pfe giat industries maîtrise des assemblages vissés christine devos sandrine laffage françois...
Post on 04-Apr-2015
107 Views
Preview:
TRANSCRIPT
PFE GIAT IndustriesMaîtrise des
Assemblages VissésChristine Devos
Sandrine Laffage
François Mazières
Frédéric Théoule
Daniel Tachon
Stéphane Viganne
Henri Laurent
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004
PFE GIAT IndustriesMaîtrise des
Assemblages Vissés
PFE GIAT IndustriesMaîtrise des
Assemblages Vissés
PFE Validation des études d’ingénieur
Introduction
Nos compétences au service du besoin de GIAT Industries
pour la Maîtrise des Assemblages Vissés
• Management de projet répondre aux attentes dans les 5 mois impartis
• Connaissances techniques pointues Outils qualité assurer qualité et fiabilité des résultats
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 Introduction
I - L’Assemblage Vissé
II - Conduite du Projet
III - Contrôle Ultrasonore
IV - Plan d’Expérience
V - Serrages Couple / Angle
VI - Industrialisation Serrage à l’Angle
VII - Synthèse générale
PLAN
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 PLAN
I – L’Assemblage Vissé
Etat des lieux
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 I – L’Assemblage Vissé
Objectif
Problème récurrent dans l’ensemble des industries : - transport - raffinerie - construction navale …
Fort impact financier et humain
Maîtrise du procédé des assemblages vissés :
Augmenter la fiabilité
L’Assemblage Vissé
Définition
• Tension dans la vis Force de rappel maintenant les deux pièces à serrer l’une contre l’autre
Montage
• Couple de Serrage Couple théorique permettant d’obtenir la tension désirée
• Angle de Serrage Angle assurant l’allongement nécessaire
à la mise sous tension
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 I – L’Assemblage Vissé
Montage NON maîtrisé de l’Assemblage Vissé
• Sollicitations mécaniques• Environnement de Définition
• Définition de la Vis• Tension dans la vis• Couple de Serrage
BUREAU D’ETUDE
Conception Assemblage Validation Théorique
PRODUCTION
Application du Process (fiches métier)
GIAT INDUSTRIESASSEMBLAGE
VISSE
II – Conduite du projet
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 II – Conduite du Projet
Assurer la MAITRISE du montage de l’Assemblage Vissé
EQUIPE INSA
• Conduite de projet
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 II – Conduite du Projet
ExtérieursConseils
Moyens TechniquesMoyens de Mesures
Kraütkramer, CASTLAMCOS, CNDRI
Bureau d’Etude
Service Méthode
Production
Recherches Scientifiques
CETIM, AFNOR, Thèses
Production Bureau d’Etude
Équipe GIAT RoanneExpression du Besoin
Moyens
Équipe PFE - INSAActions
Evaluation des Serrages Angle / Couple
Paramètres Influents sur un assemblage vissé
Coeff. de Frottement
Benchmarking
Plan d’Expérience
Actions Générales
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 II – Conduite du Projet
Groupe
de
Travail
INSA
Organismes de Recherche
CETIM, AFNOR, Thèses
Industriels
Kraütkramer, CAST
Équipe GIAT
M. Tachon (Direction), M. Viganne (Méthode)
M. Laurent (Production), M. Lorenzoni (B.E.)
Professeurs INSA
M. Remond (GMD), M. Long (GMC)
M. Peix (GMC), M. Théoule (MIP2)
PRODUCTION
Définition besoin matériel Organisation de l'atelier
CONNAISSANCES
TECHNIQUES
Plan d’Expérience Résistance des Matériaux
BENCHMARKING
Mesure par Ultra-Sons Serrage à l’Angle
GESTION DE PROJET
Planification Travail en équipe Mesure des risques
Diagramme des Compétences
Principe
III – Contrôle Ultrasonore
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 III – Contrôle Ultrasonore
Sonde Émettrice
Sonde Réceptrice
Onde US
Bulle d’Air• Propagation d’une onde ultrasonore à l’intérieur du matériau
• Moyen de contrôle non destructif
• Modification de la propagation de l’onde à la rencontre d’un hétérogénéité
• Comparaison du signal de sortie avec un signal de référence pour définir le défaut
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 III – Contrôle Ultrasonore
DispositifGénérateur
d’impulsionsTraducteur Emetteur
Appareil de visualisation
Traducteur Récepteur
Contrôle sur pièce
Couplant
• Aspérités macroscopiques à la surface de la pièce
• Défaut dans le plan de propagation de l’onde
• Matériau hétérogène
• Défaut petit par rapport à la longueur d’onde
Limites
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 III – Contrôle Ultrasonore
Applications Industrielles
• Mesure d’Épaisseur
• Recherche de défaut dans les Soudures, Moulages
• Définition de Défaut dans le volume d’une pièce, dans sa forme et sa dimension
• Contrôle de l’État de Surface (corrosions, aspérités, …)
• Mesure de la Vitesse du Son dans un matériau contraint ou non
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 III – Contrôle Ultrasonore
Application au Contrôle de Vissage
0ttTension
• Le temps de parcours d’une onde US dans une vis augmente avec :- l’allongement géométrique de la vis- la modification de la célérité due à la contrainte
• La tension dans la vis est accessible par la différence de temps entre l’état à vide et l’état sous charge :
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 III – Contrôle Ultrasonore
Contraintes
Surfaces lisses Surfaçage des deux extrémités
Réflexions non déviées aux extrémités
Extrémités parallèles et perpendiculaires à l’axe de la vis
Mesure en continue Sonde émettrice et réceptrice en bout de filet
Réception d’un signal exploitable
Signal très amorti et peu divergent
Objectifs
IV – Plan d’Expérience
Quantifier les effets
des paramètres et de leurs interactions.
Connaissance accrue du procédé : influence des différents paramètres
A
B
Méthode générale
Plan d ’expérience
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 IV – Plan d’Expérience
Prise en compte des résultats
Présentation au groupe de travail des résultats
exploitables
Déroulement Plan Expérience
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 IV – Plan d’Expérience
DECISION DE GIAT
Exploitation
ActionPlan Expérience
Détermination des assemblages
caractéristiques
Benchmarking
Recherche des paramètres influents
Réunionpréliminaire
Suivi Mensuel
RéunionsTraitement Résultat
Expérimentation
Paramètres étudiés
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 IV – Plan d’Expérience
SOURCES
A B C D E F
Préparation
Etat Surface sous tête
Matériau Plaque Trouée
Rondelle
CS
Etat surface
vis
Matériau
Plaque Taraudé
e
Niveaux -1 Dégraissépeint Ra 0,8
Acier ordinaire
non DacrometAlu + insert
Niveaux 0Filet
Graissénon-peint
Ra 0,8Acier à
Blindage
Niveaux 1Filet
Graissé + Loctite
non-peint Ra 6,3
THD ouiZinguée -Chromat
ée
Acier blindé
Choix de la Méthode d’Expérimentation Appropriée
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 IV – Plan d’Expérience
Plan Complet
- Plan Fractionnaire à 1 répétition : évaluation de la dispersion
216 expériences
- Plan Complémentaire sans répétition : précision des résultats
108 expériences
Nombre total de 324 expériences
Expérimentation sur Site Organisation Humaine
4 personnes - 4 tâches principales
- préparation des éprouvettes pour chaque expérience
- vissage
- mesures avec le BoltMike 3
- dévissage + notation des résultats mesurés
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 IV – Plan d’Expérience
Organisation Matérielle
2 ateliers en alternance - 2 binômes
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 IV – Plan d’Expérience
Résultats
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 IV – Plan d’Expérience
SOURCES
A B C D E F
Préparation
Etat Surface sous tête
Matériau Plaque Trouée
Rondelle CS
Etat surface vis
Matériau Plaque
Taraudée
Niveaux -1 dégraissépeint Ra 0,8
Acier ordinaire
non DacrometAlu + insert
Niveaux 0Graissé
Filetnon-peint
Ra 0,8Acier à
Blindage
Niveaux 1Graissé +
Loctitenon-peint
Ra 6,3THD oui
Zinguée -Chromaté
e
Acier blindé
Source Effet Fstat % d’Influence
E -3 121 201 20,8
A 2 904 116 12,0
DEF -2 227 103 10,6
AD -2 498 86 8,9
F -1 896 74 7,7
DE 1 628 55 5,6
D -1 400 41 4,2
Tension Moyenne 30 045 N
Fiche Coefficient de Frottement
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 IV – Plan d’Expérience
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 IV – Plan d’Expérience
• Cohérence générale des résultats
•Les valeurs extrêmes supérieures du prédicteur sont plus importantes
Le prédicteur est une version plus spécifique de la norme, en accord avec les différentes configuration de GIAT Industries.
Norme AFNOR NF E25-030 Prédicteur mathématique
Vis zinguée chromatée sans lubrification 0.12<mu moyen< 0.20 0.13< mu moyen< 0.30
Vis zinguée chromatée avec lubrification 0.08<mu moyen< 0.12 0.10< mu moyen< 0.24
Fiabilité
V – Serrages Couple / Angle
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 V – Serrages Couple / Angle
Avantages Inconvénients Incertitude
Serrage au
Couple
Serrage continu
Souplesse des matériaux sans influence
Déclenchement de la clé dynamométrique peu fiable
Grande influence de l’incertitude sur le coefficient de frottement
= 28%
Serrage à l’Angle
Précharge bien maîtrisée (coeff. de frottement peu influent) Précharge proportionnelle à l’angle de serrage Pas de problème de grippage
Angles très petits peu fiables
Souplesse des matériaux à maîtriser
Discontinuité du serrage
= 15%
Q
Q
Q
Q
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 V – Serrages Couple / Angle
Assemblages Optimisés Assemblages Non Optimisés
Méthodes de calcul des
Consignes de Serrage
Détermination du coefficient de frottement
Calcul des consignes de serrage
Logiciel COBRA Fiche de calcul
Choix de la méthode à appliquer : couple, couple + angle
Limites
Besoin d’un technicien formé sur COBRA
Connaissance des caractéristiques de
l’assemblages
Non prise en compte : - du phénomène de torsion dans la vis - de la souplesse des matériaux
• Phase pilote de Qualification
• Généralisation du Procédé
• Contrôle Continu
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 VI – Industrialisation Serrage à l’Angle
VI – Industrialisation Serrage à l’Angle
A P
C D
Méthodologie de DEMING
VII – Synthèse Générale
• Approche Pragmatique et Objective du sujet
• Développement d’Outils Spécifiques
• Démarche Globale : Intégration des Outils Développés
• Continuité de l’Action
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 VII - Synthèse Générale
Techniquement
• Travail d’Équipe
Humainement
• Expérience très positive Techniquement et Humainement
Bilan
top related