Rupture de la broche - Corrosion Fatigue |
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Lorsqu'une charge est appliquée à la chaîne, elle s'accumule entre la "face arrière" de l'axe et les parois intérieures du maillon ou de la douille. Si l'axe de chaîne fonctionne dans des conditions où il y a de l'eau, des composés acido-basiques ou des situations où l'eau génère de l'acide, et s'il n'est pas protégé, les zones exposées de l'axe sont susceptibles d'être corrodées et piquées. Comme tout élément structurel, l'axe de chaîne se plie légèrement sous l'effet de la charge. Dans ce cas, la surface arrière de l'axe est étirée ou sous tension, et si l'axe a déjà été corrodé, chaque creux devient un point de concentration des contraintes.
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Usure des goupilles - Abrasion, lubrification insuffisante ou défaillance |
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La présence de matériaux abrasifs ou d'un film d'huile inefficace entre les surfaces des roulements accélère l'usure. L'axe illustré ici fonctionne dans une chaîne de transmission de puissance exposée au sable et à la saleté. Ces matériaux abrasifs pénètrent dans les maillons et provoquent une usure rapide de l'axe, ce qui réduit considérablement la durée de vie de la chaîne.
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Éraflure des goupilles - Film d'huile insuffisant entre les surfaces de roulement |
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Si le film d'huile est insuffisant pour supporter la charge ou si la lubrification cesse pour une raison quelconque, l'axe de la chaîne devient rugueux. Naturellement, l'intensité de l'usure dépend du degré et de la durée du contact métal-métal. Même une courte période de fonctionnement dans des conditions de charge inhabituellement sévères ou à des vitesses très élevées peut entraîner une usure précoce ou modérée. Ce type d'éraflures peut ne pas affecter de manière significative la durée de vie de la chaîne et, si des mesures préventives sont prises à temps, la situation peut ne pas s'aggraver. Une usure plus importante peut être observée lorsque les chaînes à usage intensif fonctionnent à des vitesses très élevées ou très basses. À des vitesses élevées, l'usure des axes peut se produire parce que le temps entre les cycles de charge est insuffisant pour former un film d'huile adéquat. À très basse vitesse, la pression élevée des roulements peut faire sortir le lubrifiant, et des charges lourdes continues peuvent empêcher le lubrifiant de se reformer entre les surfaces des roulements. Certaines variations de charge et de vitesse permettent généralement au lubrifiant de fonctionner efficacement, réduisant ainsi la tendance à l'usure des goupilles.
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Cisaillement des goupilles - Surcharge soudaine et sévère |
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Si une séparation des broches se produit, elle peut généralement être attribuée à une surcharge soudaine et anormale. Un blocage inattendu est une cause fréquente. Comme le montre l'illustration, une forte charge d'impact a été appliquée à une chaîne déjà lourdement chargée, ce qui a entraîné le cisaillement de l'axe. Le cisaillement de l'axe se caractérise par une section transversale ronde et relativement lisse. Comme le cisaillement d'un axe peut être attribué à des conditions de charge anormales, la cause peut généralement être identifiée et des mesures préventives peuvent être prises.
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Pliage des goupilles - Surcharge |
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La flexion de l'axe résulte généralement de l'application d'une charge soudaine suffisamment forte pour provoquer une déformation permanente, mais insuffisante pour provoquer un cisaillement de l'axe. Cela se produit lorsque la chaîne d'entraînement fonctionne au-delà de sa capacité de charge nominale. Ce phénomène est observable sur les chaînes de convoyage à usage intensif, où une augmentation soudaine de la charge d'impact dépasse la capacité de travail normale de la chaîne. Des mesures correctives sont généralement prises pour réduire la gravité ou la probabilité de la surcharge.
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Érosion des goupilles et des douilles - Eau, matériaux abrasifs et corrosifs |
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Les surfaces d'appui des maillons de la chaîne peuvent se corroder lorsque la chaîne fonctionne en présence d'eau, de matériaux abrasifs et corrosifs. L'étendue et la vitesse de l'érosion dépendent de la gravité des conditions. L'érosion est un processus continu au cours duquel les contaminants abrasifs et l'eau se combinent pour éliminer les particules d'acier de la surface du roulement, réduisant progressivement la section transversale de l'axe et de la bague.
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Grippage des joints - Corrosion, usure ou remplissage des joints |
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Si les surfaces de roulement sont fortement corrodées ou usées, ou si les espaces entre les pièces de l'articulation sont remplis de matériaux susceptibles de durcir, les articulations sont susceptibles de se gripper ou de coller. Lorsque la chaîne s'articule sur le pignon, les pièces de l'articulation peuvent se desserrer. Dans le cas d'un engagement rigide de l'articulation, une rupture par torsion de l'axe ou une déchirure du trou primitif de la plaque latérale peut se produire. Les articulations de la chaîne peuvent également se gripper ou coller en raison de l'usure si la chaîne fonctionne au-delà de ses limites de vitesse. Un revêtement protecteur peut être utilisé pour prévenir la rouille et le grippage potentiel lorsque la chaîne est soumise à un fonctionnement intermittent ou à des périodes d'inactivité prolongées.
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Fatigue des plaques latérales aux points de tangage - Chargement cyclique |
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La rupture par fatigue de la plaque latérale commence par de très petites fissures sur les bords des trous de calage. Des cycles de charge répétés propagent progressivement les fissures vers l'extérieur jusqu'à ce que la plaque latérale soit suffisamment affaiblie pour se rompre complètement. La rupture par fatigue se caractérise par une série de courbes concentriques dans une zone présentant l'aspect d'une fracture fragile. Une analyse approfondie de toutes les conditions de fonctionnement est généralement nécessaire pour trouver une solution efficace.
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Fatigue des rouleaux - Corrosion, usure ou remplissage des joints |
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Un certain impact se produit lorsque le pignon entre en contact avec les dents du pignon. Si les conditions de fonctionnement impliquent de lourdes charges et des vitesses élevées, l'impact de l'engagement des dents peut être sévère, générant une force suffisante pour provoquer une forte contrainte sur la surface du rouleau. Des impacts répétés peuvent entraîner des fissures de fatigue. Finalement, le galet peut se rompre en raison de la fatigue du métal. La réduction de la charge et de la vitesse permet souvent de surmonter la fatigue des rouleaux.
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Rouleaux ou bagues écrasés en raison d'une charge élevée |
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En raison de l'allongement du pas, les chaînes très usées peuvent ne plus s'asseoir correctement sur leurs pignons. Certains rouleaux (ou douilles) peuvent entrer en contact avec les pointes des dents du pignon, appliquant une charge suffisante pour écraser les rouleaux ou les douilles. Lorsque ce type d'engagement est observé, la chaîne doit être remplacée pour éviter d'endommager excessivement le pignon. Une surcharge importante due à un blocage inattendu peut également écraser les rouleaux ou les bagues. Dans ce cas, des mesures correctives sont généralement prises pour éviter que l'incident ne se reproduise.
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Usure des maillons - glissement entre la roue de traction et la chaîne |
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Pour les élévateurs à godets et d'autres applications, des roues de traction moins coûteuses sont souvent utilisées à la place des pignons. Une traction adéquate entre la chaîne et la roue motrice est essentielle pour un fonctionnement efficace. La liaison illustrée est utilisée dans un élévateur à godets manipulant des produits abrasifs durs. L'usure importante observée est due à un glissement pendant les périodes de charge maximale. Dans ce cas, la traction était insuffisante pour entraîner efficacement la chaîne.
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Usure anormale de la chaîne, du pignon ou du rail - Désalignement |
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Des schémas d'usure inhabituels sur les chaînes indiquent généralement un défaut d'alignement, qui peut entraîner de graves dommages à la chaîne. Les types de désalignement les plus courants sont les suivants : En cas de désalignement, un côté de la chaîne est surchargé et la chaîne est forcée de se tordre ou de se déformer lorsqu'elle passe d'un pignon à l'autre. Une charge inégale de la chaîne peut entraîner l'usure des axes, la défaillance des plaques latérales ou une usure rapide. La meilleure mesure préventive contre les dommages causés à la chaîne par un mauvais alignement consiste à inspecter régulièrement le système d'entraînement et de convoyage.
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Allongement de la chaîne (ou étirement) - Surcharge de traction |
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Ce type d'allongement implique une déformation plastique, où le matériau de la plaque latérale est chargé au-delà de sa limite d'élasticité, mais pas de sa résistance ultime. En conséquence, les plaques latérales s'étirent en permanence mais ne se rompent pas. Si l'allongement du pas est important, la chaîne ne s'engrène plus correctement avec les pignons. Une surcharge de traction entraînant un allongement de la chaîne peut se produire lorsque l'équipement est contraint de fonctionner au-delà de sa capacité nominale, en raison de blocages inattendus ou pour d'autres raisons similaires. Des mesures correctives sont généralement prises pour éviter toute surcharge supplémentaire. Parfois, des dispositifs d'absorption des chocs peuvent être utilisés pour éviter de transmettre la surcharge à la chaîne.
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