Qu'est-ce que l'écaillage des roulements à billes ? • Équilibreur portable, analyseur de vibrations " Balanset " pour l'équilibrage dynamique des concasseurs, ventilateurs, broyeurs, vis sans fin sur moissonneuses-batteuses, arbres, centrifugeuses, turbines et de nombreux autres rotors. Qu'est-ce que l'écaillage des roulements à billes ? • Équilibreur portable, analyseur de vibrations " Balanset " pour l'équilibrage dynamique des concasseurs, ventilateurs, broyeurs, vis sans fin sur moissonneuses-batteuses, arbres, centrifugeuses, turbines et de nombreux autres rotors.

Qu'est-ce que l'écaillage dans les roulements à éléments roulants ?

Publié par admin sur

Comprendre l'écaillage des roulements à éléments roulants

Définition : Qu'est-ce que l'écaillage ?

Écaillage (également appelé écaillage, écaillement ou piqûre lorsqu'il est faible) désigne l'écaillage, l'écaillage ou la fracture localisés du matériau à la surface des chemins de roulement ou des éléments roulants, dus à la fatigue de contact. Un écaillage se présente sous la forme d'un cratère, d'une piqûre ou d'un éclat lorsqu'un morceau de matériau s'est détaché de la surface, laissant une zone rugueuse et endommagée. Lorsque les éléments roulants passent sur un écaillage, ils génèrent des forces d'impact qui créent des caractéristiques vibration à des fins spécifiques fréquences de défaut des roulements.

L'écaillage est le mode de défaillance le plus courant et le plus normal des roulements, marquant la fin de leur durée de vie en fatigue. Il se distingue de porter (enlèvement progressif de matière) ou piqûres (dommages superficiels induits par la corrosion). L'écaillage est détectable à travers analyse des vibrations des mois avant que le roulement ne tombe en panne complètement, ce qui en fait une cible clé pour les programmes de maintenance prédictive.

Mécanisme physique de l'écaillage

Processus de fatigue par contact roulant

L'écaillage se développe par un processus de fatigue progressive :

  1. Chargement cyclique : Chaque fois qu'un élément roulant passe un point sur la piste, il crée une contrainte de contact hertzienne (typiquement 1000-3000 MPa)
  2. Contrainte de cisaillement souterraine : La contrainte de cisaillement maximale se produit légèrement en dessous de la surface (généralement à une profondeur de 0,2 à 0,5 mm)
  3. Initiation de la fissure : Après des millions ou des milliards de cycles, des fissures microscopiques apparaissent à la concentration de contrainte souterraine
  4. Propagation des fissures : La fissure se développe parallèlement à la surface, puis se ramifie vers la surface et plus profondément dans le matériau
  5. Séparation des matériaux : Le réseau de fissures isole un morceau de matériau
  6. Formation d'éclats : Le matériau isolé se libère, laissant un cratère ou une fosse

Caractéristiques typiques de l'écaillage

  • Taille: Initialement de 1 à 5 mm de diamètre, peut atteindre 10 à 20 mm ou plus
  • Profondeur: 0,2 à 2 mm de profondeur dans le boîtier durci
  • Forme: Cratère irrégulier avec fond et bords rugueux
  • Emplacement: Le plus souvent sur la bague extérieure dans la zone de charge
  • Apparence: Surface métallique brillante avec des bords tranchants au début ; s'assombrit avec une utilisation continue

Causes et facteurs contributifs

Vie normale avec fatigue

  • Tous les roulements ont une durée de vie limitée en fatigue (durée de vie L10 – 90% survivent jusqu'à ce point)
  • L'écaillage est le mode de défaillance attendu en fin de vie
  • Une sélection appropriée des roulements garantit une durée de vie adéquate pour l'application
  • Ce n'est pas un défaut s'il survient à ou au-delà de la durée de vie calculée L10

Causes d'écaillage prématuré

  • Surcharge: Les charges dépassant la capacité du roulement réduisent considérablement la durée de vie (Durée de vie ∝ 1/Charge³)
  • Mauvaise lubrification : Une épaisseur de film inadéquate augmente la contrainte de surface
  • Contamination: Particules créant des zones de stress qui initient des fissures
  • Désalignement : Chargement de bord créant des contraintes locales élevées
  • Installation incorrecte : Dommages lors du montage provoquant des défaillances précoces
  • Corrosion: Piqûres superficielles agissant comme sites d'initiation de fissures
  • Défauts matériels : Inclusions dans l'acier à roulement

Détection des vibrations et de l'écaillage

Stade précoce (micro-éclats)

  • Éclats < 1-2 mm de diamètre
  • Petits pics aux fréquences de défaut de roulement dans spectre d'enveloppe
  • Peut ne pas être visible en standard FFT spectre
  • Amplitude dans l'enveloppe : 0,5-2 g
  • Durée de vie restante : 6 à 18 mois généralement

Stade modéré

  • Écailles de 2 à 10 mm de diamètre
  • Pics de fréquence de défaut clairs dans les spectres FFT et d'enveloppe
  • 2-3 harmoniques visible
  • Début de bande latérale formation
  • Amplitude : 2-10 g
  • Durée de vie restante : 2 à 6 mois

Stade avancé

  • Écaillage > 10 mm, peut être constitué de multiples éclats
  • Pics de fréquence de défauts de très grande amplitude
  • De nombreuses harmoniques (4-8 ou plus)
  • Structure de bande latérale complexe
  • Niveau de bruit élevé
  • Amplitude : > 10 g
  • Durée de vie restante : de quelques jours à quelques semaines

Stade grave/critique

  • Écaillage important, défauts multiples
  • Le bruit à large bande est dominant
  • Les fréquences de défaut individuelles peuvent devenir obscurcies
  • Vibration globale très élevée
  • Bruit audible provenant du roulement
  • Température élevée
  • Défaillance imminente – remplacement immédiat requis

Progression et dommages secondaires

Croissance des éclats

Une fois initiées, les écaillures se développent progressivement :

  • Les charges d'impact sur les bords des éclats créent des contraintes élevées
  • Les matériaux adjacents se fatiguent plus rapidement
  • L'écaillage se développe vers l'extérieur et plus profondément
  • Taux de croissance exponentiel : une petite écaillage peut devenir importante en quelques semaines

Dommages secondaires

L'écaillage crée des débris qui provoquent des dommages en cascade :

  • Génération de débris : Les particules métalliques provenant des éclats circulent dans le roulement
  • Abrasion à trois corps : Les débris agissent comme un composé de rodage
  • Écaillures secondaires : Les particules de débris provoquent de nouveaux éclats dans d'autres zones
  • Détérioration rapide : Une fois que plusieurs éclats sont présents, la défaillance s'accélère
  • Échec complet : Finalement, le roulement perd toute sa capacité de charge

Réponse et mesures correctives

Lors de la détection

  1. Confirmer le diagnostic : Vérifier que la fréquence des défauts correspond à la géométrie du roulement
  2. Évaluer la gravité : Déterminer le stade en fonction de l'amplitude et des harmoniques
  3. Augmenter la surveillance : Passer d'une fréquence mensuelle à une fréquence hebdomadaire ou quotidienne en fonction de la gravité
  4. Remplacement d'horaire : Prévoir le remplacement des roulements pendant les temps d'arrêt appropriés
  5. Procurer un roulement : Commander un remplacement (vérifier le modèle et les spécifications corrects)

Indicateurs d'urgence

Arrêt immédiat recommandé si :

  • L'amplitude des vibrations a doublé en moins d'une semaine
  • La température des roulements augmente rapidement (> 5 °C en un seul quart de travail)
  • Grincement, grincement ou rugosité audibles provenant du roulement
  • Plusieurs fréquences de roulement présentes (défauts multiples)
  • Perte de lubrifiant ou contamination visible

Prévention par la conception et la maintenance

Phase de conception

  • Sélectionnez des roulements avec une durée de vie adéquate (L10 > durée de vie requise)
  • Assurer un système de lubrification adéquat
  • Concevoir une étanchéité efficace
  • Assurer un refroidissement adéquat pour les conditions de fonctionnement

Phase d'installation

  • Pratiques d'installation propres
  • Outils de montage appropriés (pour éviter d'endommager l'installation)
  • Vérifier le jeu correct des roulements
  • Alignement précis

Phase d'exploitation

  • Programme de surveillance des vibrations avec analyse de l'enveloppe
  • Programme de lubrification (intervalles, quantités, qualité)
  • Surveillance de la température
  • Bonne qualité d'équilibrage pour minimiser les charges dynamiques

L'écaillage est le point final inévitable de la durée de vie des roulements en raison de la fatigue, mais grâce à une sélection, une installation, une lubrification et une surveillance de l'état appropriées des roulements, la durée de vie des roulements peut être maximisée et les défaillances peuvent être détectées suffisamment tôt pour éviter les dommages secondaires et permettre une maintenance planifiée et rentable.

← Retour à l'index principal

Catégories :
WhatsApp