maintenance des roulements Pré-requis : les huiles les graisses l’outillage maintenance des roulements

SOMMAIRE Il est conseillé de regarder et d’étudier le diaporama dans son ensemble toutefois à partir de cette page il a été crée des liens qui vous renvoie directement à des chapitres ou diapos. Lorsque vous cliquez sur un lien cela vous envoie à celui-ci. Pour revenir à cette page il suffit, lorsque vous êtes sur une page qui possède un bouton en haut à gauche de cliquez sur celui-ci. Paramètre influent sur la durée de vie (cliquez) Montage des roulements (cliquez) Lubrification à l’huile (cliquez) Démontage des roulements (cliquez) Lubrification à la graisse (cliquez) Maintenance (cliquez) Protection des roulements (cliquez) Origine des détériorations (cliquez)

— D’une mise en place et d’un entretien défectueux du roulement. MISE EN SITUATION La durée de vie probable d’un roulement peut être calculée en fonction de sa charge et de sa vitesse. Cependant, on constate parfois des défaillances prématurées qui peuvent provenir : — D’un mauvais choix du roulement entraînant une inadaptation aux paramètres de l’application : nature des charges, vitesse, température, pollution, état des arbres et des logements… — D’une mise en place et d’un entretien défectueux du roulement.

Analyse fonctionnelle Durée de vie probable Lubrification, Protection Montage et maintenance Durée de vie certaine

Moto-réducteur à vitesse variable Analyse matérielle Roulement Carter avec de l’huile Moto-réducteur à vitesse variable Le carter contient de l’huile pour la lubrification des pignons et des roulements du réducteur et la protection de l’ensemble.

Paramètres influent sur la durée de vie La lubrification est un élément essentiel pour le bon fonctionnement du roulement. Elle a pour objectif d’interposer un film de lubrifiant (dit film d’huile) entre les corps roulants et le chemin de roulement, afin d’éviter l’usure des éléments en contact. De plus, le lubrifiant assure une protection contre l’oxydation et la pollution extérieure ainsi que, dans le cas de l’huile, un refroidissement et une évacuation des corps étranger.

Paramètres influent sur la durée de vie Vitesse Une vitesse trop élevée augmente l’échauffement interne, les forces centrifuges, le niveau de vibration… Température Le jeu interne d’un roulement peut varier en fonction de la température. On considère que la température normale de fonctionnement du roulement est comprise entre - 20 C et + 120° C. Une température en dehors de ces limites a une influence sur le fonctionnement du roulement par : — L’altération des propriétés du lubrifiant. — La tenue des joints. — La tenue des cages. — Les transformations métallurgiques entraînées.

Paramètres influent sur la durée de vie La pollution La présence de particules étrangères dans le roulement est le plus important des facteurs de réduction de sa durée de vie. Ces particules, lorsqu’elles se trouvent “ laminées“ entre les corps roulants et les chemins créent des contraintes localisées et très élevées qui peuvent amorcées un écaillage prématuré du roulement. Un pollution de particules de 10 microns diminue la durée de vie d’environ 5%. Une pollution par particules d’usure du réducteur diminue la durée de vie de 50%. Une pollution par particules d’ébarbage diminue la durée de vie de 90%. Le roulement peut également être pollué par la pénétration d’humidité et la condensation interne qui détruisent l’efficacité du lubrifiant et provoque l’oxydation du roulement.

Lubrification à l’huile La lubrification à l’huile est généralement employée lorsque le roulement est intégré dans un mécanisme déjà lubrifié à l’huile (réducteur, boite de vitesses) ou bien lorsqu’il peut bénéficier d’un système de graissage centralisé où l’huile est utilisée aussi comme réfrigérant. — Avantages Bonne pénétration dans le roulement. Bonne stabilité physico-chimique. Refroidissement. Évacuation des corps étrangers. Contrôle aisé du lubrifiant.

Lubrification à l’huile — Inconvénients Étanchéité nécessaire du montage En cas d’arrêt prolongé, mauvaise protection contre l’oxydation et l’humidité. Retard au démarrage lorsqu’une mise en circulation autonome préalable à la rotation est nécessaire.

Système de lubrification Bain d’huile — Bain d’huile Utilisé dans les mécanisme fermés et étanches. Niveau d’huile au niveau des corps roulants inférieurs des roulements les plus bas? Vitesse modérée, la dissipation de chaleur étant limitées.

Système de lubrification Réserve d’huile — A huile perdue Arbre tournant à grande vitesse.Évacuation nécessaire.

Système de lubrification Arrivée d’huile sous pression Lubrification par circulation forcée Retour d’huile — projection Projection faite généralement par les engrenages, des gouttières peuvent diriger l’huile vers le roulement.

Système de lubrification — Ruissellement Projection faite généralement par les engrenages, des gouttières peuvent diriger l’huile vers le roulement.

Système de lubrification — Circulation d’huile Une pompe assure un débit constant, une réserve permet l’amorçage au démarrage. L’huile peut être filtrée et refroidie dans un échangeur, ce qui permet des montages à hautes performances.

Système de lubrification — Brouillard d’huile C’est aussi un mode de lubrification à huile perdue à faible consommation. Le brouillard d’huile sous pression atteint toute les parties du roulement interdit l’entrée de corps étrangers et assure le refroidissement.

Système de lubrification — Brouillard d’huile C’est aussi un mode de lubrification à huile perdue à faible consommation. Le brouillard d’huile sous pression atteint toute les parties du roulement interdit l’entrée de corps étrangers et assure le refroidissement.

Système de lubrification De la lubrification dépend souvent la durée de vie d’un mécanisme. Aussi est-il particulièrement conseillé de rédiger une fiche d’instruction de graissage chaque fois que cela sera nécessaire.

Lubrification à la graisse Spécificité de la graisse pour roulements L’utilisation croissante de roulements lubrifiés à la graisse, associée au développement du concept de graissage à vie, fait de la graisse un composant à part entière du roulement. La durée de vie du roulement, son comportement dans les environnements divers, sont largement conditionnés par les propriétés de la graisse utilisée.

Lubrification à la graisse Compte-tenu des conditions de travail imposées au lubrifiant (laminage, malaxage) , des graisses spéciales roulement doivent être utilisées.

Lubrification à la graisse Avantages — Propreté du mécanisme. — Étanchéité plus facile à réaliser. — Barrière de protection. — Simplicité des montages. — Facilité de manipulation. — Réduction ou suppression du graissage d’appoint. — Possibilités d’utiliser des roulements prégraissés.

Lubrification à la graisse Inconvénients — Coefficient de frottement plus élevé que l’huile. — Évacuation thermique plus faible. — Le remplacement requiert le démontage du roulement et son lavage. — Pas de possibilité de vérifier un niveau de graisse.

Lubrification à la graisse Caractéristiques de la graisse Une graisse est un produit de consistance semi-fluide à solide, obtenu par dispersion d’un agent épaississant (savon) dans un liquide lubrifiant (huile minérale ou synthétique). Pour apporter certaines propriétés particulières, des produits d’addition peuvent être inclus.

Lubrification à la graisse Choix de la graisse Le choix de la graisse repose sur la connaissance des conditions de fonctionnement qui doivent être définies de la manière la plus précise possible : Température, vitesse, charge, ambiance, vibrations.

Lubrification à la graisse Dispositif de graissage — garnissage manuel. — Circuit de graissage centralisé. Graissage manuel d’un palier

Lubrification à la graisse Dispositif de graissage — Graisseur par pompe à graisse. — Soupape de graissage.

Lubrification à la graisse Périodicité du graissage La qualité des graisses actuelles a permis d’étendre l’emploi des roulements étanches ou protégés, et pour les autres, de réduire considérablement la fréquence des apports périodiques. Dans des conditions normales de fonctionnement, sans pollution extérieure, et avec une retenue efficace, la durée de vie de la graisse est liée aux paramètre de vitesse, de charge et de température. La périodicité du graissage est essentiellement basée sur l’expérience de l’utilisateur et sur les moyens de surveillance qu’il peut mettre en œuvre.

Protection des roulements La protection des roulements a un double but : — Éviter la pénétration des impuretés — Empêcher les fuites de lubrifiant Dispositifs de protection sans frottement Ces dispositifs sont basés sur la réalisation de gorge et de chicanes, que l’on remplit de graisse au montage. On obtient ainsi une obturation efficace contre la pénétration des matières abrasives.

Protection des roulements Rainure annulaire Ces dispositifs conviennent particulièrement pour les très grandes fréquences de rotation et ne demandent aucun entretien.

Protection des roulements Les figures montrent une disposition des chicanes de manière à empêcher la pénétration d’eau ou d’impuretés extérieures

Protection des roulements Les rondelles Z Ce sont des disques en tôle d’acier emboutie. Elles doivent être montées comme il est indiqué sur la figure, de manière à expulser par effet centrifuge les impuretés extérieures.

Protection des roulements joint à lèvre Dispositifs de protection avec frottement Le but essentiel est de rechercher une étanchéité absolue.

Protection des roulements La sortie d’huile est évitée au moyen de rainures creusées dans l’arbre. L’huile est expulsée sous l’effet de la force centrifuge dans un conduit de récupération.Un résultat analogue est obtenu si l’on remplace la rainure par un collet.

Règles générales Montage et démontage des roulements Avant l’opération de mise en place proprement dite, vérifier l’identification du roulement, relire les plans, spécifications, procédures. Lors de la mise en place, appliquer l’effort sur la bague à monter. En aucun cas, cet effort ne doit être transmis par les corps roulants, ce qui aurait pour effet de marquer les chemins de leur empreinte. Après montage et mise en route définitive, faire une vérification en fonctionnement, de manière à détecter les anomalies éventuelles (bruit,vibrations,température, jeu anormal,…) La propreté doit être une préoccupation permanente de l’opérateur. Toute pénétration de corps étranger entraîne une détérioration rapide du roulement.

Montage des roulements En aucun cas, cet effort ne doit être transmis par les corps roulants, Ce qui aurait pour effet de marquer les chemins de leur empreinte.

Montage des roulements En règle générale le roulement est monté “ serré “sur l’arbre (sa bague intérieure) ou dans son logement (sa bague extérieure).

Sur la bague intérieure Montage des roulements Montage sur arbre tournant (bague intérieure serré) PRESSE Tube en appui Sur la bague intérieure Montage à la presse Il convient d’utiliser un tube ou une douille prenant appui sur la bague qui doit être emmanchée avec un ajustement serré. (le tube sera en appui sur la bague extérieure pour un montage serré dans un logement).

Sur la bague intérieure Montage des roulements Montage sur arbre tournant (bague intérieure serré) PRESSE Tube en appui Sur la bague intérieure

Sur la bague intérieure Montage des roulements Montage sur arbre tournant (bague intérieure serré) PRESSE Tube en appui Sur la bague intérieure

Sur la bague intérieure Montage des roulements Montage sur arbre tournant (bague intérieure serré) PRESSE Tube en appui Sur la bague intérieure

Sur la bague intérieure Montage des roulements Montage sur arbre tournant (bague intérieure serré) PRESSE Tube en appui Sur la bague intérieure

Sur la bague intérieure Montage des roulements Montage sur arbre tournant (bague intérieure serré) PRESSE Tube en appui Sur la bague intérieure

Sur la bague intérieure Montage des roulements Montage sur arbre tournant (bague intérieure serré) PRESSE Tube en appui Sur la bague intérieure

Montage des roulements Si l’ajustement est serré sur l’arbre et dans le logement, on emploie une douille agissant à la fois sur les deux bagues.

Montage des roulements Pour le montage des roulements coniques : il y a deux types de manchons : le manchon de serrage le plus courant, et le manchon de démontage qui facilite le démontage des gros roulements.

Montage des roulements Pour le serrage de l’écrou, il faut contrôler la douceur de la rotation et la facilité de la rotulation de la bague extérieure. L’utilisation des cales d’épaisseur s’avère judicieux.

Montage des roulements Réglage du jeu interne d’un roulement à rotule sur billes à l’aide d’une clé spéciale.

Montage à chaud Montage des roulements La température du roulement ne doit pas être trop élevée, de façon à ne pas modifier les caractéristique de l’acier. Température maximum : 110°C Le chauffage à la flamme est à proscrire absolument. Les différents modes de chauffage utilisés sont : — Bain d’huile — Table chauffante — Étuve — chauffage par induction — refroidissement de l’arbre à l’azote liquide ( - 170°c) Les appareils de chauffage conçus par les sociétés SKF et SNR sont remarquables.

Démontage des roulements Comme pour le montage, le démontage ne doit pas transmettre l’effort de démontage aux éléments roulants. Le démontage du roulement s’effectue en général à l’aide d’un extracteur dont les griffes prennent appui sur la partie de la bague dépassant l’épaulement.

Démontage des roulements Démontage avec extracteur ou à la presse Roulement montés à ajustement serré sur l’arbre Il faut saisir le roulement par sa bague intérieure afin de ne pas transmettre l’effort d’arrachement par les éléments roulants

Démontage des roulements décolleur Si le roulement bute contre un épaulement plus haut que l’épaisseur de la bague, on peut le décoller grâce à l’appareil ci-dessus.

Démontage des roulements décolleur Extraction de la bague intérieure d’un roulement à rouleaux cylindriques.

Démontage des roulements Figure A Figure B Démontage des roulements à alésage conique Pour les roulements montés sur manchon de serrage, il faut d’abord dévisser l’écrou puis extraire le roulement par sa bague intérieure. Les roulements montés sur manchon de serrage sont extraits par l’intermédiaire d’un écrou de démontage (fig. A). Pour les gros roulements montés directement sur l’arbre dont la portée est conique le démontage se fait par pression hydraulique fig. B).

Démontage des roulements Exemple d’outillage : Après montage de la pince, on fixe par filetage le dispositif à inertie. On extrait le roulement en lançant la masse vers la poignée Masse à inertie Permet, après dépose de l’arbre, d’extraire le roulement de son logement, grâce à une pince expansible venant prendre appui sur la face arrière du roulement.

Démontage des roulements Extracteur permettant le démontage des roulements à billes par des embouts s’insérant entre les deux bagues du roulement.

MAINTENANCE Généralement, le roulement en fonctionnement ne demande aucune surveillance ou intervention, hormis les apport de lubrifiant lorsqu’ils sont prévus. Dans certaines applications, une défaillance du roulement doit être évitée soit pour des raisons de sécurité (aéronautique, ventilation des mines…) soit pour des raisons économiques (détérioration de la machine, arrêt de production). Il est alors nécessaire de procéder à une surveillance et à un entretien préventif.

MAINTENANCE Une amorce de détérioration peut être diagnostiquée par un dépassement par le roulement de son niveau normal en vibration, bruit, température, couple de rotation. Le moyen de contrôle le plus général porte sur le niveau vibratoire. La détection peut se faire de façon sommaire à l’oreille (transmission par stéthoscope ou tige métallique) ou bien par des dispositifs électroniques (analyseur de fréquence ou d’amplitude) qui donnent l’alerte ou arrêtent la machine.

MAINTENANCE L’efficacité de ces contrôles repose sur la qualification et l’expérience de l’opérateur ainsi que sur la qualité du matériel mis en œuvre. Dans le cas des roulements lubrifiés à la graisse, le suivi du niveau thermique est aussi un bon indicateur de l’état du roulement.

MAINTENANCE La fréquence des contrôles dépend de la fiabilité recherchée, du taux d’utilisation du matériel et de l’organisation interne des entreprises. Cette fréquence doit être basée sur la durée de vie probable du roulement.

Origine des détériorations — Mauvaise qualité du montage. Méthode et moyens insuffisants ou mal adaptés. Pollution au montage Mise en place brutale. Mauvaise construction des organes récepteurs : arbres et logement hors tolérance, mauvais accès du lubrifiant, défaut d’alignement.

Origine des détériorations — Condition de fonctionnement Surcharges accidentelles ou non. Vibrations en marche ou à l’arrêt. Vitesses excessives. Flexions d’arbres.

Origine des détériorations — Conditions d’environnement Température ambiante trop basse ou trop élevée. Passage de courant. Pollution par l’eau, la poussière, les produits chimiques, les déchets textiles….

Origine des détériorations — Lubrification Mauvais choix du lubrifiant. Qualité inadapté. Fréquence d’entretien inadéquate.

FIN