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Tout ce que vous devez savoir sur les causes de défaillance des roulements et les mesures préventives
Une défaillance de roulement se produit lorsqu'un roulement n'atteint pas sa durée de vie ou ses niveaux de performance prévus, entraînant une défaillance de l'arbre de la machine ou même des dommages aux pièces adjacentes au roulement. Les conséquences d'une défaillance des roulements peuvent avoir des conséquences considérables pour votre installation. Les scénarios potentiels incluent, mais sans s'y limiter, des temps d'arrêt accrus, des coûts de maintenance élevés, des retards de livraison, des pertes de revenus et, dans certains cas extrêmes, des conditions potentiellement mortelles pour les travailleurs. Lorsque les roulements tombent en panne, cela peut avoir un impact négatif sur votre installation, votre réputation et vos résultats. Cela dit, vous pouvez prendre certaines précautions pour prolonger la durée de vie de vos roulements et éviter une usure inappropriée des roulements.
Nous savons à quel point il peut être frustrant qu'une défaillance de roulement dans votre usine entraîne des temps d'arrêt coûteux et vous oblige souvent à sortir de la chaîne d'approvisionnement normale. À AUB, nous nous engageons à fournir plus de 8000 types de roulements de haute qualité, y compris des roulements rigides à billes, des roulements à section mince, des roulements à contact oblique, des butées, des roulements à rouleaux coniques, des roulements à rouleaux cylindriques, des roulements à rouleaux sphériques, etc., vous aidant à mieux servir vos clients avec des délais d'exécution réduits.
En termes simples, chaque fois qu'un roulement ne respecte pas sa durée de vie ou son niveau de performance prévu, cela peut être qualifié de défaillance de roulement. Les pannes de roulements sont plus complexes que vous ne le pensez, et même avec une planification minutieuse et un entretien approprié, elles peuvent toujours tomber en panne de manière inattendue ou prématurée lors de leur application. Selon des statistiques incomplètes, moins de 30 % des roulements atteindront leur limite de fatigue et d'« usure » déterminée lors de leur application. S'appuyant sur des années d'expérience dans la fabrication de roulements, AUB résume plusieurs causes courantes de défaillance des roulements :
Lubrification insuffisante ou inappropriée
Pollution
Mauvaise manipulation et installation
Surcharge
Autres raisons
Que dois-je faire si le roulement tombe en panne ?
Les roulements sont essentiels au bon fonctionnement de votre machine, donc lorsque vous entendez un bruit horrible en fonctionnement, vous devez agir rapidement. Il s'agit probablement d'un indice de défaillance du roulement. Les défaillances de roulement nécessitent une attention immédiate, car elles peuvent causer toutes sortes de problèmes frustrants dans votre installation, tels que :
Temps d'arrêt imprévu
Augmentation des temps d'arrêt
Perte de productivité
Efficacité opérationnelle réduite
Délais de livraison manqués
Augmentation des coûts d'exploitation
Selon des statistiques incomplètes, lorsqu'un roulement à 50 $ cesse de fonctionner dans une machine de plusieurs millions de dollars, la perte peut atteindre 25,000 50,000 $ à XNUMX XNUMX $ par heure. Ensuite, l'AUB poursuit en discutant des quatre étapes de la défaillance des roulements et de ses manifestations communes à travers le spectre.
Ce que vous devez savoir sur les étapes de défaillance des roulements
Comme nous en avons discuté précédemment, les roulements ne tournent pas indéfiniment. Si les précautions appropriées ne sont pas prises, les roulements peuvent être endommagés et avoir une durée de vie réduite. Alors, comment savoir si un roulement est sur le point de tomber en panne ? Tout d'abord, nous devons comprendre qu'il existe quatre étapes distinctes de défaillance des roulements.
Étape 1
Dans la première étape, nous verrons de petites fossettes commencer à apparaître dans les chemins de roulement, et la fréquence ultrasonore de l'élément roulant dans le spectre n'est pas dans la plage normale. Mais il est probable qu'à ce stade, le roulement fonctionne normalement, par exemple lorsque nous testons le spectre de fréquence du roulement à environ 20,000 60,000-XNUMX XNUMX Hz, bien que ce ne soit pas une raison pour remplacer le roulement, cela peut indiquer un manque de lubrification entre les chemins de roulement et les éléments roulants.
Étape 2
Une fois que vous atteignez le deuxième stade de défaillance, vous constaterez généralement que le défaut de roulement commence à sonner à sa fréquence naturelle, allant de 500 à 2,000 XNUMX Hz. Souvent, ces fréquences sont en fait des résonances des composants du roulement (tels que les bagues ou les éléments roulants) ou de la structure de support du roulement. Il convient de noter que les installations d'entretien doivent être incluses dans le calendrier à ce stade.
Étape 3
Au cours de cette étape, les niveaux de fréquence des défauts de roulement deviennent prononcés et des harmoniques apparaissent sur le spectre de fréquence. La détermination du taux de dégradation est essentielle si vous résolvez un problème où vous pouvez clairement voir des défauts dans le chemin de roulement. De plus, les roulements (dans les machines critiques et non critiques) qui ont atteint ce stade de défaillance doivent être rapidement remplacés.
Étape 4
Les roulements atteignent ce stade à la fin de leur durée de vie utile et vous remarquerez une augmentation du bruit de la machine à tous les niveaux, ce qui produit à son tour un spectre large bande aléatoire. « Le plancher de bruit à haute fréquence et l'amplitude du HFE peuvent en fait diminuer, mais c'est un signe que le roulement est sur le point de tomber en panne. En bref, le but est d'empêcher le roulement d'atteindre ce stade, mais si c'est le cas, il doit être remplacé immédiatement. L'utilisation de ces quatre étapes et l'identification de l'étape à laquelle se trouve un roulement sont essentielles car cela vous aidera non seulement à créer un programme de maintenance prédictive précis, mais cela vous aidera également à maintenir le fonctionnement efficace de vos machines et à éviter les arrêts coûteux et imprévus.
Causes courantes de défaillance des roulements
Lorsqu'un roulement tombe en panne, cela signifie que la machine peut tomber en panne et donc la machine elle-même peut être endommagée et dysfonctionner. Que votre installation ait connu ou non des défaillances de roulements récemment, les roulements s'usent à chaque minute de fonctionnement et c'est normal. Vous pouvez probablement résumer un certain nombre de causes de défaillance des roulements, certaines plus courantes que d’autres. Selon des statistiques incomplètes, plus de 70 % des défaillances de roulements sont causées par une mauvaise installation, une mauvaise lubrification ou une contamination. Voici un tableau des défaillances de roulements résumé par l'AUB pour mieux montrer les statistiques derrière les causes courantes de défaillances de roulements. Examinons de plus près les 13 causes courantes de défaillance des roulements en ce qui concerne votre processus de fabrication et, en fin de compte, vos résultats.
1. Panne de lubrification
Selon une étude récente, jusqu'à 80 % des défaillances de roulements sont causées par un défaut de lubrification. Cela inclut une insuffisance lubrification, l'utilisation d'un mauvais lubrifiant ou des températures excessives qui dégradent le lubrifiant. Cela devrait être l’une des premières raisons à prendre en compte lors de l’inspection d’un roulement défectueux. Pour garantir une lubrification adéquate, la viscosité doit être suffisante à la température de fonctionnement. Lors du dépannage, recherchez les chemins de roulement très polis ou décolorés pour déterminer si les surfaces de roulement manquent de viscosité suffisante aux températures de fonctionnement.
La surlubrification est tout aussi nocive que la sous-lubrification. "Une lubrification insuffisante provoque un contact métal sur métal, et une lubrification excessive provoque une accumulation de chaleur et des frottements, car les éléments roulants essaient constamment d'éliminer l'excès de graisse.
2. Cages endommagées
Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles les cages sont endommagées. Certains des problèmes courants incluent les vibrations, la surcharge, la vitesse excessive, l’usure ou le colmatage.
3. Pollution et corrosion
Les contaminants tels que la saleté, le sable et l'eau peuvent endommager les roulements pendant leur fonctionnement, et bien sûr, les produits chimiques et les produits corrosifs peuvent avoir un impact négatif sur les roulements. Ces polluants réduiront la durée de vie de la graisse lubrifiante, détruiront le film d'huile, provoqueront la corrosion de la surface du roulement et généreront des particules abrasives dans le chemin de roulement. Par conséquent, il est important de garder la zone de travail, les outils et les accessoires propres, car cela peut éviter les défaillances des roulements et la contamination.
4. Arc
Également connue sous le nom de « corrosion à l'arc », cette défaillance se produit lorsqu'un courant électrique traverse le roulement et rompt les surfaces de contact entre les pistes et les éléments roulants, créant des températures élevées à des points localisés. Cela crée des fossettes dans les chemins de roulement et les éléments roulants, ce qui peut endommager le roulement.
5. Mauvaise installation
Le montage du roulement correct sur un arbre aux dimensions précises est essentiel. Sinon, cela peut causer deux problèmes :
1. Si l'arbre est surdimensionné ou gonflé, cela entraînera un ajustement serré, ce qui réduira le jeu interne du roulement.
2. Si l'arbre est sous-dimensionné ou si l'ajustement est trop lâche, le roulement glissera sur l'arbre, s'usera et générera de la chaleur, provoquant éventuellement des problèmes de vibration et de faux-rond.
6. Fatigue
La défaillance par fatigue fait référence à la rupture de la surface du roulement pendant le fonctionnement, provoquant la chute de minuscules particules détachées, provoquant une défaillance du roulement. La fatigue des roulements est progressive et, une fois qu'elle se produit, elle continue de se propager au fur et à mesure que le roulement fonctionne. Cela se produit généralement à la fin de la durée de vie prévue du roulement, mais la fatigue du roulement due à des charges excessives n'est pas exclue.
7. Indentation Brinell
Lorsque la charge dépasse la limite élastique du matériau de la bague de roulement, des indentations permanentes sont créées dans les chemins de roulement, ce qui entraîne une augmentation des vibrations. Il existe deux types d'indentation Brinell :
Véritable indentation Brinell : causés par des charges dépassant la limite élastique du matériau du roulement.
Fausse indentation Brinell: Causé par des vibrations ou des oscillations entre les éléments roulants et les chemins de roulement.
8. Luxation
Un désalignement peut provoquer des vibrations et des charges excessives sur le roulement, et tous les roulements ne sont pas à alignement automatique. L'AUB conclut que les causes les plus courantes de désalignement comprennent : la flexion de l'arbre, la saleté ou les bavures sur l'arbre ou les épaulements du boîtier, les filetages de l'arbre non perpendiculaires au siège de l'arbre et les faces de contre-écrou non perpendiculaires au siège de l'arbre sur l'arbre fileté . Pour éviter tout désalignement, AUB vous rappelle quelques bonnes pratiques : assurez-vous que l'arbre et le boîtier sont inspectés régulièrement, utilisez des contre-écrous de précision et calez le boîtier si nécessaire.
9. Mode chemin
Pour mieux comprendre les conditions de fonctionnement d'un roulement, il est préférable d'examiner le profil d'usure d'un roulement démonté qui a déjà été mis en service. Grâce à des tests d'analyse des défaillances et à la compréhension des trajectoires d'usure normales/anormales, il est possible d'évaluer correctement si un roulement fonctionne dans des conditions idéales.
10. Sélection et maintenance des joints
Les roulements entièrement étanches empêchent la contamination et garantissent que la lubrification n'est pas compromise. L'AUB fournit quelques lignes directrices pour la sélection et l'entretien des joints :
Utilisez des joints capables de résister aux conditions environnementales/de fonctionnement sélectionnées de l'installation.
Si possible, installez un écran externe pour empêcher les débris de s'accumuler sur et autour du joint.
Prévoyez toujours des inspections de routine des joints à lèvres radiaux pour la flexibilité, le durcissement, la fissuration et le contact avec l'arbre.
Vérifiez s'il y a des fuites et remplacez rapidement les joints endommagés.
Évitez d'enlever l'excès de graisse des joints à lèvres. Cela peut leur faire perdre leur puissance et, dans certains cas graves, ils peuvent tomber de leur enveloppe.
Procédez avec prudence si vous utilisez de l'eau, de la vapeur ou de l'air comprimé lors du nettoyage. Il est facile d'endommager accidentellement le joint et de forcer les contaminants dans l'intérieur autrement propre du roulement.
Si vous démontez de grosses machines, évitez de soulever avec des chaînes, des câbles métalliques ou des élingues sales qui peuvent rayer les surfaces d'étanchéité. Si les faces de contact du joint sont usées, assurez-vous de les resurfacer et de les meuler selon leurs spécifications de finition et de diamètre d'origine.
11. Surcharge
L'application de charges excessives aux roulements est une cause fréquente de défaillance. Vous pouvez résoudre la surcharge en réduisant la charge sur le roulement ou en envisageant un roulement de plus grande capacité.
12. Manipulation et stockage inappropriés
En bref, un stockage inapproprié des roulements peut entraîner des problèmes plus tard car ils sont exposés à des éléments externes tels que l'humidité, la poussière et les changements de température. La manipulation devient un problème lorsque la boîte est ouverte ou que le matériau d'emballage se déchire prématurément, car cela expose les roulements à la saleté et aux éléments corrosifs. L'AUB recommande de faire attention à l'humidité et à la température, qui peuvent provoquer de la rouille ou des roulements exposés dans les zones de stockage.
13. Jeu interne insuffisant
Enfin, ces défaillances affectent le frottement, la taille de la zone de charge et la durée de vie du roulement. Si la jeu de roulement est insuffisante, une chaleur excessive s'accumulera. Comme nous en avons déjà discuté, les températures élevées ne sont pas bonnes pour les roulements et peuvent provoquer une lubrification et une friction interne parmi d'autres problèmes déjà énumérés. Nous avons résumé les types de défaillances de roulements les plus courants, alors comment prévenir les défaillances de roulements ? Lisez la suite pour savoir comment mettre en œuvre les meilleures mesures préventives dans votre usine !
Mesures préventives en cas de défaillance des roulements
Les roulements ont une durée de vie raisonnablement longue dans des conditions de fonctionnement normales, mais comme ils ont une durée de vie fixe, il est finalement inévitable que les roulements échouent. En effet, selon des statistiques incomplètes, moins de 1 % (plus précisément 0.35 %) des roulements n'ont pas atteint la durée de vie prévue. La clé pour éviter les temps d'arrêt des installations et la perte de productivité est d'éviter les défaillances prématurées des roulements, qui résultent de l'endommagement des roulements. Cela vous aidera non seulement à prévenir les défaillances prématurées, mais vous aidera également à assurer le bon fonctionnement de votre processus de fabrication.
La plupart des défaillances de roulements dont nous avons discuté ci-dessus peuvent être attribuées à un petit ensemble de causes qui sont non seulement interdépendantes mais également réparables.
Ces causes sont l'installation/l'alignement, la lubrification, la surcharge, les influences environnementales et un stockage incorrect.
Pourquoi un montage et un alignement corrects des roulements sont importants
Lors de l'installation des roulements, des outils, des fours et des appareils de chauffage par induction appropriés doivent être utilisés. Envisagez d'éviter le désalignement ou la déviation de l'arbre, car cela est important lors du montage de roulements avec des composants séparés. Si les composants ne sont pas correctement alignés, les roulements finiront par s'user anormalement. Après l'installation selon les instructions du fabricant, la meilleure pratique à retenir est de bien rincer et nettoyer le roulement avec du lubrifiant. Assurez-vous également d'appliquer une dernière quantité de lubrifiant avant d'utiliser la machine.
Lubrifier selon les directives du fabricant
La lubrification est utilisée dans les roulements pour recouvrir complètement les surfaces de roulement et de glissement d'une fine pellicule d'huile afin d'éviter tout contact métal sur métal. La graisse est couramment utilisée car elle est plus facile à manipuler, tandis que la lubrification à l'huile est souvent utilisée dans les applications à haute température ou à grande vitesse. Les échecs de lubrification courants sont dus à :
Utiliser le mauvais type de lubrifiant
Trop peu de graisse/huile ou trop de graisse/huile
Mélange graisse/huile
Graisse/huile contaminée par des objets ou de l'eau
Utiliser une contrainte de fonctionnement de palier appropriée
Les contraintes de fonctionnement sur les roulements peuvent affecter la durée de vie des roulements.
Si la charge sur le roulement est trop faible, les éléments roulants patineront et seront mal chargés.
Si la charge est trop élevée, cela peut entraîner une surcharge et une fatigue précoce.
Habituellement, les premiers signes de tels problèmes sont des bruits inhabituels et/ou des températures élevées. La température idéale des roulements est inférieure à 100 degrés Celsius. Il est important de noter que la température des roulements augmente généralement avec le démarrage et se stabilise à une température légèrement inférieure au démarrage (plage de 10 à 40 degrés Celsius au-dessus de la température ambiante). C'est pourquoi il est primordial de s'assurer que les vibrations sont isolées dans les équipements associés, car si elles ne le sont pas, elles peuvent provoquer des bruits anormaux et un fonctionnement irrégulier.
Tenir compte de l'impact environnemental
S'ils ne sont pas pris en compte, il existe de nombreux environnements de fonctionnement dans lesquels même les meilleurs roulements peuvent être endommagés et entraîner une défaillance.
Poussière et saleté peut contaminer les roulements extrêmement rapidement. Assurez-vous d'utiliser des techniques d'étanchéité appropriées pour éviter ce type de contamination.
Fluides agressifs ou eau – ceci est un autre exemple où une bonne étanchéité est essentielle.
Chaleur externe – Les exigences de température ambiante de fonctionnement ont plusieurs options en termes de jeu radial interne, de lubrifiants à haute température, de fonctionnement intermittent ou continu et d'autres facteurs qui affectent la durée de vie des roulements.
Passage de courant ou corrosion électrolytique – Si le courant est autorisé à circuler à travers les éléments roulants d'un roulement, les étincelles peuvent créer des piqûres ou des rainures dans les surfaces de roulement. Vous pouvez résoudre ce problème en utilisant un matériau isolant sur ou dans le roulement ou en créant un circuit de dérivation pour le courant électrique.
Stockez activement vos roulements
De nos jours, la majorité des installations limitent au minimum le nombre de pièces de rechange qu'elles ont en magasin.
Grâce à la maintenance préventive (comme les autres mesures que nous avons mentionnées ci-dessus), les installations peuvent détecter plus tôt les défaillances potentielles.
Cela signifie que les installations peuvent commander et remplacer les roulements endommagés avant qu'une machine entière ne tombe en panne, ce qui rend pratiquement obsolète le besoin de roulements de rechange sur des étagères.
Lorsque vous avez besoin de stocker des roulements dans votre établissement et de les ranger sur des étagères, assurez-vous de les stocker activement. Ceci peut être accompli en les faisant tourner ou en les faisant tourner fréquemment.
Conclusion
Les roulements sont généralement très fiables et ont une longue durée de vie dans des conditions normales de fonctionnement, même dans les conditions les plus sévères. Lorsqu'un roulement tombe en panne prématurément, cela est généralement dû à des causes évitables. Pour cette raison, il est crucial de pouvoir identifier les causes profondes pour prévenir de futures défaillances grâce à des actions préventives et aux problèmes qui en découlent. Diagnostiquer et dépanner avec précision les défaillances des roulements pour résoudre les problèmes rapidement aidera à prévenir les défaillances répétées et d'autres problèmes que votre installation peut rencontrer, tels qu'une efficacité opérationnelle réduite, une augmentation des temps d'arrêt et une perte de revenus. En tant que fabricant de roulements de premier plan en Chine, AUB s'engage à fournir des roulements authentiques de haute qualité pour répondre aux attentes des clients. Si vous recherchez un fabricant de roulements digne de confiance, vous pouvez essayer d'établir une relation de coopération avec AUB.
