Usure et corrosion des roulements de combat

La lutte contre la corrosion est difficile et certaines industries y sont plus sensibles que d'autres. L'évitement et la prévention sont particulièrement importants dans les applications de traitement des aliments, des boissons et des médicaments où les dommages causés par une invasion corrosive sont coûteux. La corrosion est dommageable à partir d'une grande variété de points de vue. Il affaiblit les matériaux de base, limite la longévité de la machine, est peu attrayant sur le plan cosmétique, peut créer des impuretés résultantes et peut finalement avoir un impact sur la production. De nombreux fabricants de produits de transmission de puissance recherchent continuellement des méthodes et des moyens de gagner cette bataille.

Les offres de produits de paliers montés ont considérablement changé au cours des 15 dernières années. De nombreux fabricants de roulements ont écouté les besoins de leurs clients et ont développé des roulements abordables qui offrent une capacité de charge élevée, ainsi qu'une longévité et une résistance à la corrosion. Les fabricants ont concentré leurs efforts sur l'amélioration des boîtiers de roulement, des chemins de roulement, des joints de roulement et même de la cage de roulement.

L'un des principaux défis des fabricants de roulements est de fournir des produits qui maximisent la protection contre la corrosion, tout en maintenant la résistance du matériau et la capacité de charge. En règle générale, les matériaux dotés de propriétés de résistance à la corrosion supérieures n'ont pas les propriétés mécaniques, telles que la résistance et la dureté, requises pour un fonctionnement tolérable des roulements. À l'inverse, les aciers présentant des caractéristiques idéales pour le fonctionnement des roulements n'ont pas eu de performances satisfaisantes lorsqu'ils sont exposés à des environnements difficiles et à des produits chimiques réactifs.

En plus de la protection du boîtier, le roulement lui-même doit être pris en compte. Les aciers inoxydables sont proposés pour les bagues intérieures, les rouleaux et les bagues extérieures dans des qualités de matériaux telles que 420, 410, 303, 304 et le plus populaire, 440C. Cependant, de nombreux aciers inoxydables proposés ne conservent pas les mêmes capacités de charge que leurs homologues en acier ferreux. En conséquence, la capacité du roulement peut chuter jusqu'à 20 % en dessous des offres d'acier standard. Ainsi, ils sont plus pratiques pour les roulements à billes moins sollicités que les roulements à rouleaux plus sollicités. De plus, les aciers inoxydables ne sont pas inertes avec de nombreux produits chimiques et environnements. Par conséquent, de nombreuses offres de roulements à billes courantes incluent une option plaquée. Ces placages sont inclus sur les chemins de roulement des bagues intérieure et extérieure et varient du chromate de zinc et du nickel à faible teneur en phosphore aux composites de nickel et aux variations de chrome. Tout comme les boîtiers, le roulement doit être sélectionné pour l'application avec des attentes de performances équilibrées par rapport au coût et à la fonctionnalité. Les boîtiers de roulement sont disponibles dans des revêtements, des placages et des aciers inoxydables des séries 304 et 316, ainsi que des polymères non métalliques tels que le PBT, le polypropylène et résines polyamides. De nombreux polymères non métalliques sont souvent enrichis d'agents antimicrobiens qui aident à tuer les micro-organismes. Les revêtements courants utilisés sur les boîtiers de roulement en fonte ou en acier comprennent la peinture époxy en poudre, le nickel et le nylon. Certaines offres sont plus efficaces contre certains produits chimiques, charges et environnement général que d'autres. Par exemple, les boîtiers en acier inoxydable fonctionnent bien lorsqu'ils sont exposés à l'acétone, contrairement aux boîtiers PBT non métalliques. La clé est de sélectionner la bonne option de matériau de boîtier en fonction de l'application.

La plupart des produits résistants à la corrosion sont conçus et destinés à être utilisés dans les industries agroalimentaires. Dans ces applications, évitez de choisir un roulement avec des poches ou des vides dans et autour du boîtier où les aliments, l'humidité et la contamination peuvent être piégés. Ces zones favorisent la croissance des bactéries et peuvent favoriser la corrosion. Au lieu de cela, choisissez un roulement avec des pieds solides, des soubassements solides et une surface plane et lisse. Ce style est plus efficace pour repousser la contamination et empêcher l'accumulation de particules.

Au-delà de la protection contre la corrosion, la longévité du produit est également importante à prendre en compte. De nombreuses applications dans les industries alimentaires, des boissons et pharmaceutiques utilisent des processus de lavage avec une variété de produits chimiques pour tuer les bactéries et les micro-organismes. Ce processus de lavage peut être mortel pour un roulement qui n'est pas bien protégé. Les deux composants les plus critiques pour un fonctionnement réussi des roulements antifriction sont une lubrification efficace et une prévention de la contamination. Le lavage à haute pression menace ces deux composants. La pénétration d'humidité dans la cavité scellée du roulement détériorera la lubrification, corrodera les chemins de roulement et les rouleaux, dégradera les surfaces de contact et entraînera une défaillance prématurée des roulements. Par conséquent, le meilleur moyen d'éviter une défaillance des roulements est de protéger la stabilité du lubrifiant et d'empêcher la contamination de pénétrer dans la cavité du roulement grâce à un système d'étanchéité haut de gamme.

Il existe une variété de systèmes d'étanchéité disponibles avec les produits de lavage. Les joints les plus efficaces comprennent des protections en acier inoxydable 304 ou 316 qui comprennent un déflecteur rotatif et au moins trois lèvres de contact en élastomère de chaque côté du roulement. Les déflecteurs rotatifs aident à propulser les contaminants loin de la voie d'entrée du roulement. Plus le diamètre du déflecteur est grand, plus l'accélération centrifuge est utilisée, résultant en une étanchéité plus efficace. Ces déflecteurs peuvent également avoir des extensions de contact en élastomère. Les trois lèvres de contact du bouclier principal non rotatif sont conçues pour permettre à l'excès de graisse de s'écouler tout en empêchant l'humidité et les contaminants de s'y infiltrer. La pression de contact de chaque lèvre de joint est adaptée pour maximiser l'efficacité du joint, tout en minimisant la traînée pour permettre une large plage de vitesses de fonctionnement des roulements. Lorsque le roulement est lubrifié, la zone entre chaque lèvre de contact forme un barrage de graisse qui agit comme une barrière supplémentaire pour empêcher l'entrée de particules étrangères.

Une étanchéité supplémentaire est souvent utilisée avec des fermetures d'extrémité qui scellent complètement l'insert sur un côté du boîtier. Les fermetures s'enclenchent généralement en place et sont maintenues rigides par rapport au boîtier de roulement. Si l'arbre se termine au niveau du roulement, le roulement peut être complètement fermé et protégé. Si l'arbre continue au-delà du roulement, des fermetures d'extrémité sont disponibles qui permettent à l'arbre de s'étendre à travers eux. Ces fermetures à extrémité ouverte utilisent souvent un labyrinthe rotatif supplémentaire pour une protection et une fiabilité supplémentaires.

Certains des derniers développements en matière de roulements à billes incluent des conceptions de cage révolutionnaires, qui aident à canaliser et à protéger la lubrification à proximité des éléments roulants. Dans le cas où les pratiques de lavage permettent à l'humidité de compromettre la cavité scellée du roulement, la graisse pourrait être contaminée et épuisée. Les nouvelles cages créent des compartiments qui protègent le lubrifiant près des billes. Cela permet aux billes d'être en contact permanent avec une lubrification efficace. Le résultat est moins d'usure, une friction minimisée et moins de chaleur. À son tour, le roulement ne nécessite pas les intervalles de relubrification agressifs que nécessitent les roulements avec des cages standard. En conséquence, les investissements de l'utilisateur sont davantage protégés et l'efficacité de la lubrification est maximisée.

Une autre tactique efficace pour protéger les roulements à billes montés dans les environnements de lavage consiste à remplir la cavité scellée du roulement à 100 % avec de la graisse. Cela permet un réservoir de graisse plus grand, construit un plus grand barrage de graisse dans et autour de la zone du joint, diminue l'impact de l'invasion d'humidité dans la cavité du roulement et ajoute une plus grande fiabilité pour des intervalles de relubrification prolongés. La plupart de ces roulements sont également proposés avec une graisse de qualité alimentaire classée H1 pour un contact accidentel avec les aliments, ce qui les rend idéaux dans les machines de traitement des aliments, des boissons et des produits pharmaceutiques.

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