Défaillance et analyse des roulements

- Dec 17, 2019-

Défaillance et analyse des roulements

Le diagnostic précis d'une défaillance de roulement est impératif pour éviter une défaillance répétée et des dépenses supplémentaires.

Par Steven Katz • Président | Emerson Bearing

Les paliers à roulement sont des éléments mécaniques de précision que l'on trouve dans une grande variété d'applications. Ils sont généralement très fiables, même dans les conditions les plus difficiles. Dans des conditions de fonctionnement normales, les roulements ont une «durée de vie» substantielle qui est exprimée soit en une période de temps, soit en nombre total de rotations avant que les éléments roulants ou la fatigue des bagues intérieure et extérieure ne se rompent. Moins de 1% (0,35% spécifiquement - voir Fig. 1) des roulements ne atteignent pas leur durée de vie attendue. (Source: FAG Bearing Antriebtechnik 18 de 1979.)

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Fig. 1

Défaillance prématurée du roulement

Lorsqu'un roulement tombe en panne prématurément, cela est généralement dû à des causes qui auraient pu être évitées. Pour cette raison, la possibilité de tirer des conclusions sur la cause d'un défaut en étudiant son apparence est très utile. Il est très important de corriger les causes et d'éviter les pannes futures et les coûts qui en découlent.

La plupart des défaillances de roulements telles que l'écaillage et les piqûres, l'effritement des modèles d'usure inhabituels, la rouille et la corrosion, le fluage, l'inclinaison et d'autres (comme indiqué) sont généralement attribuées à un groupe relativement petit de causes qui sont souvent liées et corrigibles. Ces causes incluent la lubrification, le montage, la contrainte opérationnelle et la sélection des roulements et l'influence de l'environnement.

Lubrification et durée de vie de la graisse appropriées et incorrectes

Le but de la lubrification du roulement est de recouvrir les surfaces de contact de roulement et de glissement d'un mince film d'huile pour éviter tout contact direct de métal à métal. Une fois fait efficacement, il:

1. Réduit la friction et l'abrasion
2. Transporte la chaleur générée par le frottement
3. Prolonge la durée de vie
4. Empêche la rouille et la corrosion
5. Éloigne les corps étrangers et la contamination des éléments roulants

La graisse est généralement utilisée pour lubrifier les roulements car elle est facile à manipuler et simplifie le système d'étanchéité tandis que la lubrification à l'huile convient généralement aux opérations à haute vitesse ou à haute température.

Généralement, les défaillances de lubrification se produisent en raison de:

1. Utilisation du mauvais type de lubrifiant
2. Trop peu de graisse / huile
3. Trop de graisse / huile
4. Mélange de graisse / huile
5. Contamination de la graisse / huile par des objets ou de l'eau

Bien que nous ayons parlé d'une durée de vie normale des roulements, il est également important de prendre en considération la «durée de vie normale des graisses» car les deux doivent être considérées ensemble pour maximiser la durée de vie des roulements. La durée de vie de la graisse est la durée pendant laquelle le bon fonctionnement des roulements est maintenu par une quantité et une catégorie de graisse particulières. Ceci est particulièrement critique dans les applications de pompe, compresseur, moteur et super précision.

Montage et installation de roulements

Il est essentiel dans le processus de montage et d'installation de porter une attention particulière à:

1. Utilisation d'outils et de fours / radiateurs à induction appropriés. Utilisez un manchon pour avoir un impact sur toute la face intérieure de l'anneau en cours d'ajustement serré.

2. Vérifiez les tolérances de l'arbre et du logement. Si l'ajustement est trop serré, vous créerez trop de précharge et si l'ajustement est trop lâche, vous créerez trop peu de précharge qui peut permettre à l'arbre de tourner ou de fluer dans le roulement. Vérifiez les diamètres, la rondeur et le rayon de chanfrein appropriés.

3. Évitez le désalignement ou la déviation de l'arbre. Ceci est particulièrement critique dans le montage de roulements qui ont des composants séparables tels que des roulements à rouleaux cylindriques où un roulement de charge réussi et une durée de vie optimale sont établis ou diminués lors de l'installation.

4. Soyez conscient du «jeu interne radial» (voir Fig. 2). Il est essentiel de maintenir le RIC approprié qui a été établi dans la conception d'origine. L'échelle standard par ordre de jeu ascendant est C2, C0, C3, C4, C5. Le dégagement approprié pour l'application est essentiel en ce qu'il permet de relever les défis suivants:

Défaillance du roulement - Jeu interne radial Fig. 2

Fig.2

Lubrification . Un film approprié de lubrifiant doit être établi entre les éléments roulants. Une réduction du jeu interne et une entrave au débit de lubrifiant peuvent entraîner une défaillance prématurée.

Ajustement de l'arbre . Il est inévitable qu'il puisse y avoir une réduction du jeu interne radial lorsque le roulement est ajusté par pression.

Chaleur . Dans le fonctionnement normal des roulements, de la chaleur est produite qui crée une dilatation thermique des bagues intérieure et extérieure. Cela peut réduire le jeu interne, ce qui réduira la durée de vie optimale des roulements.

Contrainte opérationnelle et sélection des roulements

Il est généralement exceptionnel de trouver un roulement mal conçu dans une application. Cependant, les facteurs d'une application plus large peuvent changer.

Si les charges deviennent trop élevées, une surcharge et une fatigue précoce peuvent s'ensuivre. S'ils sont trop bas, un dérapage et un chargement incorrect des éléments roulants se produisent. Un échec précoce suivra dans chaque situation. Des problèmes similaires se posent avec un jeu interne incorrect.

Le premier signe de ces problèmes sera des bruits inhabituels et / ou une augmentation des températures.

• Augmentation de la température. La température des roulements augmente généralement au démarrage et se stabilise à une température légèrement inférieure à celle du démarrage (normalement 10 à 40 ° C plus élevée que la température ambiante). Une température de roulement souhaitable est inférieure à 100 C.

• Des bruits. Il y a des bruits de roulement anormaux typiques qui indiquent certains problèmes dans l'application du roulement. Bien qu'il s'agisse d'un test subjectif, il est utile de savoir qu'un cri strident ou un hurlement indique généralement un jeu interne trop important ou une mauvaise lubrification sur un roulement à rouleaux cylindriques tandis qu'un feutre craquant lorsque l'arbre est tourné à la main indique généralement une contamination des chemins de roulement . Voir le tableau 1:

Défaillance du roulement - Tableau 1-CORRIGÉ

Les contraintes opérationnelles dans les applications peuvent également avoir un impact sur la durée de vie des roulements. Il est essentiel d'isoler les vibrations dans l'équipement associé car elles peuvent provoquer un fonctionnement inégal et des bruits inhabituels.

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