ASSEMBLAGES DE BOÎTIERS DE ROULEMENT PRÉFABRIQUÉS (CARTOUCHES)
QUELQUES COMMENTAIRES SUR L’ALIGNEMENT AUTOMATIQUE DE TOUS LES COMPOSANTS À L’INTÉRIEUR DU ROULEAU EN ACIER SOUDÉ
REMARQUES PRÉLIMINAIRES
Historiquement, les méthodes de fabrication traditionnelles des rouleaux de convoyeurs en acier soudé commencent par le soudage de deux boîtiers de roulement vides en acier embouti sur les deux extrémités opposées du tube du rouleau préparé. Puis, s’ensuivent une série d’opérations d’assemblage qui viennent compléter le processus de production.
Depuis l’introduction des assemblages préfabriqués de boîtiers de roulement (cartouche), nos clients basés au Royaume Uni ou à l’étranger n’utilisent plus cette méthode car ils ne considèrent plus l’utilisation de boîtiers de roulement comme une pratique d’excellence.
Les commentaires ci-dessous expliquent comment ce nouveau développement technique a permis d’améliorer considérablement le processus de fabrication des rouleaux en acier soudé.
1. DÉFAILLANCE DES ROULEAUX SUR LE TERRAIN
Comme tous les fabricants de rouleaux le savent à leurs dépens, le mauvais alignement axial est l’une des principales causes de défaillance des rouleaux sur le terrain. Le mauvais alignement de l’axe central de l’arbre du rouleau, en direction de l’axe central du rouleau lui-même, crée un
mouvement rotatif excentrique non désiré du rouleau autour de son axe central. Ce mauvais alignement axial peut également signifier que les axes centraux des roulements à rouleaux peuvent également être poussés à se désaligner à chaque extrémité de l’arbre. Sur les systèmes de
convoyeurs, de tels problèmes peuvent entraîner :
- une vibration harmonique non souhaitée de la courroie du convoyeur, entraînant elle-même d’autres problèmes tels que des renversements, une usure inégale de la courroie, etc.
- une charge préalable incontrôlée du roulement, l’usure du roulement, surchauffe du roulement, etc.
- En effectuant le positionnement par l’intermédiaire de l’axe central de l’arbre du rouleau, la distance entre le diamètre extérieur de la bride de la cartouche et, soit le diamètre interne de l’encoche usinée à l’extrémité du tube, soit le diamètre externe des extrémités du tube de rouleau lui-même, est une moyenne.
- Le cordon de soudure remplit complètement cet espace au cours du cycle de soudage, indépendamment du positionnement précis du diamètre externe de la bride contre l’extrémité du tube du rouleau.
La combinaison de tous ces effets va soit (dans le pire des cas) entraîner la défaillance très rapide du rouleau, soit (dans le meilleur des cas) réduire considérablement la durée de vie du rouleau. L’introduction des assemblages préfabriqués de boîtiers de roulement (cartouche) et la manière dont ce développement a affecté le procédé de fabrication des rouleaux ont largement contribué à minimiser ce problème pour le fabricant de rouleaux.
2. CONTRÔLE DE L’ALIGNEMENT AXIAL
Traditionnellement, au début du processus d’assemblage du rouleau, la soudure des deux boîtiers de roulement en acier vides sur les extrémités opposées du tube du rouleau, la méthode de positionnement primaire en termes de maintien de l’alignement axial du rouleau a été contrôlée par deux mandrins solides centraux inclus dans les deux ensembles d’outillage d’assemblage par soudage.
Ces deux ensembles d’outillage sont montés sur les deux têtes opposées d’une machine de soudage de rouleaux conventionnelle, chaque mandrin central travaillant en liaison avec son propre outillage externe correspondant qui est utilisé pour aligner l’axe central du tube du rouleau.
CARTOUCHES PRÉFABRIQUÉS DE BOÎTIERS DE ROULEMENT – QUELQUES COMMENTAIRES SUR L’ALIGNEMENT AXIAL AUTOMATIQUE DES COMPOSANTS DU ROULEAU
De tels mandrins centraux ont traditionnellement été conçus pour s’interfacer avec précision avec les alésages vides emboutis des deux boîtiers en acier. L’objectif principal était d’aligner les deux axes centraux des boîtiers avec l’axe central du tube du rouleau.
(Cependant, merci de vous référer à notre autre document de travail non officiel sur le sujet intitulé « Boîtiers de roulement à rouleaux en acier – Impossible d’emboutir un cercle parfait ! ») Avec l’introduction de la cartouche, ce point critique est maintenant déplacé vers l’axe central de l’arbre du rouleau lui-même.
Le mandrin solide central a été modernisé pour inclure un emboîtement femelle usiné avec précision afin de permettre le dépassement de l’arbre en saillie à partir des faces d’extrémité du rouleau, qui est pré-assemblé et pré-graissé.
3. NOUVEAU – ROULEAU DÉJÀ ASSEMBLÉ ET GRAISSÉ AVANT SOUDAGE
Pour les fabricants de rouleaux qui ne sont pas déjà clients de CCI Ltd, nous devons expliquer que le rouleau est déjà entièrement assemblé et graissé avant le cycle de soudage.
Par conséquent, on peut voir, par définition, qu’une fois que les fabricants ont adopté la nouvelle gamme de boîtiers de roulement préfabriqués ou cartouches pour produire leur gamme de rouleaux, leur propre procédé de fabrication a considérablement changé.
4. POURQUOI ET COMMENT ÇA MARCHE
Le fabricant de rouleaux aura préparé les extrémités de l’arbre du rouleau de manière très précise, produisant un diamètre d’arbre, grâce à un usinage ou à un meulage qui ne présente que quelques microns de tolérance, afin de correspondre à l’alésage ou au diamètre intérieur du roulement requis
pour produire les deux portées de roulement aux deux extrémités de l’arbre du rouleau.
De même, les douilles creuses à l’intérieur des deux mandrins centraux opposés de la nouvelle la tête d’usinage de la machine à souder sont très finement usinées, de manière à produire des diamètres intérieurs très précis, qui présentent eux aussi une tolérance de quelques microns par rapport aux diamètres extérieurs des deux extrémités préparées de l’arbre du rouleau.
En outre, les deux axes centraux des deux mandrins centraux opposés sont très précisément alignés l’un par rapport à l’autre autour de l’axe central de la machine de soudage de rouleaux (des laser sont maintenant couramment utilisés à cet effet) lorsque la machine de soudage est installée.
La cartouche du boîtier de roulement aura également été fabriquée avec la plus grande précision en termes d’alignement axial. Les tolérances très étroites de concentricité et d’excentricité des brides autour de l’axe central du composant sont des éléments essentiels dans la conception des
cartouches.
Par conséquent, lorsque l’outillage monté sur les deux têtes opposées de la machine de soudage de rouleaux à tête double serre tous les composants en place sur la machine avant la séquence de soudage (les diamètres intérieurs des deux mandrins centraux étant en interface avec les diamètres externes des saillies de l’arbre, ces deux diamètres présentant une tolérance très petites), il garantit automatiquement que tous les éléments du rouleau sont automatiquement alignés avec l’axe central de l’arbre du rouleau.
CARTOUCHES PRÉFABRIQUÉES DE BOÎTIERS DE ROULEMENT – QUELQUES COMMENTAIRES SUR L’ALIGNEMENT AXIAL AUTOMATIQUE DES COMPOSANTS DU ROULEAU
Autrement dit, les deux jeux opposés d’outillage à tête externe ont automatiquement aligné l’axe central du tube du rouleau avec l’axe central de la machine de soudage de rouleaux, alors que dans le même temps l’outillage central femelle a automatiquement aligné l’axe central de l’arbre du rouleau, et donc les axes centraux des deux roulements à rouleaux, avec également l’axe central de la machine de soudage de rouleaux.
Par conséquent, on peut maintenant affirmer que, pour la toute première fois, le processus d’alignement de tous les axes centraux de tous les éléments constitutifs du rouleau est non seulement automatique, mais surtout, contrôlé plus précisément automatiquement par rapport aux méthodes antérieures d’assemblage.
5. ASSEMBLAGE DÉSORMAIS CONTRÔLÉ AUTOMATIQUEMENT
En d’autres termes, l’opération d’assemblage avec une machine de soudage est maintenant l’opération d’assemblage final au sein d’un processus de fabrication plus rapide, ce qui assure automatiquement que tous les axes centraux de tous les composants du rouleau, c’est-à-dire l’arbre, les roulements et le tube, sont tous automatiquement alignés avec l’axe central de la machine de soudage.
Tous les problèmes des fabricants de rouleaux ne sont pas résolus (il reste encore les problèmes de limites de tolérance provenant du fabricant de tube de rouleau, concernant la linéarité, l’ovalisation, l’épaisseur de paroi, etc. ainsi que le contrôle rigoureux des tolérances d’usinage dans l’atelier, etc.), mais nous pouvons affirmer que de nombreux « travaux d’approximation » concernant l’alignement axial du roulement ont été supprimés pour le fabricant de rouleaux.
Enfin, cela ne peut aider que la reproductibilité de la qualité et l’accélération du procédé de
fabrication avec pour effet bénéfique supplémentaire la réduction des coûts indirects de chaque
rouleau produit.
6. AUTRES COMMENTAIRES
Cela signifie également que l’importance des dimensions/tolérances d’alésage du boîtier et des dimensions/tolérances du diamètre de la bride du boîtier n’est plus essentielle en matière de positionnement lors du processus de soudage.
Lorsque l’outillage central de tête de soudage récupère les saillies de l’arbre et serre les cartouches contre les faces externes opposées du tube du rouleau, les effets suivants sont observés :
