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Quand faut-il remplacer les roulements ?
Selon des statistiques incomplètes, environ 10 milliards de roulements sont produits chaque année dans le monde. En fait, seul un petit pourcentage des roulements utilisés tomberont en panne, et la plupart des roulements (environ 90 %) dureront plus longtemps que les intervalles de maintenance de l'équipement sur lequel ils sont installés. Pour des raisons de sécurité (prévention), certains roulements (9.5 %) sont remplacés avant une défaillance, et environ 0.5 % des roulements sont remplacés après un dommage ou une défaillance, ce qui signifie qu'environ 50 millions de roulements sont remplacés chaque année en raison de dommages ou de défaillances. Il est tombé en panne et a été remplacé.
Les conséquences d’une défaillance des roulements peuvent aller de mineures à complètement catastrophiques, causant des dommages irréparables aux machines environnantes. Aucune entreprise n’est prête à supporter le coût d’une défaillance des roulements si elle peut être évitée. C’est pourquoi il est important de pouvoir reconnaître les signes avant-coureurs d’une défaillance du roulement afin de pouvoir identifier et remplacer rapidement le roulement avant qu’il ne se produise.
Voici cinq signes avant-coureurs de défaillance d’un roulement dont vous devez être conscient et qui indiquent qu’il est temps de remplacer un roulement avant qu’il ne tombe en panne.
lubrifiant
36 % des défaillances de roulements sont attribuées à problèmes de lubrification, et l'utilisation d'un type ou d'une quantité inappropriée de lubrifiant est connue pour provoquer une défaillance des roulements. Une contamination peut également se produire pendant le processus de relubrification lorsque des particules étrangères se coincent à l'extrémité du pistolet graisseur et pénètrent dans le roulement.
Différentes conditions de fonctionnement nécessitent différents lubrifiants, différents intervalles de relubrification et différents intervalles de changement de lubrifiant. Il ne s’agit donc pas seulement d’utiliser le bon lubrifiant, mais également d’utiliser la bonne quantité de lubrifiant, de la bonne manière et au bon moment. Si vous constatez que le mauvais type de graisse a été utilisé sur un roulement, une défaillance s'est probablement produite. De même, si un roulement fonctionne à sec en raison d'un manque de lubrification, ou si de la graisse s'écoule à travers un joint en raison d'une surlubrification, il est fort probable que le roulement soit endommagé. Ajouter de la graisse aux roulements qui rencontrent des problèmes de lubrification semble être une bonne solution. En fait, cela masque simplement le problème. Vous devez utiliser des données telles que la température et les vibrations pour déterminer la gravité du problème et remplacer le roulement avant qu'il ne provoque une défaillance catastrophique.
Par exemple, dans l’industrie des pâtes et papiers, les principales causes de défaillance des roulements sont la contamination et une lubrification insuffisante, et non la fatigue. Chaque défaillance produit une empreinte de dommage particulière, appelée « trace ». Par conséquent, dans la plupart des cas, la cause première du dommage peut être identifiée en inspectant soigneusement le roulement endommagé. Selon la cause du dommage, des mesures correctives peuvent être prises pour éviter que le problème ne se reproduise.
Le but d'un joint ou d'un bouclier est d'empêcher le lubrifiant de s'écouler du roulement et les contaminants de pénétrer dans le roulement. Si le joint ou le bouclier tombe en panne, cela peut entraîner une défaillance prématurée du roulement. Quand faut-il remplacer les roulements ? Le temps écoulé entre l'endommagement initial (initial) du roulement et l'inutilisabilité complète peut varier considérablement. En fonctionnement à grande vitesse, cela peut prendre seulement quelques secondes, et dans le cas de gros équipements fonctionnant à vitesse lente, cela peut prendre jusqu'à plusieurs mois. « Quand dois-je remplacer mes roulements ? La meilleure réponse à cette question est la surveillance de l'état des roulements. Si des roulements endommagés continuent de fonctionner sans inspection et ne sont pas remplacés avant qu'une défaillance catastrophique ne se produise, des dommages secondaires à l'équipement et à ses composants peuvent survenir. De plus, en cas de défaillance catastrophique d'un roulement, la cause profonde de la défaillance peut être difficile, voire impossible, à déterminer.
14 % des défaillances de roulements sont causées par une contamination. Le lavage à haute pression peut émulsionner la graisse, la rendant inefficace. Cela provoque un contact métal sur métal à l’intérieur du roulement, créant de la chaleur et des frictions. Des joints inefficaces peuvent également entraîner une contamination par des particules qui détruisent la graisse. Cette contamination particulaire peut également être abrasive, endommageant les surfaces des chemins de roulement. Si vous réalisez qu'une contamination s'est produite dans un roulement, il est sage de remplacer le roulement dès que possible. Il y a de fortes chances que ce ne soit qu'une question de temps avant qu'une panne ne se produise, entraînant d'autres problèmes avec votre machine.
Prenons l'exemple de l'application de la défaillance du joint. Lorsque des particules de contaminants traversent le joint et pénètrent dans le roulement, elles sont écrasées par les éléments roulants et forment des empreintes sur le chemin de roulement. Les particules plus dures peuvent former des empreintes aux arêtes vives. Ensuite, la zone autour de l'indentation subira des contraintes cycliques sous le roulement normal des éléments roulants, provoquant une fatigue superficielle et cette partie du métal commence à se séparer du chemin de roulement. Ce phénomène est appelé exfoliation. Une fois l’écaillage survenu, les dommages augmentent jusqu’à ce que le roulement devienne inutilisable.
Vibration
Les vibrations sont un signe certain de défaillance d’un roulement. Si la surface du chemin de roulement d'un roulement est endommagée par l'usure, les éléments roulants (billes ou rouleaux) rebondiront sur la surface du chemin de roulement pendant le fonctionnement, provoquant de fortes vibrations. Si vous constatez que le roulement vibre soudainement pendant le fonctionnement, vous devez le remplacer. Dans le cas contraire, vous pourriez vous rendre compte qu’une panne catastrophique est imminente, entraînant des temps d’arrêt excessifs et des coûts élevés.
Trop de bruit
Si votre roulement fait soudainement du bruit pendant le fonctionnement, il est possible qu'il soit défectueux. Ce bruit excessif se produit lorsque les chemins de roulement sont endommagés, provoquant des rebonds ou des cliquetis des éléments roulants pendant la rotation. Si vous remarquez que les roulements font trop de bruit pendant le fonctionnement, ils doivent être remplacés dès que possible. Le défaut s'est déjà produit à l'intérieur du roulement et la machine peut tomber en panne à tout moment.
La température de fonctionnement du roulement est trop élevée
Les éléments roulants d’un roulement sont endommagés lorsqu’ils fonctionnent sur des chemins de roulement non lubrifiés, ce qui provoque une friction excessive. L'énergie générée par ce frottement provoque une élévation de la température du roulement. Plus les dommages sont importants, plus la température sera élevée en raison du degré de friction présent. Vérifier régulièrement la température de vos roulements peut vous alerter d'une défaillance de roulement qui doit être résolue le plus rapidement possible. Il est important non seulement de remplacer les roulements, mais également de trouver la cause profonde de la panne. Effectuer une analyse efficace des causes profondes vous permet de prendre des mesures d'atténuation pour éviter que de futurs roulements ne subissent le même sort, des temps d'arrêt supplémentaires et des coûts commerciaux supplémentaires. Les systèmes de surveillance conditionnelle sont un excellent moyen de surveiller en permanence l’état de santé de votre machine pendant son fonctionnement, vous alertant des problèmes potentiels. Cela vous laisse le temps de résoudre le problème et d’éviter une panne.
Étapes de développement des dommages aux roulements
La durée de vie des roulements a été testée avant leur expédition depuis l'usine. Cependant, en raison des différents environnements ou méthodes d'utilisation, la durée de vie réelle des roulements peut différer de la durée de vie réelle. Certains roulements rencontrent des problèmes avant d’atteindre la fin de leur durée de vie et doivent être remplacés au préalable. Il existe des formules mathématiques spéciales pour calculer la fréquence de défaillance des roulements. Cependant, il est difficile de calculer en situation réelle. La méthode la plus pratique consiste à utiliser un logiciel spécial pour l’obtenir. Tant que vous saisissez le modèle de roulement et les informations du fabricant, vous pouvez obtenir les informations correspondantes. fréquence de défaillance des roulements. Globalement, les précurseurs de fréquence de défaut peuvent être analysés en utilisant les conditions suivantes :
Stade naissant
La première étape est la phase naissante lorsque le roulement commence à tomber en panne. À ce moment-là, la température est normale, le bruit est normal et la vitesse et le spectre total des vibrations sont normaux. Cependant, l'énergie maximale totale et le spectre montrent des signes reflétant le stade initial de défaillance du roulement. À ce moment-là, la fréquence réelle de défaillance des roulements apparaît dans le segment ultrasonique dans la plage d'environ 20 à 60 kHz.
Un peu bruyant
Dans la deuxième étape, la température est normale, le bruit augmente légèrement, la vitesse de vibration totale augmente légèrement et le spectre de vibration ne change pas de manière significative, mais l'énergie maximale augmente considérablement et le spectre devient important. La fréquence de défaillance des roulements apparaît actuellement dans la plage d'environ 500 Hz à 2 kHz.
La température est légèrement élevée et du bruit se fait entendre
Dans la troisième étape, la température augmente légèrement, du bruit peut être entendu, la vitesse de vibration totale augmente considérablement et la fréquence de défaillance des roulements ainsi que ses harmoniques et bandes latérales sont clairement visibles sur le spectre de vitesse de vibration. De plus, le niveau de bruit sur le spectre des vitesses de vibration augmente considérablement. Par rapport au deuxième étage, la quantité totale d’énergie maximale devient plus grande et le spectre devient plus important. La fréquence de défaillance des roulements apparaît actuellement dans la plage d'environ 0 à 1 kHz. Il est recommandé de remplacer les roulements à la fin de la troisième étape, lorsque l'usure visible à l'œil nu et d'autres caractéristiques de défaillance des roulements auraient dû apparaître.
Plus la température augmente, plus le bruit augmente
Dans la quatrième étape, la température augmente considérablement, l'intensité du bruit change considérablement, la vitesse de vibration totale et le déplacement des vibrations augmentent considérablement, et la fréquence de défaillance des roulements sur le spectre de vitesse de vibration commence à disparaître et est remplacée par une haute fréquence aléatoire à large bande plus grande. horizon de bruit ; La quantité totale d'énergie de pointe augmente rapidement et des changements instables peuvent survenir. Les roulements ne doivent jamais fonctionner au quatrième stade de développement de la défaillance, sinon des dommages catastrophiques pourraient survenir.
Conclusion
Selon les résultats des recherches, la durée de vie totale d'un roulement général s'étend du moment où le roulement est installé et mis en service. Pendant les premiers 80 % de sa durée de vie, le roulement est normal. Et puis correspondant au développement de la défaillance des roulements, sa durée de vie restante est de 10 % à 20 % L10 dans la première étape, de 5 % à 10 % L10 dans la deuxième étape, de 1 % à 5 % L10 dans la troisième étape et d'environ 1h ou 1%L10.
Par conséquent, face à des problèmes de roulement dans le cadre d'un travail réel, étant donné que la quatrième étape de développement d'une défaillance du roulement comporte des risques soudains et imprévisibles, il est recommandé de remplacer le roulement à la fin de la troisième étape, afin d'éviter l'expansion du défaut et des accidents graves. événement, et peut garantir la durée de vie du roulement autant que possible, et sur la base du fait qu'à ce moment-là, le roulement a également connu de l'usure, des dommages aux composants et d'autres caractéristiques de défaillance du roulement qui peuvent être vues à l'œil nu, c'est convaincant. Quant à l'identification de la troisième étape tardive du développement de la défaillance des roulements, elle doit être examinée de manière exhaustive sur la base des caractéristiques théoriques ci-dessus combinées à la température réelle, au bruit, au spectre de vitesse, au spectre d'énergie de pointe, à la tendance totale de la vitesse et de l'énergie de pointe, et à la réalité. expérience.