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Le parallélisme des rails de guidage fait référence à l'alignement précis des surfaces de montage et des rails de guidage par rapport à l'axe de mouvement du vérin sans tige. Lorsque les tolérances du corps du vérin, des supports de montage, du bâti de la machine et des rails de guidage s'accumulent, même des écarts mineurs peuvent provoquer un grippage, une usure prématurée et une défaillance catastrophique.

La rupture d'une tige de piston résulte généralement d'une contrainte de flexion due à un mauvais alignement et à une charge latérale, ou d'une rupture par traction due à une surcharge et à la fatigue du matériau. Il est essentiel de comprendre les caractéristiques de la surface de rupture, telles que la configuration des fissures, la texture et la déformation, pour identifier la cause première et mettre en œuvre des mesures préventives efficaces.

Les intervalles de regraissage doivent être calculés en fonction des conditions de fonctionnement, et non de dates calendaires arbitraires. La rupture du film lubrifiant se produit lorsque la graisse se dégrade à cause du cisaillement mécanique, de l'oxydation, de la contamination ou de l'épuisement. Pour calculer correctement les intervalles, il faut tenir compte de la longueur de la course, de la fréquence des cycles, de la charge, de la température et des facteurs environnementaux. Un cylindre fonctionnant à 10 cycles/minute dans un environnement propre peut nécessiter un regraissage tous les 6 mois, tandis qu'un cylindre fonctionnant à 60 cycles/minute dans des conditions poussiéreuses peut nécessiter un regraissage mensuel.

Le grignotage des joints se produit lorsque la pression du système force le matériau du joint à pénétrer dans l'espace libre entre les composants mobiles et fixes, provoquant le pincement, la déchirure ou l'extrusion du bord du joint. Cette défaillance résulte de l'interaction entre la pression de fonctionnement, les dimensions de l'espace libre, la dureté du joint et le mouvement dynamique - un espace libre excessif et une pression élevée étant les principaux responsables.

Le martelage pneumatique se produit lorsqu'un piston en mouvement rapide heurte l'embout ou le coussin du cylindre sans décélération suffisante, créant des ondes de choc qui se propagent dans l'ensemble du système pneumatique et de la structure mécanique. Cet impact génère des forces 5 à 10 fois supérieures aux charges de fonctionnement normales, ce qui endommage progressivement les composants du vérin, le matériel de montage et les machines connectées. Les causes profondes comprennent un amortissement inadéquat, des débits d'air excessifs, un mauvais contrôle de la vitesse et une résonance du système mécanique.

La contamination est la principale cause de défaillance prématurée des vérins pneumatiques, représentant 60 à 80 % de tous les dommages causés aux joints et aux roulements. Il est essentiel d'identifier l'origine des particules (qu'elles proviennent d'une intrusion externe, de débris d'usure interne, d'une contamination en amont du système ou d'un montage incorrect) afin de mettre en œuvre des stratégies efficaces de filtration et de prévention. L'analyse des particules révèle leur taille, leur composition et leur source, ce qui permet de mettre en place des solutions ciblées pouvant prolonger la durée de vie des vérins de 300 à 500 %.

L'effet diesel dans les vérins pneumatiques se produit lorsque la compression rapide de l'air génère suffisamment de chaleur pour enflammer les brouillards d'huile, les lubrifiants ou les contaminants hydrocarbonés présents dans le flux d'air comprimé. Cette compression adiabatique peut faire passer la température de l'air de 20 °C à plus de 600 °C en moins de 0,01 seconde, atteignant ainsi la température d'auto-inflammation de la plupart des huiles (300-400 °C). La combustion qui en résulte provoque des dommages catastrophiques aux joints, des brûlures de surface et des risques potentiels pour la sécurité, les incidents étant les plus fréquents dans les vérins à grande vitesse fonctionnant à plus de 3 m/s ou dans les systèmes présentant une lubrification excessive.

Le taux d'usure des lèvres d'étanchéité est directement lié au nombre de cycles, mais cette relation dépend fortement des conditions de fonctionnement, notamment la pression, la vitesse, la température, la qualité de la lubrification et les niveaux de contamination. Dans des conditions idéales, les joints en polyuréthane s'usent généralement de 0,5 à 2 microns pour 100 000 cycles, tandis que les joints en nitrile s'usent de 2 à 5 microns pour 100 000 cycles. Cependant, des conditions défavorables peuvent multiplier les taux d'usure par 10 à 50, rendant les facteurs opérationnels plus critiques que le nombre de cycles seul. La maintenance prédictive nécessite de suivre à la fois les cycles et les conditions afin de prévoir avec précision la durée de vie des joints.

La défaillance des capteurs dans les vérins pneumatiques résulte généralement soit d'une diminution du champ magnétique (affaiblissement progressif de l'aimant du piston réduisant la portée de détection), soit d'une brûlure du contact Reed (défaillance électrique des contacts internes du capteur due à un courant excessif, à des pics de tension ou à un choc mécanique). La diminution du champ magnétique est progressive et affecte tous les capteurs d'un vérin de manière égale, tandis que la brûlure du contact Reed est soudaine et affecte généralement des capteurs individuels. Un diagnostic correct nécessite de tester la force magnétique à l'aide d'un gaussmètre et de vérifier la continuité électrique du contact Reed, ce qui permet de remplacer uniquement le composant défectueux plutôt que des pièces inutiles.

Le défiletage des filetages des ports des cylindres en aluminium se produit lorsque la résistance au cisaillement des filetages en aluminium plus tendres est dépassée par le couple d'installation ou les contraintes opérationnelles, généralement à 60-80% du couple requis pour défileter des filetages en acier de même taille. La résistance au cisaillement plus faible de l'aluminium (90-150 MPa contre 400-500 MPa pour l'acier) le rend particulièrement vulnérable au serrage excessif, au filetage croisé et à la fatigue due à des cycles d'installation répétés. Pour éviter ce problème, il faut utiliser des spécifications de couple appropriées (généralement 40 à 60 % des valeurs de l'acier), une longueur d'engagement du filetage d'au moins 1,5 fois le diamètre du boulon, des produits d'étanchéité pour filetages qui réduisent la friction et des inserts filetés en acier pour les ports fréquemment entretenus.