Dans nos autres articles, vous avez peut-être déjà appris des faits intéressants sur des types de dommages comme le dommage de fatigue ou l’usure. Dans cet article, nous allons maintenant aborder un autre type de dommage : la déformation plastique. La déformation plastique peut être définie comme une déformation permanente due au dépassement de la limite d’élasticité. Cela peut généralement se produire de deux manières différentes :
- Surcharge
- Indentation par des particules
Surcharge
On parle de surcharge lorsque la pression hertzienne dans le contact du roulement est supérieure à la pression de contact admissible. Une manipulation inappropriée du roulement peut entraîner une déformation plastique (par exemple des coups de marteau pendant le montage). Les erreurs de montage, c’est-à-dire principalement les erreurs humaines, ne peuvent jamais être exclues à 100 %. Dans la pratique, il est recommandé de suivre une formation de montage chez un fabricant de roulements. On y explique comment et avec quel outil monter au mieux un roulement. Une surcharge peut se produire non seulement lorsque le roulement est à l’arrêt, mais aussi lorsqu’il est en fonctionnement dynamique. Une déformation plastique se forme ici en raison d’une (sur)charge dynamique (voir : charge dynamique de base C) ou suite à des chocs.
Charge statique de base C0 et sécurité statique S0
Le calcul de la sécurité statique S0 représente un facteur décisif pour exclure les déformations plastiques dues aux conditions de fonctionnement. Les fabricants de roulements recommandent certaines valeurs pour la sécurité statique S0 en fonction de l’application. On trouve des recommandations à ce sujet dans les catalogues des fabricants de roulements (par ex. catalogue NTN). Celle-ci peut être calculée à l’aide de la formule suivante.
Formule 17:
S0 = C0 / P0
Formule 2 (voir aussi : calcul de la durée de vie):
P0 = X0 x Fr + Y0 x Fa
La charge statique de base C0 se trouve dans le tableau des dimensions du fabricant de roulements concerné. Elle se rapporte à une charge limite statique définie, pour laquelle un certain niveau de déformation permanente apparaît.
La charge statique équivalente P0 peut être calculée pour les roulements radiaux à l’aide de la formule à droite.
S0 = sécurité statique
C0 = charge statique de base
P0 = charge statique équivalente
Indentation par des particules
Les corps roulants peuvent être recouverts de particules qui ont pénétré dans le roulement, par exemple en raison d’un manque de propreté ou d’une mauvaise manipulation, ou qui sont dues à l’usure en soi. On observe alors des déformations plastiques aussi bien sur les surfaces de roulement des bagues de roulement que sur les cops roulants (voir illustration).
La pénétration des particules dans la surface entraîne un déplacement de matière. Le corps roulant suivant roule à nouveau dessus. Si la hauteur du film lubrifiant n’est pas suffisante, il y a un contact direct entre le rebord de l’indentation et les corps roulants. Des pics de pression se produisent alors. Il en résulte une fatigue du matériau à ces endroits et un éclatement de la matière. Il en résulte un dommage par fatigue. De manière plus concrète, on peut comparer cela à un marathonien (ici : un roulement) qui aurait un caillou (ici : des particules étrangères) dans sa chaussure. Dans un tel cas, le coureur abandonnerait également prématurément.
L’ampleur et la forme de cette déformation plastique dépendent du type, de la taille et de la dureté des particules : on distingue les particules molles, les particules d’acier trempé ainsi que les particules minérales dures. Des exemples de ces trois types d’indentation par des particules figurent dans le tableau.
Type de particules | Exemples |
Particules molles | Fibres, élastomères/matières plastiques |
Particules d’acier trempé | A partir d’engrenages ou de roulements |
Particules minérales dures | Sable (silicate) |
Les particules dures sont celles qui provoquent le plus d’indentations par rapport aux autres types.
Même les plus petites particules de l’ordre du µ ont des conséquences graves, c’est pourquoi une propreté absolue est de rigueur lors du montage et de l’utilisation des roulements. Le lubrifiant doit être conservé dans les règles de l’art et n’être ouvert qu’avant le graissage. Une meilleure étanchéité peut également être une solution pour minimiser les impuretés dans le lubrifiant.
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