Qu'est-ce que la piqûre dans les roulements et les engrenages ? Dommages superficiels • Équilibreur portable, analyseur de vibrations " Balanset " pour l'équilibrage dynamique des concasseurs, ventilateurs, broyeurs, vis sans fin de moissonneuses-batteuses, arbres, centrifugeuses, turbines et de nombreux autres rotors. Qu'est-ce que la piqûre dans les roulements et les engrenages ? Dommages superficiels • Équilibreur portable, analyseur de vibrations " Balanset " pour l'équilibrage dynamique des concasseurs, ventilateurs, broyeurs, vis sans fin de moissonneuses-batteuses, arbres, centrifugeuses, turbines et de nombreux autres rotors.

Qu'est-ce que la piqûre dans les roulements et les engrenages ? Dommages superficiels

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Comprendre les piqûres dans les roulements et les engrenages

Définition : Qu'est-ce que le piquage ?

Piqûres Formation de petites cavités, cratères ou dépressions à la surface des chemins de roulement, des éléments roulants ou des dents d'engrenage. La piqûre peut résulter de deux mécanismes distincts : (1) piqûres de fatigue de la fatigue de contact roulant, représentant un dommage de fatigue de surface à un stade précoce, et (2) piqûres de corrosion d'une attaque électrochimique, créant des cavités superficielles par enlèvement de matière. Dans les roulements, la piqûre est souvent considérée comme une forme précoce ou légère de écaillage, tandis que dans les engrenages, les piqûres sont reconnues comme un mode de défaillance spécifique distinct de la rupture des dents ou de l'usure excessive.

Les piqûres créent une rugosité de surface et des concentrations de contraintes qui génèrent vibration et le bruit, et si elles ne sont pas corrigées, l'initiation de piqûres peut évoluer vers des éclats plus importants et une défaillance éventuelle des composants.

Types de piqûres

1. Piqûres de fatigue (mécaniques)

Résultats de la fatigue de contact roulant :

Micropiqûres

  • Taille: Très petites piqûres (10 à 50 micromètres de diamètre)
  • Apparence: Texture de surface gris mat, à peine visible à l'œil nu
  • Emplacement: Concentré dans les zones à forte contrainte
  • Progression: Peut évoluer vers des macropiqûres ou se stabiliser selon les conditions
  • Commun dans : Engrenages avec films lubrifiants minces, roulements à grande vitesse

Macropiqûres (piqûres initiales)

  • Taille: 1 à 5 mm de diamètre, 0,1 à 0,5 mm de profondeur
  • Apparence: Cratères ou fosses clairement visibles
  • Processus : La fissure de fatigue souterraine se propage à la surface
  • Progression: Se développe généralement en épandages plus grands
  • Laps de temps: Cela peut prendre des mois, voire des années, pour aboutir à l'échec.

2. Piqûres de corrosion (chimiques)

Résultats des processus électrochimiques :

  • Cause: Humidité, acides ou produits chimiques en contact avec les surfaces des roulements
  • Apparence: Piqûres rugueuses de couleur rouille, souvent avec des produits de corrosion
  • Distribution: Peut être répandu sur les surfaces plutôt que localisé dans les zones de charge
  • Profondeur: Généralement moins profondes que les fosses de fatigue au départ
  • Facteurs de stress : Les piqûres de corrosion servent de sites d'initiation aux fissures de fatigue

3. Piqûres électriques

  • Cause: Le courant électrique traversant le roulement crée un arc électrique
  • Apparence: Petits cratères rapprochés, à motifs réguliers (cannelures)
  • Commun dans : Moteurs avec variateurs de fréquence (VFD), mise à la terre inadéquate de l'arbre
  • Caractéristiques: Aspect planche à laver ou ondulé
  • Détection: Motif distinctif lors de l'inspection visuelle

Méthodes de détection

Analyse des vibrations

Les piqûres génèrent des signatures vibratoires caractéristiques :

  • Stade précoce : Faible augmentation des vibrations à haute fréquence
  • Fréquences de défaut : Apparition de BPFO, BPFI, ou BSF selon l'emplacement
  • Analyse de l'enveloppe: Le plus efficace pour détecter les piqûres à un stade précoce
  • Progression: L'amplitude et le nombre d'harmoniques augmentent à mesure que les fosses grandissent

Inspection visuelle

  • Nécessite un démontage du roulement ou un accès à l'endoscope
  • Recherchez des zones grises mates (micropitting) ou des cratères visibles (macropitting)
  • Compter et dimensionner les fosses pour évaluer la gravité
  • Photographie pour la documentation et les tendances

Analyse d'huile

  • La présence de particules métalliques dans les échantillons d'huile indique une élimination active de matière
  • La ferrographie montre la morphologie des particules caractéristique des piqûres par rapport à l'usure
  • L'augmentation de la concentration de particules indique des dommages progressifs

Contrôle par ultrasons

  • La rugosité de surface due aux piqûres augmente les émissions ultrasonores
  • Détecteurs d'ultrasons portables pour une surveillance non invasive
  • Efficace pour une détection précoce avant que les symptômes de vibration ne disparaissent

Causes et prévention

Prévention des piqûres de fatigue

  • Capacité de charge adéquate : Sélectionnez un roulement avec une durée de vie L10 supérieure au service requis
  • Lubrification adéquate : Assurer une épaisseur de film adéquate (rapport λ > 3)
  • Propreté: Minimiser la contamination qui crée des facteurs de stress
  • Alignement : Empêcher les charges de bord dues au désalignement
  • Contrôle de charge : Éviter la surcharge (durée de vie du roulement ∝ 1/Charge³)

Prévention des piqûres de corrosion

  • Étanchéité efficace : Empêcher la pénétration de l'humidité
  • Lubrifiant approprié : Utiliser des lubrifiants contenant des inhibiteurs de corrosion
  • Matériaux résistants à la corrosion : Roulements en acier inoxydable pour environnements humides
  • Protection du stockage : Protégez les roulements de rechange de l'humidité
  • Prévention de la condensation : Évitez les cycles thermiques provoquant de la condensation

Prévention des piqûres électriques

  • Mise à la terre appropriée de l'arbre dans les applications de moteurs VFD
  • Roulements isolés pour une extrémité du moteur
  • Éléments roulants en céramique (non conducteurs)
  • Éliminer ou minimiser les courants de palier

Piqûres dans les engrenages

Dans les applications d'engrenages, les piqûres présentent des caractéristiques spécifiques :

Piqûres des dents d'engrenage

  • Se produit sur les surfaces dentaires dans la zone de contact
  • Concentré près de la ligne de tangage où le glissement et le roulement se combinent
  • Crée un bruit et des vibrations caractéristiques à la fréquence d'engrènement
  • Peut être acceptable en quantités modérées pour certaines applications
  • Des piqûres excessives entraînent la rupture des dents

Détection

Évaluation de la gravité

Critères de gravité des piqûres de roulement

  • Naissant: Quelques microfosses dispersées, < 5% de la zone de charge affectée
  • Lumière: Piqûres visibles, 5-25% de la zone de charge
  • Modéré: Piqûres importantes, zone 25-50%, commençant à coalescer
  • Grave: > Zone 50%, piqûres se rejoignant pour former des éclats, remplacement immédiat requis

Critères de décision

  • Poursuivre l'opération : Début de piqûres légères avec surveillance
  • Remplacement du plan : Piqûres modérées, changement de programme dans un délai de 1 à 3 mois
  • Remplacement urgent : Piqûres sévères, remplacez-les dès que possible
  • Arrêt d'urgence : Progression rapide, vibrations ou température élevées

La piqûre représente une étape intermédiaire importante dans la dégradation des roulements. Plus grave que l'usure superficielle générale, elle peut néanmoins être maîtrisée si elle est détectée précocement. Grâce à la surveillance vibratoire avec analyse de l'enveloppe et à des pratiques de maintenance appropriées, la piqûre peut être identifiée à un stade précoce, permettant ainsi une maintenance planifiée avant l'évolution vers des défaillances par écaillage catastrophiques.

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