliographie :

Bibliographie :



[1] Cours de conception mécanique Monsieur ZAOUI, ENIM Département Electromécanique



[2] Cours de Résistance des matériaux 1 : Monsieur NAJJI, ENIM Département Electromécanique



[3] Cours AMDEC : Monsieur NGOTE, ENIM.

 Manuel d’utilisation de la roue pelle N3 : Fabriquant

KRUPP  Manuel de constructeur de couronnes IMO réf N° DV 205F

Webographie www.stilelec.ac-aix-marseille.fr www.moeller.fr

[4]

www.ntn-europe.com

Support Logiciel 

RDM 6



Inflexion

Page | 73

Bibliographie :

Page | 74

Etude Critique Du Systeme d Orientation de La Roue Pelle N 3

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