Actionneurs linéaires électriques sont des outils essentiels de notre quotidien, contribuant à l'automatisation de nombreux processus. Ces dispositifs essentiels peuvent souvent être intégrés à de nombreuses applications où la sensibilité au bruit est importante, par exemple dans les lits médicaux modernes. Si l'on considère les types d'actionneurs disponibles pour limiter le bruit, il est clair que les actionneurs électriques constituent le meilleur choix. Les actionneurs linéaires électriques émettent moins de bruit que les systèmes pneumatiques, ce qui explique en partie pourquoi ils ont supplanté les actionneurs pneumatiques dans de nombreux domaines (y compris les établissements médicaux).
C'est dans cet esprit que nous nous sommes posé la question suivante : outre leur supériorité sur les systèmes pneumatiques, qu'est-ce qui peut rendre un actionneur linéaire différent du bruit ou plus bruyant que d'habitude ? Le bruit excessif est un problème complexe, car il n'existe probablement pas de source unique. Cet article présente quelques-unes des causes les plus courantes de bruit excessif dans les actionneurs linéaires.
Imperfections de la tolérance de la vis mère et de l'écrou d'entraînement
Ce problème se caractérise par un bruit mécanique périodique qui se produit lorsque l'actionneur est en mouvement. Ce bruit est généralement plus perceptible sous de fortes charges, ce qui est dû à un mauvais accouplement de la vis-mère et de l'écrou. Un jeu insuffisant entre la vis-mère et l'écrou peut provoquer des vibrations lors du mouvement du moteur. À l'inverse, un jeu excessif peut entraîner un bruit supplémentaire et une chute de vitesse due au frottement. Vous trouverez ci-dessous deux vidéos : l'une montrant le fonctionnement normal de l'écrou d'entraînement et de la vis-mère, et l'autre l'effet d'un serrage excessif.
L'espacement entre l'écrou d'entraînement et la vis mère est trop serré
L'écrou d'entraînement et la vis mère fonctionnent normalement
Si vous soupçonnez un espacement trop serré entre l'écrou d'entraînement et la vis mère, vous pouvez le vérifier en démontant l'unité et en tournant l'écrou. Ce faisant, l'écrou devrait tourner autour de la vis mère et avancer. Si la résistance est excessive ou si la rotation de l'écrou entraîne la vis mère, il y a probablement un problème de bruit dû à une friction trop importante. Il s'agit d'un problème de fabrication : l'écrou est défectueux ou la vis mère est endommagée. Ce problème devrait être couvert par la garantie du fabricant, mais vous pouvez le résoudre en remplaçant l'écrou d'entraînement.
Problèmes de stator de moteur
Le moteur est maintenu entre deux roulements. Si les roulements sont desserrés dans leurs logements, le mouvement du moteur provoque des vibrations. Ces vibrations peuvent engendrer un bruit accru dans le réducteur en raison de l'espacement des engrenages du rotor, ou simplement un sifflement interne au moteur. Des roulements desserrés peuvent même entraîner des problèmes de surintensité s'ils se bloquent dans une position obligeant le moteur à compenser un couple supplémentaire. Les images ci-dessous montrent un roulement collé à l'arbre du rotor au lieu d'être fermement logé dans son logement.
Les deux vidéos ci-dessous montrent que l'écrou d'entraînement est facilement tourné en fonctionnement normal, la deuxième vidéo montrant quand ce mécanisme est plus difficile après le passage à un stator non conforme.
Fonctionnement normal - écrou d'entraînement facile à tourner
L'écrou d'entraînement est plus difficile à tourner après le passage au stator non conforme
Pour vérifier avec certitude si c'est le cas, une méthode de vérification consiste à tourner manuellement la vis mère, comme illustré dans la deuxième vidéo. La rotation de la vis mère entraîne le déplacement du rotor et, idéalement, les roulements devraient lui permettre de bouger librement. Cependant, en cas d'usure excessive des roulements ou de désalignement, la vis mère sera difficile à tourner. Ce problème peut être résolu en replaçant les roulements dans leurs logements et en s'assurant qu'ils sont parfaitement plats. Cela étant dit, le problème risque de se reproduire ; il est donc préférable de remplacer complètement les roulements. Ce problème peut également survenir simplement parce que l'actionneur est vieux ; il peut alors être préférable de remplacer l'actionneur complet.
Bruit de la boîte de vitesses : espacement des dents et alignement des arbres
Si les engrenages de la boîte de vitesses ne sont pas en contact, ils peuvent générer un bruit excessif. C'est probablement la cause la plus fréquente de bruit excessif des engrenages métalliques. En fonctionnement normal, les engrenages sont censés glisser les uns dans les autres avec une lubrification adéquate. Si les engrenages sont trop proches, la friction est excessive et ils peuvent se gripper ou se frotter. Bien que cela permette un fonctionnement beaucoup plus silencieux et plus fluide, cela entraîne également une usure des engrenages et un risque de grippage.
Il se peut également que l'écartement des engrenages soit trop important. Dans ce cas, le jeu des engrenages génère beaucoup de bruit et le fonctionnement n'est pas fluide. Le niveau sonore est extrêmement sensible à l'écartement des engrenages, ce qui laisse une marge d'erreur relativement faible.
Exemple/illustration de sensibilité à l'espacement des engrenages
Les tolérances de fabrication des engrenages pourraient ne pas respecter les exigences d'espacement des engrenages : les deux engrenages appariés pourraient être trop petits et ne pas s'engager correctement. Il est également possible que, pour diverses raisons, le rotor lui-même soit légèrement incliné, ce qui affecterait l'espacement des engrenages.
Vous pourrez peut-être résoudre le problème en achetant un nouveau jeu d'engrenages de rechange. Il est également possible de vérifier les roulements du rotor : s'ils sont mal alignés, l'écartement des engrenages pourrait être plus important. Si le bruit provient de l'écartement des engrenages, il s'agit probablement d'un problème de fabrication. Dans ce cas, vérifiez si le bruit est hors spécifications et, si c'est le cas, remplacez l'actionneur.
Graisse insuffisante dans la boîte de vitesses
La lubrification des engrenages d'un réducteur fermé à vitesse relativement faible, comme celui d'un actionneur, se fait généralement avec de la graisse plutôt qu'avec de l'huile. Un manque de graisse sur les engrenages entraîne une friction mécanique excessive, qui non seulement produit davantage de bruit, mais s'use également beaucoup plus rapidement. Un manque de graisse est un problème de fabrication : il devrait généralement y en avoir suffisamment à l'intérieur du réducteur pour assurer la durée de vie de l'actionneur. Une lubrification insuffisante à l'intérieur du réducteur provoque également des vibrations et peut entraîner une surchauffe des engrenages.
Heureusement, ce problème est facile à résoudre. Vous pouvez ajouter de la graisse aux engrenages pour résoudre le problème ou répartir la graisse déjà présente dans la boîte de vitesses de manière plus uniforme et efficace. Si, pour une raison quelconque, vous n'avez pas de graisse, vous pouvez demander au fabricant quelle graisse utiliser pour résoudre le problème.
Conclusion
Les actionneurs linéaires sont généralement choisis comme alternative moins bruyante aux actionneurs hydrauliques et pneumatiques. Cela dit, les actionneurs électriques peuvent néanmoins être assez bruyants pour plusieurs raisons, dont les plus courantes sont listées ci-dessus. Il est important d'être attentif au bruit émis par les actionneurs pendant leur fonctionnement, car il peut être dû à un actionneur défectueux et indiquer un problème de fabrication grave. Cette intervention précoce peut vous faire gagner du temps lors du dépannage. Malheureusement, dans la plupart des cas, le bruit excessif ne peut être résolu sans remplacer les pièces endommagées, voire l'actionneur complet.
Si le bruit de votre actionneur linéaire est irrégulier et excessif, il est conseillé d'examiner et de réparer ou de remplacer les composants endommagés. Vous pouvez également nous contacter ; nos ingénieurs se feront un plaisir de vous aider à résoudre ce problème.