L'installation correcte des roulements maximise la durée de vie dans les applications critiques

Afin d'exploiter tout le potentiel que les roulements ont à offrir, ils doivent être correctement installés en utilisant les outils appropriés. Les répercussions d'un roulement mal monté peuvent être catastrophiques, dit Martin Wakelin

L'installation correcte des roulements peut faire gagner du temps et augmenter considérablement la durée de vie des roulements, tout en maximisant la disponibilité des installations et des machines critiques en évitant les pannes coûteuses.

La clé ici est de s'assurer que les outils appropriés pour le montage des roulements sont à portée de main pour l'ingénieur au stade de l'installation/de l'assemblage.

L'utilisation des outils appropriés garantit que les roulements sont montés facilement et rapidement sans endommager les roulements ou l'équipement environnant et de manière sûre et fiable.

Plus l'application est critique, plus il est important de s'assurer que les roulements sont montés correctement du premier coup, à chaque fois. Les roulements à gorge en V, par exemple, sont largement utilisés dans les applications aérospatiales et de sport automobile.

Sur les cellules d'aéronefs, les roulements à rainures en V sont utilisés dans des zones critiques telles que les volets des actionneurs et le train d'atterrissage. Dans les applications de sport automobile, les roulements à rainures en V sont utilisés dans les systèmes de suspension et les entretoises.

En utilisant les outils d'installation les plus appropriés, le roulement peut être mieux installé dans le logement, remplira mieux sa fonction et sera beaucoup moins susceptible d'être endommagé.

Les images ci-dessus illustrent les différentes finitions fournies par les outils de piquetage à enclume traditionnels et les outils de sertissage à trois rouleaux.

L'outil à trois rouleaux de piquet de rouleau a fourni une surface uniforme, lisse et semblable à un miroir à la lèvre d'emboutissage sur le roulement.

Pratiquement aucun écart n'est visible entre les deux composants. Ceci est en contraste frappant avec la solution fournie par l'outil d'enclume, où la surface n'est pas aussi lisse que l'outil à trois rouleaux et un espace évident entre la lèvre emboutie et le logement suggérerait une rétention et un accouplement inférieurs entre le roulement et le logement.

Ce qui n'est pas évident à partir des images, mais qui peut résulter de l'utilisation d'outils plus basiques, ce sont des problèmes tels que l'abrasion, les bords cisaillés, les jauges et les micro-fissures. Ces problèmes surviennent principalement parce que les forces utilisées pour les outils de piquetage à enclume et l'ampleur de la contrainte du matériau sont beaucoup plus importantes par rapport aux outils d'estampage à trois rouleaux, qui sollicitent beaucoup moins le matériau en provoquant la déformation du matériau par petits incréments plutôt que de forcer un grand changement en un seul mouvement.

Le résultat collectif de ces facteurs est qu'en utilisant un outil de rétreint à trois rouleaux, le roulement est mieux assis dans le logement, mieux à même de remplir sa fonction et moins susceptible d'être endommagé.

Types d'outils d'installation de roulements

Un certain nombre d'outils différents d'emboutissage, de coupe et d'installation/de retrait de roulements sont disponibles, ainsi que des outils de test de charge d'épreuve et de couple de rupture pour l'installation, le test et le retrait corrects des roulements, manchons et boîtiers sphériques rainurés ou lisses.

Ces outils peuvent être utilisés pour effectuer diverses opérations telles que l'emboutissage de roulements, le filage de roulements, l'emboutissage de rouleaux, le piquetage de roulements, le piquetage de billes, le piquetage d'enclume, le piquetage de burin, le piquetage de rainures en V, le chargement d'épreuve et les tests de charge. Si un outil particulier n'est pas disponible en stock, certains fournisseurs peuvent fournir des outils de roulement sur mesure sur des livraisons rapides pour des tâches d'installation de roulements spécifiques.

Outils de sertissage à trois rouleaux

Les outils d'estampage à trois rouleaux ou à rouleaux ont été développés comme une amélioration des méthodes traditionnelles d'enclume ou d'estampage à deux roues. Ces outils offrent l'avantage de permettre aux trois éléments roulants de l'outil de mieux entrer en contact avec la surface de la rainure en V du roulement à l'angle correct, permettant à la rainure en V de se replier dans le logement.

Les outils traditionnels à deux rouleaux et à enclume peuvent endommager la lèvre de la rainure en V. L'outil à trois rouleaux utilise une combinaison de pression vers le bas et de rotation des rouleaux. Les galets poussent le matériau de la rainure en V de la bague extérieure du roulement contre le boîtier afin de le localiser avec précision et en toute sécurité.

Les outils à piquet ou à trois rouleaux sont généralement disponibles en style Drill-Press ou portable. Ces deux types d'outils sont normalement fournis avec des enclumes de positionnement primaire et secondaire.

Outils de coupe

Le retrait précis d'un roulement de son logement est tout aussi important qu'une installation correcte. Les outils de coupe sont spécifiquement adaptés à chaque taille de roulement afin de retirer uniquement le roulement lui-même avec un minimum ou aucun dommage au logement.

Les outils de coupe de roulement à rainure en V, par exemple, doivent être conçus pour fonctionner en coupant dans la rainure en V estampée du roulement. Cette coupe dans la rainure en V du roulement affaiblit la lèvre du roulement qui a été pressée contre le boîtier de sorte qu'elle s'effondre facilement dans l'alésage lorsque le roulement est extrait.

Les outils de coupe doivent être conçus de manière à ce que la fraise ne coupe que le roulement et préserve ainsi l'intégrité du logement. Généralement disponible sous forme d'outils de style portable ou de perceuse à colonne.

Outils d'installation et de retrait

Les outils d'installation et de retrait sont conçus pour insérer et positionner un roulement avec précision avant le sertissage et pour retirer soigneusement le roulement une fois la lèvre sertie retirée. L'outil maintient le roulement perpendiculaire au logement pour s'assurer que le logement n'est pas endommagé pendant le processus d'installation ou de retrait. Si les roulements sont simplement enfoncés dans le logement, les arêtes vives du roulement pourraient marquer l'alésage du logement.

Si les ajustements du boîtier sont conçus pour être lâches, un outil d'installation ne sera pas nécessaire. Cependant, généralement, le démontage d'un roulement nécessitera toujours un outil, car la lèvre emboutie exercera une bonne pression contre le logement même s'il a été coupé. Les outils de coupe sont conçus pour permettre à la lèvre de la rainure en V de s'effondrer, mais le roulement a toujours besoin d'une force appliquée pour que le roulement se libère.

Outils de test

Des tests tels que des tests de charge d'épreuve et de couple de rupture sont normalement requis dans le cadre de la certification de remplacement des roulements par la plupart des équipementiers.

Le but du test est de vérifier que l'installation correcte a eu lieu des roulements de remplacement. Les outils de test peuvent être adaptés aux spécifications OE ou fabriqués sur mesure pour les spécifications non OEM.

Outils de chargement de preuve

Les outils de chargement d'épreuves sont généralement disponibles sous forme d'outils portables ou de style presse. Les outils de style presse se présentent sous la forme de coupelles de poussoir et de récepteur pour soutenir le roulement tout en étant chargé de pression pendant les tests.

Les outils de style presse sont idéaux pour toutes les spécifications où des charges incrémentielles précises doivent être appliquées car ils maintiennent solidement le roulement et répartissent uniformément la charge pour fournir des résultats de test précis. Chaque taille de roulement nécessite son propre poussoir et sa propre cuvette réceptrice afin de faire correspondre avec précision la rainure de sertissage et le logement de chaque roulement.

Les outils de chargement d'épreuves portables prennent normalement la forme d'un affichage électronique portatif, de coupelles réceptrices, d'une cellule de charge et d'une jauge DTi. Ces unités hautement mobiles permettent, si nécessaire, le chargement d'essai des roulements nouvellement installés sans qu'il soit nécessaire de retirer complètement le composant de son assemblage.

Chaque unité est fournie avec une cellule de charge spécifique au roulement utilisé et calibrée en fonction de la valeur de charge appropriée requise par la spécification.

Les écrans portables électroniques peuvent être calibrés pour fonctionner avec un certain nombre de cellules de pesée, ce qui réduit les coûts, car un seul affichage peut être renvoyé pour réétalonnage et des cellules de pesée supplémentaires ajoutées à sa bibliothèque ne nécessitant que l'achat d'une cellule de pesée supplémentaire. Les outils de chargement d'épreuves électroniques sont généralement fournis avec des jauges DTI pour la mesure de déplacement.

Outils de test de couple de décollement

Les outils de test de couple de rupture utilisent une clé dynamométrique spéciale qui, tout en maintenant le roulement, mesure la force nécessaire pour faire tourner la bille une fois le roulement installé dans son logement. Ces outils sont normalement légers, compacts et peuvent facilement être utilisés sur des composants déjà installés dans l'application.

Les testeurs de couple de rupture et les coupelles de récepteur sont fabriqués sur commande pour aider à mesurer l'efficacité par rapport aux exigences des spécifications du client. En règle générale, le matériel qui retient le roulement et les limites de couple de l'outil peuvent être personnalisés pour l'application spécifique.

Plusieurs dispositifs de retenue et cuvettes réceptrices peuvent être utilisés avec un seul outil dynamométrique, ce qui permet de maintenir les coûts globaux à un faible niveau.

Martin Wakelin est directeur des ventes chezFabrication Carter Ltée.