Le désalignement est un problème courant qui peut affecter considérablement les performances et la longévité des roulements à billes. En tant que fournisseur de roulements à billes de haute qualité, nous avons été témoins des divers impacts que le désalignement peut avoir sur ces composants vitaux dans diverses applications industrielles.
1. Comprendre les roulements à billes Babbitt
Les roulements à billes Babbitt sont largement utilisés dans les machines tournantes, telles que les turbines, les générateurs et les pompes. Ces roulements sont constitués d'une doublure en régule souple sur un substrat métallique plus résistant, généralement de l'acier. Le matériau en régule offre un faible frottement, une bonne résistance à l'usure et la capacité de s'adapter aux irrégularités mineures de l'arbre. Le principe de base d'un palier lisse est de soutenir un arbre rotatif par un film de fluide lubrifiant qui sépare l'arbre (tourillon) de la surface du roulement, réduisant ainsi la friction et l'usure.
Il existe différents types de roulements à billes que nous fournissons, notammentPalier de butée de journalqui peut supporter des charges radiales et axiales,Roulement à manchon en acier à bridequi fournit un support radial et un alignement supplémentaires dans certaines applications, et la normeRoulement de journalpour le support général de charge radiale.
2. Causes du désalignement
Un désalignement des roulements à billes peut se produire pour plusieurs raisons. L’une des principales causes est une mauvaise installation. Si le roulement n'est pas installé correctement par rapport à l'axe central de l'arbre, cela peut entraîner un désalignement angulaire ou parallèle. Par exemple, lors de l'assemblage d'une grande turbine, si les boîtiers de roulements ne sont pas correctement alignés avec l'arbre, un désalignement angulaire peut en résulter.
La dilatation et la contraction thermiques peuvent également provoquer un désalignement. Dans les processus industriels, les machines fonctionnent souvent à des températures élevées. Différents matériaux présents dans la machine peuvent avoir différents coefficients de dilatation thermique. À mesure que la machine chauffe, l'arbre et le boîtier de roulement peuvent se dilater à des rythmes différents, entraînant un désalignement.
Le règlement des fondations est un autre facteur important. Si les fondations sur lesquelles la machine est installée ne sont pas stables, la machine peut se déplacer au fil du temps. Ce décalage peut entraîner un désalignement angulaire et parallèle des roulements. De plus, l'usure d'autres composants de la machinerie, tels que les engrenages ou les accouplements, peut transmettre des forces de désalignement aux paliers lisses.
3. Impact sur la lubrification
L’un des impacts les plus critiques du désalignement sur les paliers lisses est son effet sur la lubrification. Dans un roulement correctement aligné, le fluide lubrifiant forme un film continu et uniforme entre l'arbre et la surface du roulement. Ce film fluide est crucial pour réduire la friction et empêcher le contact direct métal sur métal.
Cependant, en cas de désalignement, l’épaisseur du film lubrifiant devient inégale. Dans les zones où le désalignement rapproche l'arbre et le roulement, le film de fluide peut être trop fin. Cela peut entraîner une friction et une usure accrues, car le risque de contact métal sur métal est plus élevé. D'un autre côté, dans les zones où l'espace est plus grand, le lubrifiant peut ne pas être en mesure de créer un film générant une pression efficace, réduisant ainsi la capacité de charge du roulement.
En raison d'une lubrification inégale, des températures élevées localisées peuvent se développer à l'intérieur du roulement. Ces températures élevées peuvent provoquer la dégradation du lubrifiant, réduisant ainsi son efficacité et augmentant le risque de défaillance des roulements. De plus, la dégradation du lubrifiant peut entraîner la formation de dépôts et de boues, aggravant encore les problèmes d'usure et de performances du roulement.
4. Usure et fatigue
Un mauvais alignement peut également accélérer l’usure et la fatigue des paliers lisses. La répartition inégale de la charge due au désalignement fait que certaines zones de la surface d'appui subissent des contraintes plus élevées que d'autres. Cette forte contrainte localisée peut entraîner une usure excessive de la doublure en régule.
L’usure peut se manifester sous différentes formes, telles que l’abrasion, l’usure adhésive et l’usure par fatigue. L'abrasion se produit lorsque des particules dures présentes dans le lubrifiant ou sur la surface de l'arbre frottent contre la doublure en régule. L'usure adhésive se produit lorsque les surfaces métalliques entrent en contact direct et se lient ensemble, suivies par l'arrachement du matériau. L'usure par fatigue est provoquée par un chargement cyclique, qui conduit à la formation et à la propagation de fissures dans le revêtement en régule.
Au fil du temps, l’usure peut entraîner un amincissement de la couche de régule. Une fois la doublure en régule usée, le substrat métallique sous-jacent est exposé, ce qui peut entraîner de graves dommages et une réduction significative de la durée de vie du roulement. De plus, les fissures formées lors de l'usure par fatigue peuvent se propager, provoquant le décollement de la garniture en régule en morceaux, compromettant encore davantage les performances du roulement.
5. Vibrations et bruit
Les roulements à bille mal alignés génèrent souvent des vibrations et du bruit excessifs. La répartition inégale de la charge et l'usure qui en résulte font vibrer l'arbre lors de sa rotation. Ces vibrations peuvent être transmises à l'ensemble de la machine, affectant d'autres composants et pouvant entraîner des dommages supplémentaires.
La fréquence des vibrations peut varier en fonction de la gravité et du type de désalignement. Par exemple, un désalignement angulaire peut provoquer un modèle de vibration différent de celui d’un désalignement parallèle. Ces vibrations réduisent non seulement l’efficacité des machines, mais peuvent également être un signe précoce de problèmes de roulements.
Un bruit excessif est également une conséquence courante d’un mauvais alignement des roulements. Le contact métal sur métal, ainsi que l'écoulement turbulent du lubrifiant dû à l'épaisseur inégale du film, peuvent produire un bruit audible. Ce bruit peut être gênant sur le lieu de travail et peut également indiquer que le roulement fonctionne dans des conditions anormales.
6. Impact sur les performances des machines
Les performances de l’ensemble du système de machinerie peuvent être gravement affectées par un mauvais alignement des roulements à billes. L'augmentation du frottement et de l'usure peut entraîner une réduction de l'efficacité mécanique des machines tournantes. Cela signifie que plus d’énergie est nécessaire pour faire fonctionner la machine, ce qui entraîne des coûts d’exploitation plus élevés.
De plus, les vibrations et le bruit peuvent gêner l’opérateur et peuvent même nécessiter l’arrêt de la machine pour maintenance. Ces temps d'arrêt peuvent être coûteux pour les opérations industrielles, car ils perturbent les calendriers de production et entraînent une perte de revenus.
De plus, une défaillance prématurée des roulements peut causer des dommages catastrophiques aux machines si elle n'est pas détectée et traitée à temps. Par exemple, une défaillance d'un roulement dans une turbine peut entraîner le grippage de l'arbre, ce qui peut nécessiter des réparations importantes et coûteuses.
7. Prévenir et corriger le désalignement
Pour éviter un mauvais alignement, des procédures d’installation appropriées sont essentielles. Cela inclut l'utilisation d'outils d'alignement précis pendant le processus d'installation pour garantir que le roulement est correctement positionné par rapport à l'axe central de l'arbre. Un entretien et une inspection réguliers sont également cruciaux. Ceux-ci peuvent aider à détecter tout signe précoce de désalignement, tel qu’une augmentation des vibrations ou du bruit, et permettre une action corrective rapide.
Si un désalignement est détecté, plusieurs mesures correctives peuvent être prises. Dans certains cas, de simples ajustements du boîtier du roulement ou des fondations de la machine peuvent suffire à réaligner le roulement. Dans les cas plus graves, le roulement peut devoir être remplacé ou réusiné pour rétablir un alignement correct.
En tant que fournisseur de roulements à billes en régule, nous offrons non seulement des roulements de haute qualité, mais également une assistance technique pour aider nos clients à prévenir et à résoudre les problèmes de désalignement. Nos ingénieurs expérimentés peuvent vous fournir des conseils sur les procédures d'installation, de maintenance et d'alignement pour garantir les performances et la longévité optimales de nos roulements dans vos machines.
Conclusion
En conclusion, le désalignement a un impact profond sur les roulements à billes, affectant la lubrification, provoquant de l'usure et de la fatigue, générant des vibrations et du bruit et, en fin de compte, réduisant les performances de l'ensemble du système de machines. Cependant, avec une bonne compréhension, des mesures de prévention et de correction, les effets négatifs d’un mauvais alignement peuvent être minimisés.
Si vous avez besoin de roulements à billes ou si vous avez besoin d'aide pour l'alignement et la maintenance des roulements, nous vous invitons à nous contacter pour des discussions sur l'approvisionnement. Notre équipe est prête à vous proposer les meilleures solutions adaptées à vos besoins spécifiques.
Références
- Harris, TA et Kotzalas, MN (éd.). (2007). Analyse des roulements, 4e édition. Wiley.
- Glavatskih, S. et Ashby, MF (2010). Matériaux : Propriétés et performances. Butterworth-Heinemann.
- Palmgren, A. (1959). Ingénierie des roulements à billes et à rouleaux. SKF Industries.