Quelles sont les formes de rupture des bagues de roulement ?

 

Le problème courant des bagues de roulement est la rupture, et cette rupture peut être analysée sous deux aspects : la rupture par défaut et la rupture par usure. La première peut être analysée principalement à partir de problèmes liés aux matières premières et au processus de fabrication, tandis que la seconde est causée par la transition de fatigue et d’autres facteurs.

 

Tout d'abord, nous pouvons examiner les causes de la rupture par défaut de la bague de roulement :

1. Lorsque des défauts tels que l'inclusion de matière première, le relâchement, la ségrégation d'éléments fragiles ou la précipitation de liquide de carbure, la réticulation, le rubanement et une homogénéité et une ségrégation malheureuses ne sont pas éliminés ou améliorés lors du traitement, ils provoqueront une concentration de contraintes, affaibliront la résistance de base de la virole et deviendront la source de fissures.

 

Solution : La mesure préventive consiste à s'en tenir à l'approvisionnement par le circuit principal, à essayer d'acheter de l'acier de qualité stable et fiable, à renforcer l'inspection en entrepôt de l'acier acheté et à le vérifier à la source.

 

Deuxièmement, il existe des fissures dans le processus de broyage

 

Solution : Renforcer le contrôle du processus de rectification. La bague de roulement finie ne doit présenter aucune brûlure ni fissure de rectification, en particulier sur la surface de contact de la bague intérieure lors du changement de conicité. Si la bague est décapée, elle doit être inspectée minutieusement et les résidus de rectification éliminés. Les bagues présentant des brûlures importantes ne peuvent être réparées ou, si la réparation est non conforme, doivent être mises au rebut. Les bagues présentant des brûlures de rectification ne doivent pas être utilisées pour l’assemblage.

 

3. Traitement thermique inadéquat

 

Méthode de traitement : Afin de remédier aux défauts tels que les zones molles des bagues de palier de taille moyenne et grande, la composition et les performances de l’huile de trempe doivent être déterminées. Celles qui ne répondent pas aux exigences doivent être remplacées par une huile de trempe rapide afin d’améliorer l’efficacité du bain de trempe et les conditions de refroidissement. Un revenu rigoureux est ensuite appliqué. Pour les bagues présentant davantage de fractures, un second revenu est effectué après l’ébauche de la virole. Ce revenu permet non seulement de stabiliser la structure et les dimensions de la virole, mais aussi de réduire les contraintes d’usinage et d’améliorer la qualité de la couche métamorphique.

 

Les bagues de roulement se cassent souvent en cours d'utilisation, et il existe trois principaux types de rupture : la rupture par fatigue, la rupture par surcharge et la rupture thermique.

 

1. Fracture de fatigue

 

Sous l'effet de charges alternées et d'impacts, la contrainte de la bague de roulement (en particulier la bague extérieure) dépasse continuellement la limite de résistance à la fatigue du matériau, ce qui provoque des fissures de fatigue. Ces fissures finissent par se propager jusqu'à une rupture à la contrainte maximale de la pièce. Ce phénomène se produit généralement dans la zone de contact de la bague extérieure, car celle-ci est généralement montée avec un jeu dans l'alésage du palier. Le palier, de forme elliptique et variable, est particulièrement vulnérable à la rupture par fatigue sous l'effet de charges alternées et d'impacts.

 

2. Rupture par surcharge

 

Comme pour la rupture par fatigue, lorsque la contrainte appliquée au roulement dépasse la résistance à la traction du matériau, des fissures apparaissent dans la bague intérieure. Ceci est généralement dû à une installation incorrecte, comme une inclinaison du roulement lors de son installation, entraînant une charge excentrée et, par conséquent, une rupture par surcharge localisée. De plus, un serrage excessif lors de l'installation peut provoquer la fissuration et le détachement du roulement, également appelé fissuration par surcharge. Le cas le plus fréquent est celui d'un roulement monté avec un jeu excessif. Ce jeu excessif peut également entraîner la fissuration de la bague (principalement pour les roulements cylindriques à quatre rangées). Un jeu trop important engendre une contrainte excessive dans la bague intérieure, en particulier pour les bagues de faible épaisseur (< 12 mm). Un jeu trop important peut même conduire à une fissuration axiale de la bague intérieure.

 

3. Fracture thermique

 

La rupture thermique est principalement due au frottement de glissement entre les pièces en contact avec la face d'extrémité de la bague de roulement. Sous l'action d'une force axiale, ce frottement produit une chaleur intense, entraînant des brûlures et une décoloration de la face d'extrémité. Le frottement et la chaleur intense provoquent des fissures sur la face d'extrémité de la bague de roulement. Ces fissures sont caractérisées par une orientation perpendiculaire à la direction du frottement. Ces mêmes fissures ont également un impact plus important sur la bague intérieure de faible épaisseur (< 12 mm), en particulier sur les roulements de cylindres de laminoirs à grande ou moyenne vitesse.

 

L'étude du phénomène de rupture annulaire ne doit pas seulement prendre en compte les défauts générés dans le matériau et le processus de production, mais aussi étudier et analyser les dimensions structurelles des pièces du roulement, les méthodes de traitement et de mesure, la technologie de traitement, les conditions de service du roulement et d'autres facteurs.

 

1. Structure et conditions de service des roulements. Différentes structures conviennent à différentes conditions de service ; la structure des pièces de roulement est différente et leur technologie de traitement n’est pas la même, ce qui affecte également leur qualité.

 

2. Renforcer la recherche sur les procédés, améliorer la technologie de traitement, améliorer la qualité du traitement et réduire les risques de défauts de fabrication.

 

3. Améliorer les méthodes de contrôle des procédés et promouvoir l'amélioration de la qualité des procédés.

 

Lorsque la contrainte agissant sur la bague de roulement est supérieure à la résistance à la traction du matériau ou à la limite de résistance à la fatigue du matériau, la bague se fissure et la fissure finit par s'étendre jusqu'à une certaine mesure, entraînant une séparation complète d'une partie de la pièce, ce que l'on appelle fissuration ou rupture.