Compétences en ingénierie

Une durée de service plus longue pour les roulements SKF Explorer

Guidés par les besoins dans des applications industrielles exigeantes, SKF a mis au point un nouveau procédé de traitement thermique désormais utilisé pour toute la gamme des roulements à rotule sur rouleaux SKF (Fig. 1). Cet acier innovant permet d’obtenir une résistance accrue à l’usure tout en conservant la même dureté pouvant se traduire par une durée de service des roulements jusqu’à deux fois plus longue, en particulier dans des applications soumises à une contamination élevée ou à une lubrification insuffisante.

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Résumé

Des avancées technologiques en matière de traitement de l’acier ont permis à SKF d’améliorer encore les performances de ses roulements à rotule sur rouleaux SKF Explorer. Grâce à un traitement thermique breveté, les roulements SKF Explorer – Nouvelle génération peuvent atteindre une durée de service jusqu’à deux fois plus longue dans des conditions hostiles, de lubrification insuffisante ou de forte contamination. Plus résistants à l’usure, ils offrent des performances supérieures dans une gamme étendue d’applications industrielles exigeantes.

Contact commercial

Johan Ander, johan.ander@skf.com

Avec le lancement de sa classe de performance Explorer en 1999, SKF établit de nouveaux standards en termes d’endurance et de performance des roulements.
Des améliorations au niveau des matériaux, de la conception et de la fabrication permettent aux ingénieurs et scientifiques SKF d’optimiser l’efficacité de la lubrification et de minimiser le frottement, l’usure et les effets de la contamination. Il en résulte une nouvelle classe de performance de roulements caractérisée par une capacité de charge supérieure et une durée de service plus longue. Les performances supérieures de cette classe sont confirmées et validées par des organismes de certification de renom : le certificat 72736 est délivré le 10/05/2006 par Germanisher Lloyd et le certificat CPN-1441-1, également le 10/05/2006, par Det Norske Veritas (Fig. 2).
Du côté des matériaux, les roulements à rotule sur rouleaux SKF Explorer sont fabriqués dans un acier pour roulements extrêmement propre et homogène, issu d’un traitement thermique unique. La pureté de l’acier est la clé de la résistance et de la durée de vie exceptionnelles des roulements SKF Explorer. Cette combinaison optimale de dureté et de stabilité dimensionnelle a pu être obtenue grâce au traitement thermique.
Ces améliorations décisives des performances du matériau sont intégrées dans un nouveau concept de roulement alliant par ailleurs des états de surface optimisés et des tolérances resserrées au niveau de sa géométrie interne. SKF réalise en outre des investissements significatifs concernant ses processus de fabrication.
Toutes ces avancées se traduisent par une gamme de roulements à rotule sur rouleaux à faible frottement, dotés d’une capacité de charge élevée et d’une conception qui minimise les contraintes.
Depuis l’introduction des roulements à rotule sur rouleaux SKF Explorer, la classe de performance SKF Explorer s’est élargie à d’autres types de roulements parmi lesquels les roulements à rouleaux coniques, les roulements à rouleaux cylindriques, les roulements rigides à billes et les roulements à billes à contact oblique. Aujourd’hui, tous les roulements à rotule sur rouleaux standard, les roulements à rouleaux toroïdaux CARB et la plupart des butées à rotule sur rouleaux sont fabriqués dans la classe de performance SKF Explorer.

Plus de performances grâce au traitement thermique
Aujourd’hui, SKF vient encore d’améliorer le procédé de traitement thermique utilisé pour les roulements à rotule sur rouleaux (Fig. 1) afin de les rendre plus résistants à l’usure. Ce procédé permet d’allonger la durée de service dans pratiquement n’importe quelle application où la fiabilité et la longévité constituent des paramètres opérationnels clés. Cependant, c’est dans les applications industrielles, soumises à une contamination élevée ou à une lubrification insuffisante, que les bénéfices sont les plus patents. Les exemples les plus typiques d’applications sont fournis par la métallurgie, l’exploitation minière, la minéralurgie et l’industrie du ciment, l’énergie éolienne et les équipements maritimes, les transmissions industrielles et le matériel de manutention.
Pour atteindre ce nouveau niveau de performance, les ingénieurs SKF sont parvenus à adapter le procédé de traitement thermique pour augmenter la dureté jusqu’à 2 HRC (selon la taille du roulement) tout en conservant ou en améliorant la résistance.
Cette caractéristique est particulièrement importante pour les roulements de moyenne et grande dimensions utilisés dans les équipements de transformation.
La solidité accrue se traduit par un intervalle de temps plus long entre l’identification des premiers signes d’endommagement et le moment où le roulement devient inutilisable. Ce temps supplémentaire permet aux utilisateurs finaux de suivre l’état du roulement tout en préparant les réparations, ce qui supprime pratiquement tout risque d’arrêt imprévu et réduit les coûts supplémentaires qui en découlent généralement.

Des essais de validation approfondis
Le nouveau procédé de traitement thermique se traduit par une meilleure résistance à l’usure des roulements SKF Explorer – Nouvelle génération par rapport aux roulements SKF Explorer actuels. Des essais intensifs ont été effectués dans des centres d’essai au sein de SKF et de KTH (l’Institut royal de technologie) à Stockholm, en Suède, pour valider les améliorations en termes de performance. Les résultats des essais (Fig. 3) confirment la résistance à l’usure supérieure offerte par les roulements à rotule sur rouleaux SKF Explorer – Nouvelle génération.
D’autres essais, réalisés au sein du Centre de recherche SKF afin de vérifier la durée de vie supérieure des roulements à rotule sur rouleaux SKF Explorer – Nouvelle génération dans des conditions de lubrification médiocre (Fig. 4), indiquent que ceux-ci peuvent durer jusqu’à deux fois plus longtemps que les roulements SKF Explorer actuels. Concernant les performances dans un environnement pollué, des essais d’endurance (Fig. 5) effectués au Centre de recherche SKF montrent un possible doublement de la durée de service pour les roulements SKF Explorer – Nouvelle génération par rapport aux roulements actuels.
Afin de vérifier le comportement positif des roulements à rotule sur rouleaux SKF Explorer dans le contexte d’une défaillance, des tests de fracture traversante des bagues ont été réalisés. Dans le cadre de ces essais, des roulements SKF Explorer – Nouvelle génération ont été comparés à des roulements SKF Explorer actuels.
Les résultats illustrés par la Fig. 5 indiquent que la profondeur moyenne des craquelures radiales au niveau de la fracture traversante des bagues des roulements SKF Explorer – Nouvelle génération est plus importante que dans les roulements SKF Explorer actuels. Le délai entre l’écaillage initial et la fracture traversante des roulements SKF Explorer – Nouvelle génération de moyenne et grande dimensions, est, par conséquent, allongé. Ce mode de défaillance prolongé peut permettre, dans le cadre d’un programme de maintenance proactive, de réduire de manière considérable les temps d’arrêts imprévus.
La résistance des épaulements de butées à rotule sur rouleaux SKF Explorer – Nouvelle génération a été testée par rapport aux butées à rotule sur rouleaux SKF Explorer actuelles (Fig. 7). Alors que les épaulements se fracturent sur ces dernières, les premières présentent seulement un écaillage et continuent de fonctionner jusqu’à atteindre une durée de service deux fois plus longue.
Même si les roulements employés dans les équipements de transformation ne sont pas utilisés jusqu’à la fracture traversante, ces essais montrent qu’une fois les premiers signes d’endommagement détectés, les roulements SKF Explorer – Nouvelle génération, comparés aux roulements SKF Explorer actuels, continuent à fonctionner et laissent plus de temps pour planifier l’arrêt-machine, commander les pièces et préparer l’intervention, réduisant ainsi les temps d’arrêts et les coûts associés.

Conclusion
La contribution apportée par le nouveau procédé de traitement thermique se manifeste par une résistance à l’usure nettement améliorée.
Les utilisateurs finaux bénéficient ainsi d’une durée de disponibilité supérieure de leurs équipements dans les environnements de travail les plus hostiles et exigeants, du secteur de l’énergie éolienne à la métallurgie.

CARB est une marque déposée du Groupe SKF. SKF EXPLORER est une marque du Groupe SKF.