Soutenance mémoire
Le roulement est constitué généralement de deux bagues dans lesquelles sont pratiquées les gorges de roulement , où se meuvent les parties roulantes . C’est un organe qui assure à lui seul plusieurs fonctions principales . Il permet le positionnement d’un arbre par rapport à son logement , tout en assurant une rotation précise avec le minimum de frottements et transmet les efforts radiaux et/ou axiaux , ainsi que le guidage en rotation . C’est un organe de précision ( précision de rotation et précision de position ) , difficile d’accès et dont l’entretien et/ou le remplacement peuvent engendrer des arrêts de maintenance longs et coûteux [ 1 ]. Comme tous les organes mécaniques , les causes de dysfonctionnement des roulements sont très nombreuses . Le plus souvent ce sont l’écaillage , le grippage et la corrosion . tous ces défauts ont en commun le fait qu’ils se traduisent tôt ou tard par une perte de fragments de métal L’analyse des différentes caractéristiques des roulements et de leurs limite permet d’établir des critères de choix [ 2 ].
Les diverses fonctions que l’on demande à des roulements varient suivant le genre d’utilisation de ceuxci . Ces fonctions doivent être assurées au court d’une période prolongée de fonctionnement continu ou intermittent . Même si les roulements ont été correctement montés et sont correctement utilisés , ils sont susceptibles de cesser de fonctionner correctement à un certain moment , par suite d’une augmentation du niveau de bruit et de vibration , d’une perte de précision de fonctionnement , d’une détérioration de la graisse , ou d’un écaillage de fatigue des surfaces de roulement.
Outre les avaries résultants d’une détérioration naturelle , un roulement peut cesser de fonctionner correctement sous l’effet d’un grippage par échauffement , ou de l’avarie d’une bague , telle qu’une fissure , une rupture , ou une éraflure profonde , ou encore par suite d’une avarie de son système d’étanchéité . Les conditions de ce genre ne sont pas considérées comme constituant des avaries propres au roulement luimême , car elles sont souvent le résultat d’une erreur commise dans le choix du roulement , de conception ou de réalisation des organes adjacents au roulement , ou encore d’une faute de montage ou d’entretien [ 3 ] .
Lorsqu’un roulement fonctionne en charge, ses divers éléments subissent de manière cyclique des contraintes répétées, en particulier les chemins de roulement de ses bagues extérieure et intérieure, ainsi que ses billes ou rouleaux. Sous l’effet d’une telle fatigue subit par les éléments en contact, nous pouvons constater que des fragments de métal en forme d’écailles finissent par se séparer de ces éléments en divers endroits de la surface de ceux-ci. Ce phénomène s’appelle (écaillage) du métal. L’endurance d’un organe roulant correspond au nombre total de tours au bout duquel la surface d’appui commence à s’écailler sous l’effet des contraintes alternées. La fatigue d’un roulement est l’un des facteurs déterminants pour la durée de vie de celui-ci . Il s’agit d’un phénomène naturel pouvant être prédit dans une certaine mesure , et on le confond souvent avec la durée de vie elle-même , en négligeant pour autant les autres causes d’avaries , moins faciles à prédire . La durée de vie avant fatigue d’un roulement peut varier considérablement parmi des roulements d’une même série , de même taille et de configuration identique , fabriqués avec les mêmes matières ayant subi les mêmes traitements, et fonctionnant dans les mêmes conditions.
Pour déterminer la durée de vie d’un roulement , la durée nominale est souvent le seul facteur à retenir . Mais il faut souvent considérer aussi d’autres facteurs , tels que par exemple la durée de vie de la graisse des roulements graissés à vie . Quand aux critères de niveau de bruit et d’usure pour déterminer la vie d’un roulement , on les apprécies en fonction de normes particulières relatives à chaque cas d’utilisation , et la durée de vie correspondante doit donc être déterminée de manière empirique .
DESCRIPTION DES ROULEMENTS
Le roulement est un organe mécanique destiné à permettre la transmission des efforts entre deux pièces en rotation l’une par à l’autre avec un frottement minimal . Le développement rapide de l’emploi des roulements tient au fait qu’indépendamment des questions d’économie de force motrice , raison initiale de l’utilisation de ces organes , il existe de nombreux autres avantages qui deviennent prépondérants suivant les genres d’applications réalisées : [ 5 ]
– Sécurité de fonctionnement ;
– Surveillance pratiquement nulle ;
– Légèreté et faible encombrement axial ;
– Propreté absolue résultant de la sobriété des besoins de graissage ;
– Interchangeabilité facilitant le montage et le remplacement .
Cette interchangeabilité provient de la normalisation :
– Des types de roulements ;
– Internationale des dimensions ;
– Internationale des tolérances de fabrication ;
– Internationale des méthodes de calcul des charges de base .
Les méthodes de calcul établies par le professeur G. Lundberg et le docteur A. Palmgren, de la société SKF, sont à la base de cette normalisation. Les roulements forment des organes de machines parfaitement définis et indispensables à la mécanique moderne. Leur montage exige des connaissances théoriques et pratiques.
Composition
Un roulement est normalement constitué de quatre éléments différents :
– une bague extérieure : elle sera montée dans un logement ménagé dans un bâti fixe ou un moyeu tournant ;
– Une bague intérieure rendue solidaire du tourillon de l’arbre tournant ou fixe ;
– Des éléments roulants qui permettent la rotation relative d’une bague par rapport à l’autre ;
– La cage qui maintient l’écartement des éléments roulants et les empêche de frotter l’un contre l’autre. Il y a d’assez nombreuses exceptions à la constitution générale qui vient d’être décrite, certains roulements ne possédant pas l’une ou plusieurs des parties constitutives signalées ci-dessus . par exemple :
– Les roulements à billes ou à rouleaux dits jointifs , c’est-à-dire sans cage ;
– Les cages à rouleaux qui n’ont ni bague intérieure ni bague extérieure et roulent directement entre un arbre et un logement ;
– Certains roulements à rouleaux cylindriques démontables dont on supprime une bague pour des raisons d’encombrement.
Les bagues :
Chacune des bagues constituant le roulement comporte, soit sur le diamètre intérieur ( bague extérieure ), soit sur le diamètre extérieur ( bague intérieure ), un ou plusieurs chemins de roulement, rectifiés et polis. Elles sont généralement exécutées en acier au chrome de haute qualité, acier à roulement répondant à la dénomination 100 C 6 des normes AFNOR.
Les éléments roulants :
Les éléments roulant se présentent sous deux types principaux :
* les billes ;
* les rouleaux.
Les rouleaux peuvent avoir différentes formes : rouleaux cylindriques, rouleaux coniques, rouleaux tonneaux, aiguilles. Ils sont souvent exécutés dans la même matière que celle employée pour la fabrication des bagues .
Les cages :
Les cages à billes ou à rouleaux ne participent jamais à la transmission de la charge sur le roulement. Elles peuvent cependant être soumises à des forces d’inertie, centrifuges, des secousses, etc.
Les cages sont centrées :
* soit sur les éléments roulants ;
* soit sur l’une ou l’autre des bagues.
Elles peuvent être obtenues par emboutissage ; dans ce cas, elles sont exécutées en tôle d’acier. Dans certains cas, surtout pour de petits roulements, on utilise des cages en laiton. Les cages massives obtenues par tournage, perçage ou autre façonnage, sont en matières variées : acier doux, fonte de première qualité, laiton, alliage léger et quelquefois tissu bakélisé ou nylon .
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Table des matières
INTRODUCTION
PROBLEMATIQUE
CHAPITRE I DESCRIPTION DES ROULEMENTS
I- Introduction
I-1 Composition
I-2 Désignations
I-3 Charges supportées par les roulements
I-4 Principaux types de roulements
I-5 Nature des efforts
I-6 Choix du roulement
I-7 Calcul des efforts extérieurs
I-8 Capacité de charge des roulements
I-9 Calcul des charges sur les roulements
I-10 Calcul des charges équivalentes
I-11 Les roulements à rouleaux conique
I-12 Lubrification
I-13 Etat d’une entité
I-14 Avarie et lubrification des roulements
I-15 Conclusion
CHAPITRE II THEORIE SUR LES VIBRATIONS
Introduction
II-1 Qu’est-ce qu’une vibration
II-2 Vibrations et grandeurs caractéristiques
II-3 Fréquence
II-4 Amplitude
II-5 Nature des vibrations
II-6 Indicateurs des vibrations de type périodique
II-7 Représentation et traitement du signal
II-8 Dépistage
II-9 Diagnostic
II-10 Défauts spécifiques aux roulements
II-11 Différentes approches de la maintenance pour minimiser les défaillances des roulements
II-12 Conclusion
CHAPITRE III MESURE ET ANALYSE DU NIVEAU VIBRATOIRE DES ROULEMENTS
III-1 Origine et détection des incidents
III-1.1 Introduction
III-1.2 Aspect fréquentiel de la vibration des roulements
III-1.3 Facteur de crête
III-2 Application de l’analyse vibratoire aux machine tournantes
III-2.1 Logiciel d’analyse CM-400
III-2.2 Enregistrement des mesures
III-2.3 Description des modules
III-3 Exemple de contrôle de vibrations de quelques machines
III-4 Conclusion
Recommandation
Conclusion général
