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Paliers lisses - Économies de coûts avec des produits rentables
Les chaînes de valeur industrielles sont de plus en plus axées sur les coûts de fabrication et de maintenance. Les coûts de maintenance représentent une part importante des coûts d’exploitation récurrents d’un système. Des composants de haute qualité et faciles à entretenir permettent de maintenir ces coûts aussi bas que possible tout en garantissant la qualité requise. Cependant, la planification et la conception n’ont pas toujours besoin de compter sur le composant le plus coûteux. À l’aide de l’analyse ABC, les produits et les composants peuvent être classés en tant que pièces ABC en fonction de leur part de valeur et de leur importance dans la chaîne de valeur. Les articles les plus rentables sont les articles dits C ou pièces C. Ils représentent une faible part de la valeur, mais sont nécessaires en grande quantité. Ces pièces ont un grand potentiel pour réduire les coûts. Cela vaut la peine de les étudier de plus près. Pour de nombreuses applications, les articles rentables constituent une bonne alternative aux articles coûteux. Cependant, un prix bas ne doit pas nécessairement signifier une perte de qualité ; le domaine d’application des articles rentables peut être limité, par exemple, par une précision souvent inférieure. Cet article vous explique comment optimiser l’utilisation des pièces C, telles que les paliers lisses, de manière rentable, ainsi que les critères de sélection à privilégier pour garantir leur qualité.
Que sont les pièces C ?
Que sont vraiment les pièces C ? Par définition, les pièces C sont des composants de faible valeur dans la gestion des matériaux et des stocks, mais elles occupent une place essentielle dans la chaîne de valeur en raison de leur forte demande en grande quantité. En raison de leur faible valeur, un stock est généralement constitué pour garantir un approvisionnement fiable dans le processus de production. Une bonne gestion des pièces C affecte de manière significative les coûts de processus d’un processus à valeur ajoutée. Ainsi, non seulement la quantité optimale de stockage de ces pièces joue un rôle, mais également leurs coûts d’acquisition. D’une part, elles peuvent généralement être réduites en augmentant la quantité achetée, ce qui entraîne une baisse des coûts unitaires. D’autre part, une adaptation ciblée des spécifications réellement nécessaires des pièces achetées à leur utilisation prévue permet également de réaliser des économies. Une analyse approfondie des options d’approvisionnement, des coûts supplémentaires associés et des caractéristiques requises de la pièce à acquérir, telles que la précision et la tolérance dimensionnelle, est essentielle pour identifier des opportunités potentielles de réduction des coûts. Le remplacement d’un article traditionnel par une alternative plus économique peut constituer une étape stratégique pour réaliser des économies. MISUMI propose une gamme de produits spécialement conçus pour offrir une alternative plus économique aux produits traditionnels, tout en garantissant une qualité éprouvée. Cela se fait par un ajustement de la plage de tolérance afin de répondre aux exigences de précision moyenne. Les articles économiques possèdent souvent un domaine d’application légèrement restreint par rapport aux articles traditionnels. Les articles rentables conservent une forme et une structure de base identiques aux articles existants, mais se distinguent par des tolérances et des limites de charge différentes.
Assurance qualité pour paliers lisses et pièces C
Est-ce qu’un palier lisse économique (élément de valeur C) est équivalent à une qualité inférieure ? Non, ce n’est pas le cas. Les paliers lisses économiques et les paliers lisses sans entretien traditionnels de MISUMI font tous deux l’objet d’un contrôle qualité avant leur expédition. Tous les articles expédiés sont conformes aux spécifications du catalogue.
- (1) Essai de dimension - diamètre intérieur
- (2) Dimension (diamètre extérieur)
- (3) Essai de dimension - Longueur totale
- (4) Essai de dimension - Dimension extérieure
| Spécifications | Diamètre intérieur (mm) | Diamètre extérieur (mm) | Longueur totale (mm) | Charge admissible |
|---|---|---|---|---|
| MPBZ12-20 | +0.034 +0.016 |
+0.018 +0.007 |
-0.1 -0.3 |
29.0 N/mm² |
| C-MPBZ12-20 (Article de C-VALUE) |
+0.039 +0.011 |
+0.024 +0.003 |
+0.1 -0.5 |
20.3 N/mm² |
Opportunités de réduction des coûts - Sélection des matériaux
Il existe également un potentiel d’économies de coûts lors de la sélection du matériau d’un palier lisse. Ici, il est important de réfléchir attentivement à l’avance aux exigences techniques qui doivent être satisfaites et aux matériaux et conceptions qui répondent à ces exigences. L’utilisation de plastiques, de métaux frittés ou d’alliages métalliques plus simples est une alternative peu coûteuse aux matériaux plus onéreux. Lorsque toutes les propriétés et exigences requises sont satisfaites par le matériau alternatif, des alliages métalliques ou des plastiques plus simples dans les applications à usage moyen peuvent constituer une alternative rentable et efficace aux paliers lisses coûteux.
Ce qui suit décrit un processus de sélection des paliers lisses :
Procédure de sélection des paliers lisses sans entretien
Pour les paliers lisses sans entretien, les bagues à palier lisse sont trempées dans du lubrifiant. Ce traitement réduit les efforts de relubrification. Les applications des paliers sans entretien concernent principalement des charges élevées et des conditions particulièrement exigeantes.
Les paliers lisses et les bagues à palier lisse sans entretien sont sélectionnés selon un processus en trois étapes.
Dans une première étape, les conditions de fonctionnement sont déterminées : Le palier lisse est-il exposé à des produits chimiques ? À quelle fréquence est-il utilisé et quelle est la charge prévue ? Doit-il être résistant à la température ?
L’étape suivante consiste à définir les spécifications : Quelle est la meilleure conception pour l’application (par ex. avec ou sans bride) ? Par exemple, une bride renforce la stabilité et améliore la répartition de la charge, ce qui est particulièrement avantageux dans les applications soumises à des vibrations élevées. Cette étape permet également de déterminer provisoirement la taille et les dimensions en fonction des conditions de conception.
La dernière étape consiste à vérifier les spécifications de sécurité : Le palier lisse présente-t-il une pression de surface ou une vitesse nominale maximale susceptible d’être dépassée dans l’application ? Quelle est l’étendue de l’usure ou la durée de vie estimée ? À ce stade, les pièces C se distinguent généralement des produits réguliers : Ces paramètres sont souvent légèrement plus restrictifs sur les pièces C, ce qui les rend inadaptées à certaines applications. Toutefois, dans de nombreuses applications, les valeurs spécifiées restent suffisantes pour une utilisation optimale. Si l’analyse des différentes étapes révèle que le palier lisse n’est pas adapté, il convient de reprendre le processus à partir de l’étape 1.
La durée de vie définie lors de la dernière étape influence directement le choix des paliers lisses. De plus, la durée de vie permet d’optimiser la planification des intervalles d’entretien et d’améliorer la fiabilité opérationnelle. Elle peut être estimée à partir de l’intensité d’usure W, utilisée comme valeur de référence.
La durée de vie effective du palier lisse et sa fin de service dépendent de son application et du niveau de précision requis. Le type de charge appliquée joue également un rôle déterminant dans l’usure du palier. Lorsque l’arbre tourne dans le palier, l’usure suit un schéma elliptique. Si le palier pivote autour de l’arbre, l’usure s’étend sur l’ensemble de sa circonférence. Retrouvez plus d’informations sur la répartition de la charge des paliers dans ce blog.
L’intensité de l’usure W dépend des conditions de fonctionnement et de l’environnement, notamment du comportement en service, de la pression de surface, du type de mouvement et de la rugosité de l’arbre de contact. Lorsque l’intensité de l’usure est proportionnelle à la charge et à la distance de glissement, la formule suivante permet d’estimer l’usure du matériau.
W[mm]=K\times P\times V\times T
K représente le taux d’usure spécifique. Il est indiqué dans le tableau ci-dessous. T correspond au temps de fonctionnement réel ou à la durée de friction. Il est exprimé en heures.
P=\frac{F}{d \times L}
- P = pression de surface en N/mm2
- d = diamètre intérieur en mm
- L = Lnge en millimètres mm
- F = force en N (Newton)
V=\frac{U \times n}{1000 mm/m}
- V = vitesse de coupe en m/s
- d = diamètre intérieur en mm
- n = vitesse de rotation en tours/seconde [n/s]
Exemple de calcul de l’intensité de l’usure
Prenons l’exemple d’un palier lisse avec :
Diamètre intérieur : d = 20 mm / Longueur : L = 10 mm / Force (charge) : F = 1000 N (sans lubrifiant) / Vitesse : n = 2 tours par minute = 2 min-1 ≈ 0,033333 s-1 / Temps de friction : T = 100 heures
W[mm]=3x10^{-3}\frac{mm}{\frac{N}{mm^{2}}\times\frac{m}{s}\times {h}}\times \frac{1000N}{20mm \times 10mm}\times \frac{\pi\times 20mm \times 0.033333 s^{-1}}{1000\frac{mm}{m}}\times 100h
W[mm]=0.003\frac{mm}{\frac{N}{mm^{2}}\times\frac{m}{s}\times {h}}\times 5\frac{N}{mm^{2}} \times 0.002094 \frac{m}{s}\times 100h = 0.0031mm
Le tableau suivant présente la plage du taux d’usure spécifique K d’un palier lisse en fonction du type de lubrification :
| Lubrification | mm/(N/mm2 m/s h) | mm/(kgf/cm2 m/min h) |
|---|---|---|
| Non lubrifié | 3x10-3 à 6x10-4 | 1x10-6 à 5x10-6 |
| Lubrifiant solide | 3x10-4 à 6x10-5 | 1x10-7 à 5x10-7 |
| Lubrifié à l’huile | 3x10-5 à 6x10-6 | 1x10-8 à 5x10-8 |
Exemple d’application d’un palier lisse sans entretien pour des exigences de service modéré
Ci-dessous figurent deux applications courantes de paliers lisses sans entretien, présentant des exigences de précision différentes :
- (1) Variante C-MPBZ à palier lisse
- (2) Cylindre
- (3) Variante MPBZ à palier lisse
- (4) Ajustements à la presse
L’application à gauche présente des exigences de précision de moyennes à faibles. La version optimisée du palier lisse, plus économique, peut être employée. L’application à droite exige des mouvements linéaires ou rotatifs de haute précision, nécessitant l’utilisation d’un palier lisse standard.
Réduction des coûts de fabrication des accessoires et pièces de rechange
Les pièces économiques ne se limitent pas aux paliers lisses. La gamme des articles C comprend également des accessoires et pièces de rechange présentant un intérêt certain. Les lubrifiants, vis, joints d’étanchéité et bagues d’étanchéité sont également proposés en versions économiques, constituant ainsi une alternative viable pour certaines applications. Grâce à leur standardisation, ces pièces sont produites en grandes quantités et offrent une large compatibilité. Toutefois, elles jouent un rôle fondamental dans le bon fonctionnement et la stabilité d’une conception.
Les paliers lisses sont fréquemment associés aux guides des piliers dans les systèmes de guidage, garantissant des mouvements linéaires précis dans les machines et les outils. Dans ce contexte, ils réduisent la friction entre les pièces en mouvement, favorisant ainsi des déplacements fluides. Les paliers lisses économiques conviennent aux exigences de précision intermédiaire.
Comment trouver des pièces C dans le catalogue ?
Comment repérer les pièces C dans la gamme de produits ? Chez MISUMI, certaines pièces C sont identifiables par leur numéro de pièce, qui comporte un préfixe « C », comme dans C-MPFZ10-15, désignant une version économique de la bague à palier lisse MPFZ10-15. La version C d’une pièce est environ 50 % plus économique que la version standard de la bague à palier lisse. La différence : Pour la version économique d’une pièce C, la vitesse maximale admissible est de 0,35 m/s et la pression de surface maximale autorisée est de 20,3 N/mm2, contre 0,5 m/s et 29 N/mm2 pour la version standard plus onéreuse. Les tolérances recommandées ainsi que la plage de température de fonctionnement restent inchangées. Dans la boutique MISUMI, il est possible d’afficher les suggestions de recherche pour les paliers lisses et les bagues à palier lisse économiques en saisissant les combinaisons de lettres #CMP et #CMPF.
Toutefois, pour une recherche générale de pièces économiques, il est conseillé d’utiliser la fonction de recherche avec le mot-clé « coût », comme illustré dans cet exemple de recherche. Cette méthode permet d’afficher également les articles dont le numéro de pièce ne comporte pas de préfixe C.
