La nouvelle conception des fixations de pont de tracteur compact résout la défaillance des joints

Il peut être difficile de déterminer la cause première lorsqu'un aspect de la conception ne fonctionne pas correctement dans l'application. Même avec un seul composant dans un produit, une multitude de facteurs peuvent affecter ses performances, il faut donc souvent une approche méthodique et un œil expert pour identifier la véritable cause sous-jacente. Lorsque le problème ne survient qu'après la livraison du produit fini, les demandes de garantie peuvent exercer des pressions financières supplémentaires sur une entreprise ; naturellement, cela impose des exigences supplémentaires aux ingénieurs pour résoudre rapidement le problème de conception global.

C'était exactement la situation à laquelle était confronté un fabricant de tracteurs compacts, qui avait commencé à recevoir des demandes de garantie en raison d'un joint défaillant. Le composant connexe en question était une vis de plate-forme taraudée électrozinguée, qui était fixée au châssis du tracteur et avait passé avec succès toutes les inspections mécaniques et dimensionnelles. Cette vis était accouplée à une rondelle de grand diamètre et à une entretoise en métal poudré, qui était incorporée dans la poignée du joint pour éviter une surcompression. Le joint était défaillant peu de temps après la livraison, ce qui a entraîné des réclamations au titre de la garantie. Les équipes d'ingénieurs ont donc commencé à démonter le pont d'un tracteur compact pour essayer d'identifier la cause profonde et une solution possible.

En collaboration avec son fournisseur de services externe et distributeur de fixations, Optimas Solutions, le fabricant a commencé à évaluer l'assemblage. On a rapidement découvert que l'entretoise était mal alignée, ce qui lui a donné l'occasion de cisailler une section du platelage en plastique. Pour aggraver encore le problème, la conception du cylindre extrudé (qui abritait la rondelle) ne répartissait pas la charge uniformément, plaçant plus de contraintes sur le pont et la vis, et encourageant la rupture des joints.

Tim Day, ingénieur d'applications chez Optimas, explique les prochaines étapes : « Nous avons dû essayer d'identifier la cause première des pannes. Les surfaces de rupture sur les vis défaillantes semblaient suggérer une défaillance de fragilisation par l'hydrogène, mais aucun des lots de production ni aucun test effectué sur celles-ci n'offraient de corrélation indiquant que la fragilisation induite par le processus en était la cause. Par la suite, nous avons déterminé que les vis étaient très probablement placées sous une charge de flexion lors de l'installation, ce qui était dû à l'assise inégale de la rondelle et de l'entretoise. Finalement, nous avons pu conclure que nous étions confrontés à un problème de corrosion sous contrainte en raison de la conception défectueuse du joint. »

Ensemble, les équipes d'ingénierie ont proposé la solution. La vis a été repensée pour inclure un épaulement intégré, qui a supprimé l'entretoise en métal poudré, simplifiant l'assemblage. Ensuite, le revêtement de la vis elle-même est passé de la galvanoplastie au procédé cathodique E-coat, qui a pratiquement éliminé le risque de fragilisation et amélioré les caractéristiques de corrosion sous contrainte. Le traitement thermique appliqué à la vis est également passé de la cémentation à la trempe à coeur, avec une pointe trempée par induction pour le taraudage. Cela a permis de réduire davantage la possibilité d'une fissuration du boîtier ou d'une corrosion sous contrainte. Enfin, la surface portante a été repensée pour éliminer le besoin de la rondelle et favoriser une charge uniforme lors de l'application, résolvant ainsi la cause sous-jacente.

Le fabricant a ensuite mis en œuvre la solution dans ses conceptions de tracteurs compacts, ce qui a immédiatement endigué le flux de défaillances de joints retardées et les réclamations de garantie associées. En conséquence, l'entreprise était sous pression financière réduite, augmentant le rendement de ses opérations. De plus, la nouvelle vis avec épaulement intégré signifiait que deux références distinctes pouvaient être supprimées de la nomenclature du tracteur compact et augmentait l'efficacité de la production. Cela a permis de consolider les besoins d'approvisionnement pour ce modèle de tracteur compact, simplifiant ainsi la chaîne d'approvisionnement.

De petits défauts de conception peuvent créer de grands défis, car le problème peut ne pas être découvert tant que le produit n'a pas atteint le concessionnaire ou le client. Dans une application où la durabilité est primordiale, comme un tracteur compact, les problèmes sont tout simplement exacerbés. Cependant, en résolvant le problème avec des solutions de composants appropriées le plus tôt possible, l'échec peut être résolu avec des avantages supplémentaires au-delà de la garantie de la qualité du produit. Dans ce cas, la solution a évité des demandes de garantie supplémentaires potentiellement dommageables, garantissant que la réputation globale du fabricant n'était jamais en danger.