Cet article (basé sur la norme ISO 15243) est consacré à l’électro-érosion, mais qu’est-ce que c’est ? Par électro-érosion, on entend une modification locale de la structure et l’élimination de matériau de la surface de contact. Cette modification de la structure est provoquée par des courants électriques.
L’électro-érosion est toujours le point de départ d’une augmentation du bruit de la machine et provoque, le cas échéant, des défaillances prématurées des roulements et des arrêts imprévus de la machine. En raison de sa similitude visuelle, elle ne doit pas être confondue avec le faux effet Brinell. Dans l’ensemble, l’électro-érosion est d’ailleurs particulièrement fréquente sur les roulements à billes à gorge profonde, car ceux-ci sont souvent montés dans les moteurs électriques et les générateurs. Et d’où vient l’électricité maintenant ? Les causes possibles sont par exemple un flux magnétique asymétrique dans le moteur, un câblage non blindé ou un convertisseur de fréquence à commutation rapide. Selon la norme ISO 15243, il existe deux formes d’électro-érosion : le passage du courant et les courants de fuite.
Passage du courant
Lorsque la tension électrique dépasse la résistance d’isolation des composants du roulement, il se produit un courant électrique qui circule d’une bague à l’autre en passant par les corps roulants et à travers le film lubrifiant. Pendant ce temps, une décharge électrique concentrée se produit (arc électrique). L’échauffement local qui se forme alors, et qui se produit d’ailleurs pendant une courte durée, entraîne une fusion de la zone de contact et un soudage des surfaces en contact. La liaison ainsi créée est à nouveau rompue peu après, car le roulement continue de tourner. Ce processus se déroule en continu. Finalement, le passage du courant est visible sur la surface sous forme de cratères alignés. Ces cratères peuvent atteindre un diamètre de 500 µm.
Courants de fuite
Un courant de fuite est un flux de courant incontrôlable et indésirable qui est présent en permanence. Les courants de fuite se caractérisent par la formation de cratères sur les surfaces, qui sont très proches les uns des autres et se distinguent en même temps par un diamètre très faible de quelques µm. Des rainures se forment aussi bien sur les chemins de roulement que sur les corps roulants (rouleaux), car le courant est transmis sur toute la zone de contact. On parle alors d’une ellipse de contact pour les roulements à billes et d’une ligne pour les roulements à rouleaux. Les billes présentent des décolorations sombres et la surface semble mate. Si l’on examine ensuite les billes au microscope, on trouvera des cratères de fusion et en plus, l’état du lubrifiant se sera détérioré.
Dans le cas de l’électro-érosion, c’est un passage de courant dans le roulement qui est responsable de l’apparition des dommages, comme vous pouvez le voir sur ce roulement à billes à contact oblique.
Prévention de l'électro-érosion
Le risque d’électro-érosion peut être réduit si l’arbre, le logement et/ou le(s) roulement(s) est/sont doté(s) d’une isolation appropriée. Une possibilité est d’utiliser des roulements revêtus de céramique ou de plastique, par exemple la série de roulements 7MC3 de NTN avec revêtement céramique. De tels roulements enrobés peuvent parfois être utilisés dans les générateurs d’énergie éolienne. En général, l’utilisation de corps roulants en céramique permet d’éviter leur soudage sur les bagues.
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