Partie théorique
2
AMDEC
Nœud Papion
L'analyse fonctionnelle de la machine fraiseuse :
2 4
Partie pratique :
5
10
Analyse fonctionnelle
AMDEC
Élaboration de Diagramme Nœud papion
Proposition des barrières de prévention
Proposition des barrières de protection
10 11
Recommandation
13 14 14 14
Conclusion
15
Bibliographie
15
1
1- Partie théorique :
I -
définition d’AMDEC
C’est un outil d’analyse qui permet d’améliorer la qualité des produits fabriqués ou des services rendus et favorise la maîtrise de la fiabilité en vue d’abaisser le coût global. (Est régie
par la norme AFNOR X 60-510). Cette méthode conçue pour l’aéronautique américaine en 1960: est devenue aujourd’hui, soit
réglementaire dans les études de sûreté des industries « à risque » (aérospatial, nucléaire, chimie), soit contractuelle (pour les fournisseurs automobile par exemple). Etablie en équipe, menée à différents niveaux d’avancement, ell e permet de définir les priorités d’action par la confrontation des opinions.
Elle est applicable à : Un produit : AMDEC produit, Un processus : AMDEC processus, Un système de production : AMDEC moyen de production.
L’analyse des dé I I - fai llances Il s'agit d'identifier les schémas du type :
1-L e mode de dé faillance : Il concerne la fonction et exprime de quelle manière cette fonction ne fait plus ce qu'elle est sensée faire. L'analyse fonctionnelle recense les fonctions, l'AMDEC envisage pour chacune d'entre-elles sa façon (ou ses façons car il peut y en avoir plusieurs) de ne plus se comporter correctement. 2-L a cause : C'est l'anomalie qui conduit au mode de défaillance. La défaillance est un écart par rapport à la norme de fonctionnement. Les causes trouvent leurs sources dans cinq grandes familles. On en fait l'inventaire dans des diagrammes dits "diagrammes de causes à effets" Chaque famille peut à son tour être décomposée en sous-familles. Un mode de défaillance peut résulter de la combinaison de plusieurs causes. Une cause peut être à l'origine de plusieurs modes de défaillances. 3-L' eff et : L'effet concrétise la conséquence du mode de défaillance. Il dépend du point de vue AMDEC que l'on adopte : • effets sur la qualité du produit (AMDEC procédé), • effets sur la productivité (AMDEC machine), • effets sur la sécurité (AMDEC sécurité).
Un effet peut lui-même devenir la cause d'un autre mode de défaillance.
2
III- EVAL UA TION
L'évaluation se fait selon 3 critères principaux : la gravité, la fréquence, la non-détection. Ces critères ne sont pas limitatifs, le groupe de travail peut en définir d'autres plus judicieux par rapport au problème traité. Chaque critère est évalué dans une plage de notes. Cette plage est déterminée par le groupe de travail. 1-L a gravité: Elle exprime l'importance de l'effet sur la qualité du produit (AMDEC procédé) ou sur la productivité (AMDEC machine) ou sur la sécurité (AMDEC sécurité). Le groupe doit décider de la manière de mesurer l'effet. 2-L a fré quence : On estime la période à laquelle la défaillance est susceptible de se reproduire. 3-L a non-dé tection : Elle exprime l'efficacité du système permettant de détecter le problème. 4-L a cr iticité : Lorsque les 3 critères ont été évalués dans une ligne de la synthèse AMDEC, on fait le produit des 3 notes obtenues pour calculer la criticité.
C=G*F*N Critici té Gravité Fré qu ence non -dé tection
Le groupe de travail doit alors décider d'un seuil de criticité. Au delà de ce seuil, l'effet de la défaillance n'est pas supportable. Une action est nécessaire. 5- LES ACTI ONS : La finalité de l'analyse AMDEC, après la mise en évidence des défaillances critiques, est de définir des actions de nature à traiter le problème identifié. Les actions sont de 3 types : Actions préventives : on agit pour prévenir la défaillance avant qu'elle ne se produise, pour l'empêcher de se produire. Ces actions sont planifiées. La période d'application d'une action résulte de l'évaluation de la fréquence. Actions correctives : lorsque le problème n'est pas considéré comme critique, on agit au moment où il se présente. L'action doit alors être la plus courte possible pour une remise aux normes rapide. Actions mélioratives : il s'agit en général de modifications de procédé ou de modifications Technologiques du moyen de production destinées faire disparaître totalement le problème. Le coût de ce type d'action n'est pas négligeable et on le traite comme un investissement. Les actions, pour être efficaces, doivent faire l'objet d'un suivi : plan d'action,
désignation d’un responsable de l'action,
détermination d'un délai, détermination d'un budget, 3
révision de l'évaluation après mise en place de l'action et retour des résultats.
Démarche pratique de l’AMDEC I V- La démarche pratique de l’AMDEC se décompose en 4 : ◦
◦
◦
◦
◦
Quel Système étudier ? Quels Objectifs atteindre ? Constituer le Groupe de Travail Etablir le Planning des réunions Définir les supports de travail (Grilles, tableaux de saisie...)
◦
◦
◦
ETAPE 1 : INITIALISATION DE L ’ETUDE
ETAPE 2 : DECOMPOSITION FONCTIONNELLE DE LA MACHINE
Découpage arborescent du système Inventaire des Fonctions de service Inventaire des fonctions élémentaires
ETAPE 3: ANALYSE AMDEC DU SYSTEME
Analyse des mécanismes de défaillances (Modes de défaillance, causes, effets, détections éventuelles) Evaluation de la CRITICITE (Estimatio n des Temps d’intervention, des fréquences d’apparition des défaillances, évaluation des critères de cotation, calcul de l a criticité) ◦
◦
◦
ETAPE 4 : SYNTHESE DE L ’ETUDE
Hiérarchisation des défaillances (liste des pannes résumées, défaillances de causes
communes, classement par catégories, symptômes observables….) ◦
Liste des points critiques et plan de maintenance éventuel
Noeud Papion : Pour prévenir la survenue d’accidents majeurs, les industriels réalisent des analyses de risques. Le retour d’expérience permet de mettre en évidence que les accidents industriels majeurs sont généralement la conséquence d’un enchaînement d’événements indésirables
combiné à des défaillances de barrières de sécurité. Pour analyser de tels accidents, il est nécessaire de disposer de méthodes d’analyse suffisamment fines et détaillées pour identifier l’ensemble des séquences accidentelles sans en écarter aucune a priori. Le noeud papillon permet de répondre à ce besoin en fournissant une arborescence détaillée capable d’expliciter le déroulement chronologique d’un accident. Déroulement de la méthode Nœud papillon
Le nœud papillon est un outil qui combine un arbre de défaillance et un arbres d'événements. La partie gauche du nœud papillon s'apparente à un arbre des défaillances s'attachant à identifier les
causes de l'événement redouté central. La partie droite du nœud Papillon s'attache à déterminer les conséquences de l'événement redouté central comme le ferait un arbre d'évènements.
4
Pour un bon déroulement de Nœud Papillon, on doit suivre les étapes suivantes:
1- Identification des dangers, Lors de cette étape, on va lister la nature, les conditions de déclenchement, les événements redoutés et les conséquences éventuelles de chaque risque. 2- Réduction des risques ayant un niveau élevé en leur trouvant des substituts ou des barrières de prévention. 3- Analyse et qualification des risques, on doit classés Les risques selon leur criticité et leur gravité. 4- Étude de réduction des risques, à partir de scénario on va définir quelles sont les barrières préventives ou de protection à mettre en place, notamment sur les risques qualifiés "inacceptables". 5- Analyse d'acceptabilité du risque, prenant en compte les éventuelles barrières à déployer. Tant que le niveau du risque n'est pas considéré "acceptable", il faut renouveler l'étude de réduction du risque concerné.
L'analyse fonctionnelle de la machine fraiseuse :
LE FRAISAGE
1. Définition: Le fraisage est un procédé d'usinage réalisable sur des machines-outils appelées fraiseuses. Ces machines sont des divers types. A Principe
- L'outil est toujours animé d'un mouvement de rotation sur son axe Mc. Il est situé et bloqué sur un système porte-fraise, lui-même fixé dans la broche de la machine. - Un ensemble de chariots, se déplaçant suivant trois axes orthogonaux, permet d'animer la pièce d'un mouvement d'avance dans l'espace: Ma. B Possibilités
Le fraisages permet la réalisation de pièces: prismatiques, de révolutions extérieures, intérieures, de profils spéciaux, hélices, cames, engrenages, etc. Des équipements et accessoires: diviseurs, circulaires, reproducteurs, montages d'usinage, têtes spéciales, autoisent une grande diversité de travaux. 2. Classification: 5
La classification des fraiseuses ne peut être formelle à cause des conceptions modernes élaborées par les constructeurs. L'évolution est rapide dans ce domaine. On peut distinguer: * Les fraiseuses d'outillage (généralement universelles). * Les fraiseuses de production (à programme, à cycle, commande numérique, centre d'usinage). * Les fraiseuses spéciales (à reproduire, multibroches, à banc fixe). Fraiseuses d'outillage :
Elles conviennent à des travaux de caractère unitaire ou de petite série. Elles sont équipées généralement: - De trois chariots mobiles: table, chariot transversal, console. - D'une tête universelle: type Dufour, Gambin, Huré. - D'une sortie de broche horizontale avec bras coulissant pour arbre long. 3. Caractéristiques: A Fonctionnelles
- Puissance du moteur. - Gamme des vitesses de broche et d'avances. - Orientation de la broche (type Huré, Gambin, etc.). B Dimensionnelles
- Type et numéro du cône de la broche (SA 40, Cm 4...). - Longueur et largeur de la table. - Courses de table, chariot transversal et console. - Hauteur entre table et broche. - Distance entre table et glissière verticale. 4. Référentiel machine: Les formes, dimensions, positions d'un objet se définissent par rapport à trois axes perpendiculaires entre eux, qui constituent le référentiel orthonormé.
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Figure 1 : schéma général d’une machine fraiseuse
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Figure 2 : fraiseuse horizontale
Figure 3 : broche ( porte outil )
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Figure 4 : différentes formes d’outils
Figure 5: machine fraiseuse verticale de l’atelier mécanique ( ENP) 9
2- Partie pratique : Analyse fonctionnelle
fraiseuse système broche moteur broche
table
broche
fraise
table axiale
rotor
porte outil
stator
glisseur
roullement
bras fin de course
Figure6 : les composants de la fraiseuse
Figure7 : arbre primaire de la boîte de vitesse
Figure 8: arbre secondaire de la boîte de vitesse 10
AMDEC :
Machine fraiseuse Elément
Fonction
Mode de
Cause
effet
détection
défaillance
Actions criticité
correctives
F G D C Broche
Outil
Porte outil
Usinage
-Blocage
L’axe de
Arrêt
-
rotation
d’usinage
coincement
bloqué
Usure
-Vitesse
-Pièce
-Visuelle
d’avance
défectueu
- bruit
élevé
se
-Respecter la
-pénétration
-Usure de
vitesse
de l’outil
la pièce et
(fraize)
visuelle
2 3 1 6
Lubrification Réparation
3 3 2 18
-Réparation Changement
l’outil
Chariot
Déplaceme
transve
nt suivant
rsal
l’axe y
Porte
Fixer la
pièce
pièce
Blocage
Défaillance
Arrêt
de Pignon.
d’usinage
-Grande
Arrêt
Usure de
force
d’usinage
porte pièce
-frottement
-
(Contact
déformatio
entre
n
plateau
visuelle
2 3 3 18
Réparation vérification
visuelle
2 3 2 12
-Réparation Vérification -changement
mobile et fixe ) Moteur
Levier
Entrainer la
-court-
-
Arrêt
-visuelle
broche
circuit
Vieillissemen
moteur
vibration
-problème
t
-changer le
des
-usure ou
moteur
roulements
cassure du
-vibration
roulement
-ne
-erreur de
démarre
câblage
pas
-surcharge
Manque de
-absence de
phase
commande
Blocage
-problème
-
changemen
des joints
Problème
levier
t de vitesse
-usure de
d’usinage
-Vérification
-commande
piston
-mauvais
réparation
-
des avances
fonctionn
-embrayage
ement 11
Visuelle
2 3 1 6
-Vérification périodique
3 2 3 18
-changer le
de mvt vertical Pompe
Assure
-pas de
-Rupture
-Grippage
-échauffement
à
l’aspiration
débit
interne
des
-bruit anormal
engrena
et
-débit
(bocage)
engrainag
ge
refoulemen
insuffisant
-cassure des
es
t du fluide à
-manque
des dents du
-
haute
d’huile
système
diminutio
pression
engrenage
n de la
pour le
-défauts des
durée
fonctionne
joints .
de vie du
ment du
système
système
-Arrêt de
hydraulique
machine
Accoupl
Effectuer
-Usure
ement
une liaison
-Mauvais
moteur
entre
Déflecteur
/pompe
moteur et
Fatigue
Mauvaise
Visuelle
2 3 1 6
Réparation de pompe
2 1 1 2
liaison
-Changer les roulement -contrôle mécanique
pompe Accoupl
Assure la
ement
Cassure
-
Mauvaise
liaison
vieillissemen
liaison
élastiqu
entre
t
e
l’arbre du
Visuelle
2 1 1 2
Changement des accouplemen t
moteur et l’arbre
broche Fin de course
glisseur
Bras
Permet de positionner la table radiale Diminuer le frottement des liaisons Contient des copieurs et qui permettent de reproduire sur une pièce brute, une pièce déjà existante
Mauvais desserrage /serrage de la table
Détection Difficile
-Fissure Encrassem ent -Ne fonctionne pas coincement
-mauvais graissage - frottement -Mauvais contact de bobine -Problème de joint disfonctionn ement de partie pneumatiqu e
Mauvais desserrag e /serrage de table Arrêt de la machine
Mal positionneme nt de la table radiale Bruit anormale
2 3 3 18
Changer le fin de course de la table
2 3 2 12
Contrôle de graissage
Produit non conforme
Détection possible par humain
3 3 2 18
-serrage et vérification de bras
L’événement redouté centrale qu’on a choisi et : cohé sion de la piè ce avec la broche 12
Elaboration de Diagramme Nœud papion :
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Proposition des barrières de prévention
A partir de notre arbre on à tirer 9 événement élémentaire par suit on va proposer des barrières de sécurité pour minimiser leur probabilité. Evénement élémentaires
Barrière de prévention
Charge de travail Non-respect de procédure
Rotation des postes Surveillance Travailler selon le nombre de travailleur Gérer le temps de retour Vérification périodique Vérification périodique
Absence d’ouvrier
Demande élevé de travail Coupure de câbles Vieillissement des câbles Défaut interne de SH Absence d’air comprimé
Fuite
Vérification périodique
Proposition des barrières de protection
-Port des EPI -solution d’ingénierie : mettre un cache en verre pour protéger le travailleur des éclats d’obus
Recommandation : -Une modification de machine peut éviter tout l’événement redouté ; en effet, on installe un bras en haut de chariot transversal, et si le chariot augment a une hauteur définie le bras se bouge qui va déclenche tout l’appareil du courant
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Conclusion : La méthode du noeud papillon prés ente l’avantage d’apporter un modèle pour la maitrise des risques : sur tel ou tel scénario, des mesures de sécurité sont-elles présentes, sont-elles suffisantes ? L’intégralité des causes possibles des différents PhD et ERC susceptibles de se
produire est listée, puis quantifiée. Par cette quantification, on gagne ainsi une excellente visibilité sur les importances relatives des différentes sources de risque, ce qui permet notamment de savoir où le réduire pour que l’impact soit maximal. L’une des limites de cette approche réside dans la quantification des événements initiateurs. Le problème d’estimation de la fréquence d’occurrence d’un ERC est en fait repoussé et redécoupé au niveau de différents EI. Cependant, il est, en pratique, plus simple d’estimer l es
fréquences des EI, car ils sont en général plus courants que les ERC, et donc les bases de données relatives à ces événements sont plus fournies et fiables. Toutefois, certains EI posent problème, typiquement ceux très peu fréquents et sur lesquels les données n’existent pas toujours, comme les séismes.
Bi bliographie :
Logiciel de constriction de nœud papion: Edraw Max version 7.9 Cour d’Evaluation des risques et dangers dans les installations industrielles 2
science de l’ingénieur
https://www.sndl.cerist.dz/
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