Savez-vous ce que le froid fait aux roulements de roue ? Et comment atténuer cet effet néfaste ?

Dans de nombreux scénarios de production industrielle et d'exploitation d'équipements mécaniques, les roulements sont des composants clés, et la stabilité de leurs performances est directement liée au fonctionnement normal de l'ensemble du système. Cependant, l'arrivée du froid peut engendrer une série de problèmes complexes et complexes, qui peuvent avoir un impact négatif sur le fonctionnement normal des roulements.

 

Rétrécissement du matériau

Les roulements sont généralement fabriqués en métal (par exemple en acier), qui présente la propriété de se dilater et de se contracter thermiquement. Les composantspalierLes éléments roulants, tels que les bagues intérieure et extérieure, se rétractent dans les environnements froids. Pour un roulement de taille standard, les diamètres intérieur et extérieur peuvent se rétracter de quelques microns lorsque la température chute de 20 °C à -20 °C. Ce rétrécissement peut réduire le jeu interne du roulement. Si ce jeu est trop faible, le frottement entre le corps roulant et les bagues intérieure et extérieure augmente pendant le fonctionnement, ce qui affecte la flexibilité en rotation du roulement, augmente la résistance et le couple de démarrage de l'équipement.

Changement de dureté

Le froid modifie légèrement la dureté du matériau du roulement. En général, les métaux deviennent cassants à basse température et leur dureté augmente relativement. L'acier pour roulement, bien que présentant une bonne ténacité, peut néanmoins diminuer dans des environnements extrêmement froids. Soumis à des chocs, ce changement de dureté peut accroître le risque de fissuration, voire de fracture, du roulement. Par exemple, les roulements des équipements miniers extérieurs sont plus susceptibles d'être endommagés par temps froid sous l'effet de la chute de minerai qu'à température normale.

Changement de performance de la graisse

La graisse est essentielle au bon fonctionnement des roulements. Par temps froid, sa viscosité augmente. Une graisse ordinaire peut devenir plus épaisse et moins fluide, ce qui rend difficile la formation d'un film d'huile efficace entre le corps roulant et les pistes du roulement. Dans un roulement de moteur, la graisse peut bien remplir tous les interstices internes à température normale. À température ambiante, la graisse devient collante et le corps roulant ne peut pas la répartir uniformément sur toutes les pièces en contact pendant le roulement. Cela augmente le frottement et l'usure, et sa vitesse de rotation peut fluctuer, ce qui nuit à la qualité de surface et à la précision dimensionnelle des pièces usinées. Dans les cas graves, cela peut entraîner une surchauffe, voire un grippage du roulement.

Durée de vie raccourcie

La combinaison de ces facteurs, à savoir une friction accrue, une résistance aux chocs réduite et une mauvaise lubrification des roulements par temps froid, peut accélérer leur usure. En conditions normales, les roulements peuvent fonctionner pendant des milliers d'heures, mais dans des environnements froids, en raison d'une usure accrue, ils peuvent présenter des défaillances après quelques centaines d'heures, telles que l'usure des corps roulants, la corrosion des pistes, etc., ce qui réduit considérablement leur durée de vie.

 

Face à ces effets néfastes du froid sur les roulements, comment les atténuer ?

Choisissez la bonne graisse et contrôlez la quantité

Par temps froid, il est conseillé d'utiliser des graisses performantes à basse température. Ce type de graisse permet de maintenir une bonne fluidité à basse température, notamment les produits contenant des additifs spéciaux (par exemple, les graisses à base de polyuréthane). Peu visqueuses, elles réduisent efficacement le frottement des roulements au démarrage et en fonctionnement. En général, le point d'écoulement (température la plus basse à laquelle un échantillon d'huile refroidi peut s'écouler dans des conditions d'essai spécifiques) des graisses basse température est très bas, certaines pouvant descendre jusqu'à -40 °C, voire moins, assurant ainsi une bonne lubrification des roulements même par temps froid.

Un bon remplissage de graisse est également important pour le fonctionnement des roulements par temps froid. Un manque de graisse entraînera une lubrification insuffisante, tandis qu'un remplissage excessif entraînera une résistance excessive à l'agitation du roulement pendant le fonctionnement. Par temps froid, il est conseillé d'éviter un remplissage excessif en raison de la viscosité accrue de la graisse. Normalement, pour les roulements de petite et moyenne taille, le remplissage de graisse représente environ 1/3 à 1/2 de l'espace interne du roulement. Cela garantit la lubrification et réduit la résistance causée par un excès de graisse.

 

Remplacez régulièrement la graisse et renforcez l'étanchéité
Même avec une graisse appropriée, avec le temps et le fonctionnement du roulement, la graisse se contamine, s'oxyde, etc. Ces problèmes peuvent être aggravés par temps froid. Il est donc recommandé de raccourcir le cycle de remplacement de la graisse en fonction du fonctionnement de l'équipement et des conditions environnementales. Par exemple, en conditions normales, la graisse peut être remplacée tous les six mois, et par temps froid, tous les 3 à 4 mois afin de garantir une performance optimale de la graisse.
Une bonne étanchéité empêche l'air froid, l'humidité et les impuretés de pénétrer dans le roulement. Par temps froid, vous pouvez utiliser des joints haute performance, tels que des joints à double lèvre ou des joints labyrinthes. Ces derniers possèdent des lèvres intérieures et extérieures pour mieux bloquer les corps étrangers et l'humidité. Les joints labyrinthes présentent une structure en canaux complexe qui empêche la pénétration de substances extérieures dans le roulement. Cela réduit les dommages à la structure interne du roulement causés par la dilatation due au givrage et empêche la pénétration d'impuretés, ce qui entraîne une usure accrue du roulement.
La surface du roulement peut être recouverte d'un revêtement protecteur, tel qu'une peinture antirouille ou un revêtement de protection basse température. La peinture antirouille prévient la rouille du roulement par temps froid ou humide, tandis que les revêtements de protection cryogéniques atténuent les effets des variations de température sur le matériau du roulement. Ces revêtements protègent la surface du roulement de l'érosion directe dans les environnements à basse température et contribuent également à minimiser les variations de propriétés du matériau dues aux variations de température.
Échauffement de l'équipement
Préchauffer l'ensemble de l'unité avant sa mise en service est une méthode efficace. Pour certains petits équipements, il est possible de les placer dans une véranda pendant un certain temps afin de permettre aux roulements de monter en température. Pour les équipements plus volumineux, comme les roulements de grues, il est possible d'ajouter un ruban chauffant, un ventilateur ou tout autre équipement pour préchauffer les roulements. La température de préchauffage peut généralement être contrôlée entre 10 et 20 °C, ce qui permet aux roulements de se dilater et de retrouver leur jeu normal, tout en réduisant la viscosité de la graisse, favorisant ainsi un démarrage en douceur de l'équipement.
Pour certains roulements démontables, le préchauffage par bain d'huile est une bonne méthode. Plongez les roulements dans l'huile de lubrification chauffée à la température appropriée afin d'obtenir un chauffage uniforme. Cette méthode permet non seulement d'augmenter la dilatation du matériau, mais aussi de permettre au lubrifiant de pénétrer complètement dans le jeu interne du roulement. La température de l'huile de préchauffage est généralement d'environ 30 à 40 °C. La durée de préchauffage peut être ajustée en fonction de la taille du roulement, du matériau et d'autres facteurs, soit environ 1 à 2 heures, ce qui améliore considérablement les performances de démarrage par temps froid.

Bien que le froid puisse endommager les roulements, un choix judicieux de graisse, d'étanchéité et de protection de préchauffage permet de renforcer la protection. Cela garantit non seulement un fonctionnement fiable des roulements à basse température, prolonge leur durée de vie et favorise le développement stable de l'industrie, permettant ainsi à TP d'avancer sereinement vers une nouvelle ère industrielle.

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