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Améliorer la durée de vie de la chaîne de transmission

Par Tim Morrison 

Dans le monde de la maintenance des chaînes de transmission, il existe plusieurs situations qui réduisent considérablement la durée de vie des chaînes à rouleaux. Les chaînes qui échouent prématurément ont un impact qui affecte les résultats d'un fabricant en provoquant des temps d'arrêt coûteux et en réduisant le temps de production global disponible.

Les sites de fabrication doivent fonder les décisions d'achat de la chaîne non pas sur le prix unitaire initial, mais plutôt sur le coût total de possession. Étant donné que la chaîne est un composant portable, choisissez une marque qui permet à la fois des économies à long terme et réduit le besoin de produits de remplacement.

Parmi les nombreuses conditions de fonctionnement qui peuvent provoquer une usure prématurée de la chaîne et une défaillance ultime, aucune n'est plus prédominante que le manque de lubrification, les considérations relatives aux pignons et une mauvaise sélection de la chaîne.

Lubrification

Comme tous les composants métalliques qui s'usent les uns contre les autres, la surface de l'axe et de la bague d'une chaîne glisse l'une contre l'autre.

Lorsqu'une chaîne s'engage dans le pignon, la goupille et la bague s'usent l'une contre l'autre. Avec le temps, cette usure mécanique réduit le diamètre extérieur de la goupille et augmente le diamètre intérieur de la douille. Cela augmente progressivement le pas relatif entre le maillon d'axe et le maillon de rouleau et provoque l'augmentation de la longueur totale de la chaîne. Ceci est communément appelé étirement de la chaîne (voir Fig. 1).

Au fur et à mesure que l'étirement se produit, le pas croissant amène les rouleaux à « ramper » vers le haut de la face de la dent du pignon jusqu'à ce que la chaîne saute finalement une dent. L'étirement acceptable d'une chaîne dans une application d'entraînement dépend du grand nombre de dents du pignon (voir le tableau A). L'étirement acceptable pour une chaîne dans une application de convoyeur est de 2 %.

Les deux stratégies les plus efficaces pour empêcher l'étirement de la chaîne sont de bien lubrifier la chaîne ou d'utiliser une chaîne autolubrifiante.

Lubrification appropriée

Sélectionnez un lubrifiant dont la viscosité permet l'écoulement vers la zone de roulement de la chaîne (la zone critique entre l'axe et la bague). S'assurer que votre lubrification peut atteindre cette zone peut augmenter considérablement la durée de vie de la chaîne.

Selon la vitesse du système d'entraînement, la lubrification peut être fournie manuellement, dans un bain d'huile ou en utilisant une méthode d'injection forcée.

Assurez-vous que la chaîne est nettoyée périodiquement. Les débris laissés sur une chaîne peuvent rapidement s'accumuler au point d'empêcher la lubrification d'atteindre la zone de roulement.

De plus, sélectionnez une chaîne avec des fonctionnalités supplémentaires pour garantir que la lubrification est conservée dans la zone de la douille de goupille. Par exemple, les rainures de graissage exclusives de Tsubaki sur la surface intérieure du lubrifiant de piège à bague dans la zone critique de la bague de la goupille (voir Fig. 2).

Chaîne autolubrifiante

Dans les opérations où la lubrification n'est pas pratique ou autorisée, utilisez une chaîne autolubrifiante (la série Lambda de Tsubaki en est un exemple). Lambda utilise une bague en métal fritté imprégnée d'huile. Lorsque la goupille entre en contact avec la douille pendant l'articulation du pignon, l'huile dans la douille forme une barrière empêchant l'usure de la douille. La chaîne Lambda offre une durée de vie 14 fois supérieure à celle d'une chaîne non lubrifiée.

Dans les cas où la chaîne standard est correctement lubrifiée, Lambda offrira une durée de vie équivalente sans le coût supplémentaire de la lubrification. La chaîne est idéale pour les applications où les contaminants empêchent les chaînes d'être correctement lubrifiées, les facteurs environnementaux empêchent la lubrification conventionnelle, ou où le contact accidentel avec les produits finaux doit être évité.

Considérations relatives aux pignons

Installer et utiliser une chaîne sur des pignons qui ne sont pas correctement alignés est une recette pour un désastre (voir Fig. 3). La conception de base de la chaîne est de transmettre la force le long de sa ligne de pas. L'exécution d'une chaîne sur des pignons mal alignés introduit une charge latérale et fait que la goupille s'engage dans la bague de travers au lieu de tout droit. Cela provoque la concentration de la pression d'appui en un point le long de la broche au lieu de sur toute sa surface. Souvent, les axes de chaîne se cisaillent au bord de la bague à cause de ce phénomène.

De plus, pensez à installer de nouveaux pignons lors du remplacement de votre chaîne. Cela peut sembler être un conseil coûteux à première vue ; il est courant de remplacer plusieurs chaînes avant de changer les pignons.

En général, une chaîne fonctionnera sur un pignon usé. Cependant, c'est un exemple de la loi des rendements décroissants. Généralement, pour chaque nouvelle chaîne mise sur un pignon usé, la durée de vie globale de la chaîne est réduite. Faire cela plusieurs fois a généralement pour résultat que la chaîne ne dure qu'une fraction de la durée de vie d'origine. Vérifiez l'épaisseur de la dent au diamètre du cercle primitif (PCD) et assurez-vous qu'elle ne tombe pas en dessous de celle indiquée dans le tableau B.

Sélection de chaîne

Enfin, une cause majeure de défaillance de la chaîne commence dès le processus de sélection — en ne prenant pas en compte toutes les opérations qui sont critiques pour une utilisation réussie de la chaîne dans les applications industrielles.

Si la chaîne est utilisée dans une application existante, comment échoue-t-elle ? Est-ce qu'il s'use ou se casse? Si elle s'étire, la chaîne est-elle correctement lubrifiée ? Peut-il être correctement lubrifié ? La taille est-elle suffisamment adaptée pour gérer la puissance ou la traction de chaîne requise ? Comment la chaîne a-t-elle été sélectionnée ? Était-ce basé sur sa résistance à la traction ou la charge maximale admissible ?

Si la chaîne se brise, est-ce qu'elle se rompt en raison d'une rupture de traction ou de fatigue ? Pouvez-vous faire la différence en le regardant? Une chaîne Super serait-elle plus adaptée ? Les super chaînes sont conçues pour supporter les charges de choc mais sacrifient la résistance à l'usure dans le processus. Cependant, si la chaîne se brise réellement, l'étirement n'est généralement pas un problème.

Celles-ci, ainsi qu'une myriade d'autres questions, jouent un rôle important pour garantir que la chaîne correcte est sélectionnée dès le départ. C'est pourquoi il est crucial d'aligner vos opérations avec un fabricant spécialisé dans les chaînes de résolution de problèmes.

Tim Morrison est le directeur du soutien technique pour Tsubaki of Canada Ltd., Mississauga, ON. Pour plus d'informations, visitez www.tsubaki.ca.

Retrouvez l'article original sur le site Web MRO 


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