Quelles sont les causes de la défaillance prématurée d'un roulement à rouleaux cylindriques ?

En tant que fournisseur de roulements à rouleaux cylindriques, j'ai été témoin de nombreuses défaillances prématurées de roulements. C'est un véritable casse-tête tant pour nous fournisseurs que pour nos clients. Dans ce blog, je vais plonger dans les principales causes de ces pannes prématurées, afin que vous puissiez prendre des mesures pour les éviter et assurer le bon fonctionnement de vos machines.

1. Mauvaise installation

L’une des raisons les plus courantes de défaillance prématurée des roulements à rouleaux cylindriques est une mauvaise installation. Si le roulement n’est pas installé correctement, cela peut entraîner toutes sortes de problèmes à long terme.

Lors de l'installation d'un roulement, il est essentiel de s'assurer que l'arbre et le boîtier sont propres et exempts de tout débris. Même la plus petite particule peut provoquer une usure inégale du roulement. J'ai vu des cas où un simple grain de poussière entraînait la défaillance d'un roulement quelques semaines après l'installation.

Un autre facteur important est l’ajustement entre le roulement et l’arbre ou le boîtier. Si l'ajustement est trop lâche, le roulement peut bouger, provoquant des vibrations et du bruit. D’un autre côté, si l’ajustement est trop serré, cela peut exercer une contrainte excessive sur le roulement, entraînant une défaillance prématurée. Par exemple, si vous installez unRoulement à rouleaux cylindriques à une rangée, assurez-vous de suivre les spécifications du fabricant pour un ajustement correct.

2. Lubrification inadéquate

La lubrification est comme l’élément vital d’un roulement. Il réduit la friction, dissipe la chaleur et protège le roulement de l'usure et de la corrosion. Sans une lubrification adéquate, un roulement ne durera pas longtemps.

Plusieurs problèmes peuvent survenir avec la lubrification. Premièrement, l’utilisation d’un mauvais type de lubrifiant peut constituer un problème majeur. Différents roulements nécessitent différents types de lubrifiants en fonction de facteurs tels que la température de fonctionnement, la vitesse et la charge. Par exemple, un roulement à grande vitesse peut nécessiter un lubrifiant avec une viscosité plus faible, tandis qu'un roulement fonctionnant sous de lourdes charges peut nécessiter un lubrifiant avec de meilleures propriétés anti-usure.

Deuxièmement, une lubrification insuffisante est également une cause courante. S'il n'y a pas suffisamment de lubrifiant dans le roulement, les surfaces métalliques entreront en contact direct les unes avec les autres, provoquant une friction et une chaleur excessives. Cela peut entraîner des dommages à la surface, tels que des rayures et des piqûres, et éventuellement une défaillance des roulements.

D’un autre côté, une lubrification excessive peut également être un problème. Trop de lubrifiant peut provoquer une surchauffe du roulement, car l'excès de lubrifiant doit être brassé, générant ainsi une chaleur supplémentaire. Il peut également piéger des contaminants, ce qui peut endommager davantage le roulement.

3. Contamination

La contamination est une autre cause importante de défaillance prématurée des roulements. Les roulements peuvent être contaminés par toutes sortes de choses, notamment la saleté, la poussière, l'eau et les produits chimiques.

Les particules de saleté et de poussière peuvent agir comme des abrasifs et user les surfaces d'appui. Même les plus petites particules peuvent causer des dommages importants au fil du temps. Par exemple, dans les environnements industriels où il y a beaucoup de poussière, comme dans les mines ou les chantiers de construction, les roulements sont particulièrement vulnérables à la contamination.

L'eau peut également être un problème majeur. Cela peut provoquer une corrosion des composants du roulement, affaiblissant ainsi la structure du roulement. Si de l’eau pénètre dans le roulement, elle peut également émulsionner le lubrifiant, réduisant ainsi son efficacité.

Les produits chimiques peuvent être tout aussi dommageables. L'exposition à certains produits chimiques peut entraîner une dégradation du matériau du roulement, entraînant une défaillance prématurée. Par exemple, dans une usine de traitement chimique, les roulements peuvent être exposés à des produits chimiques corrosifs qui peuvent ronger les surfaces des roulements.

4. Surcharge

Surcharger un roulement signifie le soumettre à des charges supérieures à sa capacité nominale. Cela peut se produire pour diverses raisons, telles qu'une mauvaise conception de la machine, un fonctionnement incorrect ou des modifications des conditions de fonctionnement.

Si un roulement est surchargé, cela peut provoquer une contrainte excessive sur les composants du roulement. Les éléments roulants et les chemins de roulement peuvent commencer à se déformer, entraînant une fatigue de la surface et éventuellement une défaillance des roulements. Par exemple, si une machine doit soudainement supporter une charge plus lourde que celle pour laquelle elle a été conçue à l'origine, les roulements de cette machine peuvent être surchargés.

Dans certains cas, les charges dynamiques peuvent également poser problème. Les charges dynamiques sont des charges qui changent rapidement, comme celles provoquées par des vibrations ou des chocs. Ces types de charges peuvent exercer des contraintes supplémentaires sur le roulement, augmentant ainsi le risque de défaillance prématurée.

5. Fatigue

La fatigue est un processus naturel qui se produit dans les roulements au fil du temps. Lorsque le roulement tourne, les éléments roulants et les chemins de roulement sont soumis à des cycles de contraintes répétés. Finalement, ces cycles de contraintes peuvent provoquer la formation de petites fissures à la surface des composants du roulement.

Ces fissures peuvent se développer avec le temps, entraînant un effritement, c'est-à-dire l'écaillage de petits morceaux du matériau du roulement. Une fois l'écaillage survenu, les performances du roulement commenceront à se détériorer rapidement et il finira par tomber en panne.

Le taux de fatigue dépend de plusieurs facteurs, notamment la charge, la vitesse et la température de fonctionnement du roulement. Des charges, des vitesses et des températures plus élevées peuvent accélérer le processus de fatigue. Par exemple, unRoulements de machine-outil NU203EMUn roulement fonctionnant à des vitesses élevées et sous de lourdes charges sera plus sujet à la fatigue qu'un roulement fonctionnant dans des conditions plus légères.

6. Désalignement

Un désalignement se produit lorsque l’arbre et le boîtier ne sont pas parfaitement alignés. Cela peut se produire lors de l'installation ou en raison de changements dans la structure de la machine au fil du temps.

Lorsqu'un roulement est mal aligné, cela peut entraîner une charge inégale sur les composants du roulement. Les éléments roulants peuvent ne pas rouler correctement, ce qui entraîne une friction et une usure accrues. Un mauvais alignement peut également provoquer une chaleur excessive du roulement, ce qui peut l'endommager davantage.

Par exemple, dans un système à arbre long, si l'arbre n'est pas correctement soutenu ou s'il y a une déviation dans l'arbre, cela peut provoquer un désalignement des roulements. Cela peut poser un problème particulier dans des applications telles que les systèmes de convoyeurs ou les machines à grande échelle.

7. Passage du courant électrique

Dans certains cas, le courant électrique peut traverser le roulement. Cela peut se produire par exemple dans les moteurs électriques ou les générateurs. Lorsque le courant électrique traverse un roulement, il peut provoquer un arc électrique entre les éléments roulants et les chemins de roulement.

L'arc électrique peut provoquer des piqûres et des soudures sur les surfaces d'appui. Les piqûres peuvent entraîner une augmentation de la friction et du bruit, tandis que le soudage peut provoquer le grippage des éléments roulants, entraînant une défaillance des roulements.

Pour empêcher le passage du courant électrique à travers le roulement, des techniques ou dispositifs d'isolation spéciaux peuvent être utilisés. Par exemple, des manchons ou des revêtements isolants peuvent être appliqués sur les composants du roulement pour empêcher la circulation du courant électrique.

Comment éviter une défaillance prématurée des roulements

Maintenant que nous avons couvert les principales causes de défaillance prématurée des roulements, parlons de la manière de les éviter.

Tout d’abord, assurez-vous de suivre les procédures d’installation appropriées. Prenez le temps de nettoyer l'arbre et le boîtier, et assurez-vous du bon ajustement du roulement. Si vous ne savez pas comment installer correctement un roulement, consultez les instructions du fabricant ou demandez l'aide d'un professionnel.

Deuxièmement, faites très attention à la lubrification. Utilisez le bon type de lubrifiant pour votre roulement et assurez-vous de maintenir le niveau de lubrification approprié. Vérifiez régulièrement le lubrifiant pour détecter tout signe de contamination ou de dégradation et remplacez-le si nécessaire.

Troisièmement, protégez les roulements de la contamination. Utilisez des joints et des protections pour empêcher la saleté, la poussière, l'eau et les produits chimiques d'entrer dans le roulement. Dans les environnements sales ou humides, envisagez d'utiliser des mesures de protection supplémentaires, telles que des enceintes ou des systèmes de purge d'air.

Quatrièmement, évitez de surcharger les roulements. Assurez-vous que vos machines sont conçues pour supporter les charges auxquelles elles seront soumises et faites-les fonctionner dans les limites de leurs capacités nominales. S'il y a des changements dans les conditions de fonctionnement, comme une augmentation de la charge ou de la vitesse, réévaluez les exigences en matière de roulements.

Cinquièmement, surveillez régulièrement les roulements pour détecter tout signe d’usure et de dommage. Faites attention aux éléments tels que les bruits inhabituels, les vibrations ou les changements de température. Si vous remarquez l’un de ces signes, agissez immédiatement pour éviter d’autres dommages.

En conclusion, une défaillance prématurée des roulements peut être un problème coûteux et frustrant. Mais en comprenant les causes et en prenant les mesures préventives nécessaires, vous pouvez prolonger considérablement la durée de vie de vos roulements et assurer le bon fonctionnement de vos machines.

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Références

• Harris, TA et Kotzalas, MN (2007). Analyse des roulements. Wiley.
• Jones, AR (1992). Ingénierie des roulements à éléments roulants. McGraw-Colline.
• Zaretsky, EV (2010). Prédiction de la durée de vie des roulements en fatigue. Presse CRC.