Aperçu des erreurs de roulements

Dans les entreprises de production, on entend souvent dire: ‘Ce sont toujours ces maudits roulements qui lâchent’. Mais avant de jeter la pierre au premier qui passe, il convient de d’abord tout remettre dans son contexte. Les roulements sont les bêtes de somme qui actionnent nos machines. Et comme souvent, ce sont ces mêmes bêtes qui pâtissent en premier des éventuels problèmes. Mais même si ça dérape, nous avons beaucoup à apprendre des causes. D’où cette question à se poser: qu’est-ce que je peux apprendre d’un roulement?

IDENTIFIER LES ERREURS N'A RIEN D'UNE SCIENCE EXACTE

Malheureusement, l’identification des erreurs n’a rien d’une science exacte. Les causes peuvent énormément varier: mauvaise lubrification, montage incorrect, mauvais fonctionnement de l’installation, un impact de l’extérieur, une surchauffe, un mauvais réglage de l’axe, ou même une erreur de production interne. Une autre difficulté consiste à évaluer les conséquences et à les ramener à une des causes. Cela nécessite une certaine expérience et de bonnes connaissances sur le fonctionnement des roulements. Dans ce qui suit, nous allons nous intéresser à un problème spécifique et à ses causes possibles.

Rouille

La combinaison entre humidité et températures élevées sert de terreau idéal à la rouille ou la corrosion. La corrosion se manifeste sous la forme de dégâts couleur rouille. La prévention de la corrosion se fait en évitant la contamination avec l’humidité, et une bonne étanchéité peut ici jouer un rôle important.

Ecaillage

L’écaillage se distingue par le détachement de petites pellicules de la surface des roulements ou de contact. La surface du composant est alors érodée et irrégulière. Les causes peuvent être nombreuses: vieillissement, un impact de l’extérieur, surcharge ou présence d’éléments contaminants. Des roulements mal alignés peuvent aussi s’écailler. Il n’est pas toujours nécessaire de remplacer un roulement qui présente des traces d‘écaillage, mais il faut agir pour toutefois en assurer le bon fonctionnement. On conseille en général de vérifier que la charge ne soit pas trop importante, ou que le système soit suffisamment lubrifié, ou encore que les roulements soient bien alignés.

Peeling

Le peeling ressemble à de petites taches abîmées. De petites fissures peuvent apparaître autour des taches. La cause la plus fréquente est une mauvaise lubrification, mais ce phénomène peut aussi s’expliquer par une différence de dureté entre le matériau qui compose le roulement, et celui des autres éléments.

Empreintes

Les empreintes sont une longue rainure dans la surface du roulement. Les causes sont princi­palement une charge ou une précharge excessive, ce qui fait glisser le roulement dans sa cage. Pour solutionner ce problème, il faut donc vérifier la charge, la lubrification, et corriger le réglage de l’axe et de la cage.

Grippage

Le grippage laisse apparaître plusieurs rayures sur la surface, toutes dans la même direction. Ce phénomène résulte d’une mauvaise lubrification, si bien que le roulement continue de glisser. Il faut faire attention lorsque la charge est trop faible par rapport à la vitesse de rotation. Parfois, la température augmente tellement que le roulement peut se déformer.

Denting/pitting

Dans le cas du denting et du pitting, de petites anomalies apparaissent à la surface du roulement. Elles résultent de la présence de petites particules métalliques. La solution peut être soit de changer le lubrifiant, soit de revoir l’étanchéité pour qu’il n’y ait pas de risque de contamination.

Cassures

Si de petits morceaux se cassent à un certain point, cela peut être à cause d’une charge trop importante, mais souvent, c’est à cause de la manipulation du roulement avant et pendant l’installation. En effet, il peut avoir été manipulé sans précaution ou installé avec de mauvais outils de montage.

Contraction

En cas de contraction, un jeu apparaît entre les anneaux intérieur et extérieur suite à la déformation du matériau des roulements. La contraction est un phénomène naturel souvent observé, et les températures élevées et les fortes charges peuvent encore accélérer le processus.

Usure

Certains causes n’ont pas de solution, à l’instar de l’usure. Mais en respectant à la lettre les recom­mandations d’installation, de maintenance et d’utilisation, vous pouvez encore allonger sensiblement la durée de vie de vos roulements. L’usure se traduit également par une évolution progressive des dommages sur les billes, la surface de roulement et la cage à force des frottements.

Fissures

Les fissures sur roulement viennent indubitablement d’une erreur d’installation, comme un mauvais alignement, la mauvaise forme de l’axe ou une installation mal effectuée. Il faut alors impérativement remplacer le roulement abîmé.

Cage endommagée

Il est très difficile d’identifier la cause lorsque la cage est endommagée, car tous les éventuels problèmes que nous avons déjà soulevés, peuvent être en cause: surcharge, mauvais alignement, vitesse trop élevée, accélération soudaine, mauvaise lubrification, trop peu de lubrifiant, trop de lubrifiant, installation mal réalisée, … Et la solution n’est pas simple non plus. Il faudra analyser les vibrations, l’huile et/ou les températures pour éventuellement solutionner.

Usure de contact

L’usure de contact résulte en une coloration foncée à la surface où les billes sont en contact avec la surface de roulement. Cette coloration brun foncé à noire caractéristique résulte de la surchauffe, lorsqu’il n’y a pas assez de lubrifiant.

Vibrations

A l’arrêt, il n’y a pas de couche de lubrifiant entre les billes et la bande de roulement. Les vibrations plus loin dans l’installation peuvent mettre les surfaces en contact. De petites particules peuvent alors apparaître en surface et endommager la bande de roulement. On utilise alors le terme anglais ‘false brinelling’ pour parler de ce phénomène. Souvent, les zones abîmées changent de couleur à cause de l’oxydation.

Corrosion électrique

La corrosion électrique est un problème rela­tivement récent. Si un courant électrique passe dans le roulement, il se peut que les transferts entre anneaux intérieur et extérieur soient à l’origine d’étincelles. S’ensuit alors une forte hausse de la température qui cause des brûlures des surfaces, et dans le pire des cas, qui peut déformer le métal. La corrosion électrique est plus fréquente depuis l’utilisation des régulateurs de vitesse par fréquence. Il convient donc de bien isoler le boîtier si un roulement se trouve à proximité. Les dégâts varient en fonction de la puissance du courant électrique, de la durée d’exposition, de la charge, de la vitesse de rotation et de la lubrification. La corrosion électrique et l’usure à cause des vibrations sont deux problèmes difficiles à distinguer l’un de l’autre.

L’objectif de la lubrification est double: d’une part, cela limite le frottement, et d’autre part, l’usure. Beaucoup se demandent ce qu’il vaut mieux utiliser: graisse ou huile. Le caractère plus fluide de l’huile implique une étanchéité plus poussée du boîtier, mais elle est plus efficace comme réfrigérant. En gros, on préfère la graisse, lorsque la température et la vitesse des roulements sont dans des valeurs normales. Si la vitesse ou les conditions de travail excluent l’utilisation de graisse, on se tournera vers l’huile.