Démontage des roulements (3) - Cours de Mécanique industrielle avec Maxicours

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Démontage des roulements (3)

1. Méthode de démontage (suite)

Démontage de roulements montés sur manchon :

Les roulements à rotule sur rouleaux et à rotule sur billes sont souvent montés sur manchon de serrage ou de démontage pour les deux avantages suivants : les parties ne nécessitent pas un usinage aussi précis, et le démontage ainsi que le montage s'effectuent facilement. Avant de procéder au démontage, repérez la position du manchon sur l'arbre de façon à pouvoir le remonter au même endroit. Ensuite, dégagez la languette de la rondelle de freinage, desserrez l'écrou de serrage de quelques tours et à l'aide d'une douille placée sur le contre-écrou, donnez fermement quelques coups de marteau au centre de la douille (figure suivante).

Extraction à l'aide d'une bague d'un roulement monté sur manchon :

Source : SKF.

Dans les conditions où l'écrou n'est pas accessible avec une douille de frappe, placez la douille sur la bague intérieure de l'autre côté de l'écrou. Lorsque le roulement est délogé, desserrez l'écrou et enlevez le roulement. Utilisez toujours un marteau à tête amortissant pour la frappe.

Si vous devez extraire un roulement de taille moyenne appuyé sur un épaulement, vous pouvez utiliser l'écrou hydraulique. Mais avant, il faut être capable de monter une butée contre laquelle s'appuiera le piston de l'écrou (figure suivante). Une rainure est pratiquée sur l'arbre de façon à y insérer une bague en deux pièces.

Extraction à l'aide d'un écrou hydraulique :

D'autres méthodes d'appui peuvent être utilisées sur les embouts d'arbres (exemple : une plaque vissée dans l'embout). L'écrou hydraulique est facile d'utilisation. Enlevez l'écrou du manchon et installez l'écrou hydraulique sur le manchon en laissant un jeu entre la bague du roulement pour permettre le dégagement du manchon. L'écrou doit être positionné de façon que le piston soit vers l'extérieur, appuyé sur la butée. A l'aide d'une pompe, injectez de l'huile jusqu'à ce que le manchon se libère du roulement. Il ne reste qu'à élever la pression sur le piston et à démonter l'appui ainsi que le roulement.

Démontage des roulements sur manchon de démontage :

Les manchons de démontage doivent toujours être fixés par un écrou de serrage ou une plaque en bout. Les roulements de dimension moyenne peuvent être démontés en utilisant un écrou de serrage et une clé à main ou à frappe (figure suivante). La technique d'extraction est très simple, lubrifiez le filetage et la face de l'écrou vers le roulement, installez l'écrou et serrez-la en utilisant une clé à main ou à frappe jusqu'à ce que le manchon se libère.

Extraction à l'aide d'un écrou et d'une clé à main :

Source : SKF;

Pour le démontage des grands roulements, il est préférable d'utiliser un écrou hydraulique. Pour cela, vissez l'écrou sur le filetage, le piston placé vers le roulement (figure suivante) et, à l'aide d'une pompe, injectez l'huile sous pression jusqu'à ce que le manchon se libère.

Extraction avec pression hydraulique :

Source : SKF.

Pour de grands roulements, les manchons de démontage sont munis de canaux et de gorges pour l'injection d'huile. Dans ce cas, l'huile est injectée directement dans le manchon (figure ci-dessus). La méthode à pression d'huile et écrou peut être utilisée simultanément dans le même montage (figure ci-dessous) pour démonter de grands roulements.

Extraction avec écrou hydraulique et pression dans le manchon :

Souce : SKF.

L'huile est injectée sous pression dans l'écrou et dans le manchon. Lorsque le manchon se libère, extrayez le roulement.

Démontage des grands roulements :

En général, vous pouvez utiliser les mêmes méthodes pour démonter les grands et les petits roulements. On peut désigner par grand roulement les roulements qui ont un diamètre d'alésage de 200 mm, soit 7,875 po et plus. Étant donné leur poids, utilisez un équipement de levage pour les démonter. Les grands roulements sont élastiques et peuvent se déformer facilement. Si vous devez les réutiliser, prévoyez de les ranger à plat. La manipulation se fera à l'aide d'une sangle comme le montre la figure suivante, ou avec un croisillon dans l'alésage.

Méthode de manutention :

Source : SKF;

Démontage des grands roulements à rouleaux cylindriques :

Ce type de roulement est facile à démonter. La bague extérieure avec les ensembles de cage-rouleaux restent dans le palier lorsque vous extrayez l'arbre. Il reste à enlever la bague intérieure sur l'arbre. La meilleure méthode pour démonter la bague intérieure consiste à utiliser un outil de chauffage par induction. Placez l'outil sur la bague et chauffez jusqu'à ce qu'elle se libère, puis déplacez l'outil et la bague vers l'extérieur (figure suivante).

Extraction d'un grand roulement à rouleaux cylindriques :

Lors de l'extraction, la bague peut être déposée sur une autre bague de diamètre légèrement inférieur. Si vous ne possédez pas d'outil de chauffage par induction, préchauffez une bague en aluminium ou en cuivre de dimension supérieure et, à l'aide de gants d'amiante, procédez à l'extraction de la bague du roulement selon la même procédure.

Extraction d'un grand roulement à rotule sur rouleau :

Ce type de roulement peut se démonter en utilisant un outil de chauffage approprié sur la bague extérieure, ou en utilisant un extracteur hydraulique. La meilleure façon de la démonter sans risques de bris serait à l'aide d'une pression d'huile si l'arbre est pourvu d'un canal et d'une gorge à cet effet. A la figure suivante, la collerette d'étanchéité est munie de filetage auquel l'outil est raccordé pour l'extraction.

Extraction d'un grand roulement à rotule sur rouleau :

Source : SKF.

Vous pouvez utiliser différents montages selon la situation de montage qui s'offre à vous. Après avoir élevé le corps du palier et positionné l'extracteur, injectez de l'huile entre la bague intérieure et la portée jusqu'à ce qu'elle s'écoule. Effectuez, l'extraction avec rapidité, sans arrêt. Lorsque la bague du roulement dépasse la gorge sur l'arbre, elle a tendance à adhérer à l'arbre. Dans ce cas, chauffez-la ou utilisez un extracteur hydraulique pour finir l'extraction.

2. Réutilisation des roulements

Lorsque les roulements sont démontés, ils peuvent être réutilisés. Vous devez les nettoyer et les examiner avant de juger s'ils sont réutilisables ou non.

Nettoyage :

Le nettoyage consiste à enlever la vieille graisse et les dépôts de résidus à l'extérieur et à l'intérieur du roulement. Il est très important de ne jamais faire tourner un roulement sale à haute vitesse avant de le nettoyer, car cela risque de le détériorer à cause de ses résidus. Avant de procéder au nettoyage, faites tremper les roulements dans une solution de solvant (kérosène ou toute autre solution alcaline qui permet d'enlever l'oxydation), (figure suivante).

Nettoyage de roulement :

Source : SKF.

Prenez des précautions, utilisez toujours des gants de protection, des lunettes et un sarrau. Après un certain temps de trempage, prenez le roulement dans vos mains et faites-le tourner lentement. A l'aide d'un pinceau, procédez au nettoyage jusqu'à ce que tous les résidus soient éliminés et que le roulement tourne facilement. Séchez avec un linge propre ou avec de l'air comprimé en prenant soin de ne pas faire tourner le roulement. Examinez-le. Vérifiez les rayures, les marques, les fissures, les colorations, les surfaces miroirs, etc. Faites-le tourner lentement à la main et écoutez le bruit de fonctionnement. Un roulement intact ne possède ni marques ni défauts d'usure, et tourne facilement de façon régulière sans jeu anormal. Dans cette condition, le roulement peut être changé par un autre de même numéro ou son équivalent.

Les roulements qui comportent des plaques protectrices ou des joints d'étanchéité sur les deux côtés ne doivent pas être lavés, car ils sont lubrifiés à vie. Vous n'avez qu'à nettoyer l'extérieur en l'essuyant avec un linge propre. Examinez-le visuellement en le faisant tourner lentement à la main, vérifiez les accrocs. S'il semble ne pas y avoir d'accrochage ni de bruits saccadés, le roulement peut être enveloppé, entreposé et réutilisé. Lorsque le roulement provient d'une machine complexe, il est recommandé de le changer sans hésitation. Pour les grands roulements très coûteux, il est préférable de demander l'avis d'un spécialiste avant de les remonter ou de les mettre hors usage.

Traces de charges :

Toutes les traces laissées sur les bagues d'un roulement ne sont pas nécessairement anormales. Les roulements présentent souvent des traces de charges résultant d'un fonctionnement normal. Quand un roulement tourne sous charge, les surfaces de contact prennent un aspect mat. Ce ne sont pas des marques d'usure. Ces marques varient selon les conditions de rotation et la charge. En examinant la figure suivante, il est possible de déterminer si un roulement fonctionne normalement.

Traces normales de charges :

Source : SKF.

Ce n'est que lorsque vous serez capable de distinguer les traces de charges normales que vous pourrez déterminer la cause des détériorations des roulements et y trouver les principaux remèdes. Les figures suivantes montrent les principales anomalies que l'on trouve dans les roulements ainsi que certaines solutions à apporter.

Avaries des roulements :

Source : SKF.

Détérioration de la cage :

Les principales sources d'avaries de cages sont les vibrations, la vitesse excessive, l'usure, le blocage et le défaut d'alignement.

Les vibrations entraînent des fissures de fatigue dans la matière de la cage à cause des forces d'inertie. Une vitesse excessive peut entraîner la rupture de la cage en raison de la force d'inertie développée. L'usure vient d'un problème de lubrification ou de particules abrasives qui pénètrent dans le roulement. Comme la cage est composée d'une matière plus tendre, l'usure se produit très rapidement. Le blocage se produit lorsque des fragments de matière s'écaillent ou des particules entrent et s'introduisent entre la cage et les éléments roulants. Il peut en résulter une déformation et même une cassure de la cage (figure suivante).

Cages détériorées :

3. Identification des roulements

Après le démontage et le nettoyage, procédez à l'identification des roulements dans le but de les remplacer.

Il existe deux méthodes d'identification des roulements : ils peuvent être identifiés par leur numéro ou par le mesurage.

Lorsqu'on identifie par le numéro, il s'agit premièrement de relever la marque du fabricant. Deuxièmement, il faut relever le numéro d'identification. Troisièmement, il faut vous reporter au manuel du fabricant ou à une encyclopédie de roulement.

Exemple :

SKF 6200ZN sa dimension est :

alésage int. = 10 mm ;

alésage ext. = 30 mm ;

épaisseur = 9 mm.

Son substitut :

NSK 6200ZNR ;

NTN 6200ZNR.

Pour identifier sur mesurage, on procède à l'inverse. Premièrement, vous mesurez l'alésage intérieur. Deuxièmement, vous mesurez l'alésage extérieur. Troisièmement, vous mesurez l'épaisseur. Quatrièmement, vous identifiez le type (à rouleau ou à billes) ainsi que le type de joint (suffixe et préfixe). Cinquièmement, à l'aide d'un manuel du fabricant ou de l'encyclopédie, vous déterminez le numéro.

Exemple : un roulement à billes à contact angulaire sans joint :

alésage int. = 25 mm ;

alésage ext. = 62 mm ;

épaisseur = 17 mm ;

Après avoir consulté l'encyclopédie, vous trouvez :

FAFNIR = 2    MM305WI-CR ;

ou

SKF = 730-5    CDP4A.

A partir de ces données, vous pouvez déterminer tous les roulements de remplacement.

4. Résumé sur le démontage des roulements

A la suite de cette étude, vous devriez retenir plus particulièrement les points suivants.

- Les principaux outils pour le démontage des roulements sont les pinces pour anneaux d'arrêt, les clés à ergot, les extracteurs manuels et hydrauliques.

- Les principaux appareils d'extraction sont la presse hydraulique, les écrous hydrauliques, une bague de chauffage, un chauffe-roulement, une étuve, une plaque chauffante.

- Les principaux instruments de contrôle sont le thermomètre, le stéthoscope, le détecteur de vibrations et les instruments de mesure.

- Il faut utiliser une clé à ergot pour bloquer ou débloquer les écrous des roulements.

- Les écrous hydrauliques existent pour différents diamètres de manchons ; ils servent au montage et au démontage des roulements.

- Les bagues de chauffage sont utilisées pour monter et démonter les bagues intérieures des roulements à rouleaux.

- Le chauffe-roulement est utilisé pour chauffer les roulements à une température déterminée avant le montage sur un arbre.

- On entend par étuve, un bassin rempli d'huile chauffant à température contrôlée servant au préchauffage des roulements, des accouplements ou de bagues pour le montage.

- La plaque chauffante fonctionne comme un four ; elle est utilisée pour chauffer plusieurs petits roulements dans un même temps avant assemblage.

- Le stéthoscope permet la détection des bruits anormaux de fonctionnement des roulements et des diverses pièces mécaniques d'un équipement.

- Le détecteur de vibrations sert à détecter les défauts de roulement lors de la révolution de la machine.

- Il est important de faire une bonne planification avant le démontage des roulements.

- Le choix des outils de démontage dépend de la taille de ce dernier.

- Il existe quatre types de montage : portée cylindrique, portée conique, manchon de serrage, manchon de démontage.

- Un roulement doit toujours être entreposé dans son emballage et lubrifié.

- Les roulements sont entreposés à l'abri de la poussière et de l'humidité.

- Lors du démontage des roulements, la pression doit être appliquée sur la bague fixe.

- Pour démonter un roulement à billes sur un arbre, l'appui se fera sur la bague intérieure.

- Lors du démontage des roulements, il faut apporter une attention particulière à l'assemblage ; certains dispositifs ont été prévus pour faciliter le démontage.

- La bague d'un roulement à rouleaux cylindriques peut s'extraire avec un extracteur ou une bague chauffante préchauffée à 280°C.

- Les roulements à alésage conique peuvent s'extraire avec un extracteur conventionnel ou hydraulique prenant prise sur la bague intérieure, par pression d'huile, ou par injecteur à vis.

- Lors du dégagement d'un roulement à alésage conique, il faut prévoir une butée.

- Les roulements montés sur manchon peuvent se démonter à l'aide d'une douille à frappe, d'un écrou hydraulique et d'une butée.

- Les roulements montés sur manchon de démontage se démontent à l'aide d'une clé de démontage et d'un écrou hydraulique, d'une pression d'huile ou de la combinaison d'un écrou et d'une pression d'huile.

- La manipulation des grands roulements se fait à l'aide d'un équipement de levage ; il faut utiliser les bonnes techniques pour ne pas les déformer.

- Pour l'extraction de la bague intérieure d'un grand roulement à alésage cylindrique, on utilise un extracteur hydraulique ou une bague chauffante.

- Pour l'extraction d'un grand roulement à rotule, on utilise un extracteur hydraulique ou une pression d'huile. Dans ce dernier cas, l'extraction devra se faire rapidement pour ne pas que la bague soit saisie sur l'arbre.

- Lorsqu'on manipule des solvants, il faut se munir de gants et de lunettes de sécurité.

- Le nettoyage des roulements consiste en l'enlèvement des graisses et des résidus à l'alésage du roulement.

- Les principaux points à examiner sur un roulement sont les marques, les fissures, les colorations, les surfaces miroirs, la facilité de tourner sans accrocs.

- Les roulements qui possèdent deux plaques de protection sont lubrifiés à vie ; ils ne doivent pas être nettoyés.

- Sur les roulements, il existe des traces de charges qui sont considérées normales.

- Les principales sources d'avaries des cages sont les vibrations, la vitesse excessive, l'usure, le blocage et les défauts d'alignement.

Vous êtes maintenant en mesure d'utiliser l'outillage de démontage des roulements et de démonter les différents types de roulements en utilisant les bonnes techniques ainsi que de les nettoyer, de les identifier et de déterminer les avaries.

Une étude traite de la tolérance d'ajustement des roulements sur les arbres et dans l'alésage.

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