Symptômes et dépannage des roulements - Cours de Mécanique industrielle avec Maxicours

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Symptômes et dépannage des roulements

1. Introduction

Les roulements sont conçus pour fonctionner parfaitement dans un environnement propre et dans des conditions idéales. Dans ces situations, ils demandent moins d'entretien et de surveillance. Lorsqu'ils ne fonctionnent pas correctement, ils présentent des symptômes identifiables : ils surchauffent, deviennent bruyants, demandent un remplacement fréquent, les performances deviennent insatisfaisantes, ils ne tournent pas aisément et un désajustement sur l'arbre se fait sentir. Il sera possible de trouver la cause du dommage seulement après avoir examiné l'aspect et les conditions de fonctionnement du roulement. Dans certains cas, vous aurez recours au laboratoire pour obtenir des études plus approfondies.

2. Présentation des diverses pannes
a. Pannes causées par l'encrassement et l'intrusion de corps étrangers

L'encrassement est une des causes fréquentes de pannes des roulements. Cette cause est détectée en observant l'intérieur de la cage. Les voies de roulement ont été polies, les rouleaux et les billes aussi. S'il n'y a aucun défaut sur la surface des éléments mobiles et si la voie de roulement est nettement marquée, il est certain que la poussière s'est introduite dans le roulement pendant qu'il fonctionnait.

Pour vérifier un roulement à gorge profonde, il faut placer le roulement sur une surface plane et maintenir une de ces bagues. Si l'autre bague peut bouger en parallèle, c'est qu'il y a usure de la pièce. Un roulement à rouleaux ou à billes toujours propre et bien graissé ne s'use pas. Lorsque les roulements sont soumis à de très grandes charges et qu'ils atteignent leur limite de résistance, ils s'écaillent.

Si de l'eau ou d'autres corps corrosifs pénètrent à l'intérieur du roulement, l'usure sera prématurée. L'oxyde de fer sur la rouille est un abrasif qui polit ou raye les billes ou les rouleaux. Parfois, la rouille apparaît sur les roulements d'une machine qui n'a pas servi. Cette corrosion s'appelle rouille de contact et est causée par l'humidité ou la pénétration de l'eau. Dans ce cas, le roulement fonctionne bruyamment et commence à s'user rapidement.

Il est important de procéder à un examen pour vérifier les conditions dans lesquelles les roulements fonctionnent. Premièrement, on vérifie si les joints d'étanchéité sont bons. Un mauvais joint peut laisser passer des particules dures provenant de machines comme les abrasifs des meules qui, avec la graisse, forment une pâte à roder. D'autres corps étrangers peuvent s'introduire, comme des copeaux de bois ou de limailles ; ils formeront des rainures dans les voies de roulement.

b. Pannes résultant d'un mauvais graissage
L'usure prématurée est souvent la conséquence d'un graissage inadéquat ou insuffisant. Si le roulement fonctionne bruyamment et qu'il y a une élévation rapide de température, c'est l'indice d'une lubrification insuffisante ou d'un excès d'huile. Il faudra y remédier. Un surchauffage détruit la trempe du métal, et le roulement se détériore rapidement. Si vous persistez à le faire fonctionner, le roulement risque de se figer et d'endommager d'autres pièces. Les cages de roulements insuffisamment graissées se détériorent rapidement. Lorsque la graisse est trop épaisse, elle freine le mouvement des éléments et ils finissent par se détériorer. Lors d'essais à vide à de grandes vitesses, les roulements risquent de se briser. La température monte très rapidement et la graisse demeure encore solide, il y a donc risque de rayage des rouleaux.
c. Pannes causées par de mauvaises tolérances

Si le diamètre de l'arbre est trop grand ou si l'alésage est trop étroit, il se produit une déformation des bagues, et il en résulte un écaillage sur les voies de roulement. Vous pouvez reconnaître ces conditions par l'aspect piqué et craqué des surfaces. L'usure se manifeste par la formation d'une voie de chargement sur toute la surface d'une bague et sur une partie de l'autre.

Si l'alésage du logement n'est pas circulaire ou est trop étroit, la bague extérieure sera déformée. Dans ce cas, il se produit aussi une déformation de l'alésage du logement. Même si les dimensions du logement sont exactes, il peut y avoir grippage du roulement. Il faut veiller à ce que les roulements soient montés sur un arbre et dans un logement approprié. Dans le cas des arbres trop petits, la bague intérieure tourne librement alors que dans le cas d'un logement trop grand, la bague extérieure n'est pas suffisamment ajustée. Dans ces cas, il se produit un échauffement, le rayage des pièces et des craquelures.

d. Pannes causées par le mauvais montage et l'usage abusif

Lorsqu'une des voies d'un roulement à gorge est mal ajustée, ce dernier est soumis à des charges indéterminées qui s'ajoutent à la charge normale, provoquant une surcharge qui détériore l'ensemble. Un défaut d'alignement impose une tension anormale sur la cage. Cette anomalie ainsi qu'une mauvaise lubrification sont les deux principales causes d'avaries des roulements. Un mauvais alignement laisse une rayure sur la bague extérieure. Si la rayure apparaît sur la bague intérieure, cela signifie qu'elle est coincée sur l'arbre ou que l'épaulement de l'arbre n'est pas perpendiculaire à la surface d'appui ou que l'arbre est courbé. Dans le cas d'un montage en opposition, des surcharges peuvent provoquer le grippage des chemins de roulement extérieur et créer des pressions excessives.

Lorsqu'il y a passage de courant électrique, vous observerez des cratères sur la surface des éléments des roulements. Ce phénomène est constaté sur les moteurs électriques et les générateurs lorsque le courant passe du châssis à l'arbre par l'intermédiaire du roulement. La projection d'étincelles au passage du courant forme des cratères. Ce phénomène peut se produire lorsqu'on exécute une soudure à l'arc sur un équipement. Pour éviter ces problèmes, vous fixez la masse le plus près possible de la soudure à exécuter, pour éviter que le courant passe par les roulements.

Sur certains roulements, vous observerez parfois sur les cages, des encoches espacées équidistantes des billes ou des rouleaux. Ces marques proviennent des vibrations subies par le roulement au repos lors du transport et lorsque l'équipement est lourd et supporté par les arbres lors de l'expédition. Les vibrations d'une machine feront vibrer les billes ou les rouleaux des roulements au repos et causeront des marques sur le chemin de roulement.

Il arrive fréquemment que la bague interne des roulements se fende. Le problème réside dans le fait que l'arbre est trop gros et que la bague interne est excessivement dilatée ou que la bague intérieure ait été forcée lorsqu'elle était coincée.

Il n'est pas conseillé de frapper sur la bague interne d'un roulement avec un marteau, car cela peut occasionner des cassures qui risquent d'endommager les autres parties du roulement à cause des particules de métal qui pourraient se loger dans la cage.

3. Résumé sur les symptômes et les dépannage des roulements

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

- Les roulements sont conçus pour fonctionner dans un environnement propre et dans des conditions idéales.

- Les pannes de roulement peuvent être causées par l'encrassement et l'intrusion de corps étrangers.

- Les principaux corps étrangers sont l'eau, la poussière, les particules métalliques ou de bois et l'oxyde de fer.

- Les pannes peuvent être causées par de mauvaises tolérances, de mauvais montages.

- Les mauvais alignements, le passage du courant électrique, une mauvaise lubrification, une surcharge, l'exécution de soudure, des arbres trop gros et le maillage sur les cages des roulements peuvent occasionner des avaries aux roulements.

Cette étude résume de façon générale les principaux symptômes, les causes de pannes et différentes solutions à apporter. Pour plus d'information, reportez-vous aux manuels des fabricants sur la maintenance des roulements ou à des brochures documentaires. Vous trouverez une multitude de causes aux problèmes et les moyens d'y remédier. Une étude traite de l'entretien préventif des roulements.

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