Montage et démontage

•
Montage et démontage
NTN
15. Montage et démontage
Les roulements sont des pièces de précision
fabriquées avec soin, il faut donc les manipuler avec
précaution.
La pénétration des particules étrangères, d’humidité,
ainsi que tous les chocs doivent être évités.
15.2.1 Préparatifs pour le montage des roulements
Lors du montage d’un roulement, l’aire de travail doit
être propre et sèche. Avant le montage, pollution,
bavures, copeaux, etc. doivent être complètement ôtés
des surfaces d’arbre et de logement. Les roulements
miniatures doivent être montés en salle blanche si
possible.
De plus, il faut vérifier les tolérances dimensionnelles
et de profil, ainsi que la rugosité de surface.
Les roulements doivent être laissés dans leur
emballage d’origine jusqu’au moment de leur montage.
Si on utilise des roulements avec une lubrification à la
graisse, il faut les monter sans enlever le produit anticorrosion. Si on utilise des roulements avec une
lubrification à l’huile, ou si la lubrification est altérée par
un mélan ge de graisse et de produit anti-corrosion, il
faut monter le roulement après avoir enlevé entièrement
le produit anti-corrosion à l’aide d’un produit de nettoyage
adapté. Si l’emballage a été endommagé, il faut laver et
sécher le roulement. Il ne faut jamais laver les
roulements protégés et étanches.
15.1 Stockage
Les roulements neufs sont protégés contre la
corrosion et sont emballés de façon étanche. Il faut les
stocker sur un rayonnage propre dans un local sec, à
température ambiante et où le taux d’hygrométrie doit
être inférieur à 60%. Dans ces conditions, leur utilisation
reste possible pendant de nombreuses années.
15.2 Montage des roulements
Le montage des roulements sur l’arbre et dans le
logement à l’aide de coups portés sur les bagues est
à proscrire. (Voir figure 15.1). Les efforts de
montage doivent être répartis sur l’ensemble de la
circonférence de la bague. Lorsqu’on procède
simultanément au montage d’un roulement sur l’arbre
et dans le logement, il ne faut pas transmettre l’effort
par l’intermédiaire des corps roulants afin d’éviter le
marquage des pistes. (Voir figure 15.2)
15.2.2 Montage des roulements à alésage
cylindrique
Le montage des bagues intérieures de petits et
moyens roulements standard peut se faire sans chauffage,
comme le montre la figure 15.3. L’utilisation d’une presse mécanique ou hydraulique est conseillée mais à
défaut, l’utilisation d’un marteau est possible.
Pour le montage d’un roulement non-démontable à la
fois sur l’arbre et dans le logement, il est conseillé
d’utiliser une rondelle qui permet de répartir également
les efforts sur les bagues, comme le montre la figure
15.4. Pour le montage de gros roulements ou en cas de
serrage important sur l’arbre, on procédera au montage
avec chauffage. La différence de température nécessaire
entre l’arbre et le roulement dépend des ajustements. La
figure 15.5 montre la relation entre la dilatation
thermique, la différence de température et le serrage
maxi pour l’ajustement considéré.
Figure 15.1
Rondelle de
répartition
d’effort
Figure 15.3 : Montage avec
appui sur la
bague intérieure
Figure 15.2
A-88
Figure 15.4 : Montage avec
appui sur les deux
bagues
simultanément
•
Montage et démontage
280
60
240
200
r6
Bague
intérieure
220
40
220
260
50
240
80
70
E lé
de vation
t e m la
°C pérat
u re
280
260
Dilatation de la bague intérieure μm
NTN
30
180
200
180
160
160
140
p6
140
120
n6
120
100
m6
100
80
80
60
k5
60
40
j5
40
20
Extracteur
Figure 15.6 : Démontage de la bague intérieure à l’aide d’un
chauffage par induction
20
50
100 150 200 250 300 350 400 450
500 550 600
Alésage du roulement mm
Figure 15.5 : Elévation de température nécessaire
La température du roulement ne doit en aucun cas
dépasser 120°C afin d’éviter la déformation géométrique et le changement de structure de la matière.
En général, le chauffage se fait par bain d’huile.
Cette méthode ne doit pas être appliquée aux roulements graissés et munis d’étanchéités.
Les roulements ne doivent pas être mis en contact
direct avec les éléments chauffants. Des appareils de
chauffage électrique ainsi que des étuves sont idéales
pour le chauffage des roulements.
Le chauffage des bagues intérieures de roulements
rouleaux cylindriques du type NU, NJ ou NUP avec ou
sans épaulement se fait à l’aide d’un appareil de chauffage par induction. Cette méthode est recommandée
pour le montage et le démontage de grandes séries de
roulements.
Lors du refroidissement, les roulements doivent
être maintenus axialement contre les épaulements
afin d’éviter qu’un jeu n’apparaisse entre les faces
d’appui, lors de la rétraction de la matière.
Comme le montre la figure 15.6, un extracteur ou
un autre outil peuvent aussi être utilisés pour démonter
la bague intérieure avec un chauffage par induction.
15.2.3 Montage de roulements à alésage conique
Les roulements à alésage conique de faibles
dimensions sont montés soit sur des portées coniques,
soit sur des manchons de serrage ou de démontage.
L’écrou est serré à l’aide d’une clé à ergot. (Voir figure 15.7)
Afin de vaincre les efforts considérables nécessaires
au montage de gros roulements, on utilise généralement
des éléments à commande hydraulique.
Le frottement de surface et le couple de serrage
pour monter un roulement à alésage conique sur un
arbre conique diminuent en injectant une huile de haute
pression entre les surfaces de contact. (Voir figure 15.8)
a) Montage sur une portée conique b) Montage sur un manchon de serrage
c) Montage sur un manchon de démontage
Figure 15.7 : Méthodes de montage à l’aide d’écrous
Figure 15.8 : Montage à l’aide d’une injection d’huile
A-89
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Montage et démontage
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Figure 15.10 : Montage à l’aide d’un manchon de démontage
hydraulique
a) Montage sur portée conique
b) Montage sur manchon de serrage
Cale d’épaisseur
c ) Montage sur un manchon de démontage
Figure 15.11 : Méthode de mesure du jeu radial pour les
roulements à rotule sur rouleaux
Figure 15.9 : Montage hydraulique
La figure 15.9 a), montre le principe de montage avec
un écrou hydraulique qui pousse le roulement sur la
portée conique
Les figures 15.9 b), et c) montrent l’utilisation d’un
écrou hydraulique avec des manchons de serrage ou de
démontage.
Sur la figure 15.10 on peut voir un montage à l’aide
d’un manchon de démontage hydraulique.
Avec des roulements à alésage conique, comme la
bague intérieure se déplace axialement sur l’arbre, sur
le manchon de serrage ou de démontage, l’interférence
de serrage augmente et le jeu radial interne du roulement diminue. La mesure de la réduction du jeu interne
initial, proportionnelle à l’enfoncement du manchon est
le meilleur moyen de contrôle de l’efficacité du serrage.
Comme le montre la figure 15.11 le jeu radial doit être
mesuré avant et après le montage au moyen de cales
d’épaisseur calibrées. Avant chaque mesure, il faut faire
tourner le roulement de quelques tours afin de mettre en
place les éléments roulants. Le jeu est mesuré dans la
zone non chargée entre les rouleaux et la piste de la
bague extérieure, sur les deux rangées. Les valeurs
trouvées doivent être identiques pour les deux rangées.
Le tableau 15.1 donne les valeurs de réduction du jeu
radial qui garantissent un serrage correct ainsi que le
déplacement axial correspondant.
Si le roulement est soumis à des chocs très importants, des vitesses de rotation élevées ou des différences de température entre la bague intérieure et la bague
extérieure importantes, un jeu radial C3 ou supérieur est
nécessaire. Le tableau 15.1 donne les valeurs maximales
de réduction de jeu lors du montage. Pour ces
conditions de fonctionnement, il faut que le jeu après
montage soit supérieur aux valeurs minimales indiquées
dans le tableau 15.1.
15.2.4 Montage des bagues extérieures
Les bagues extérieures des roulements de faibles
dimensions, légèrement serrées dans le logement,
peuvent être montées à la presse. Dans certains cas
particuliers, il peut être nécessaire de refroidir la bague
extérieure, à l’aide d’un produit cryogène. Le procédé
nécessite un suivi rigoureux après montage afin d’éviter
la corrosion due à la condensation. Après montage, les
différentes pièces doivent être séchées et enduites d’un
produit anti-corrosion. Il est possible, pour faciliter le
montage dans certains cas, de chauffer le logement.
15.3 Ajustement du jeu interne
Comme le montre la figure 15.12, le réglage du jeu
axial d’un ensemble de roulements à rouleaux coniques
se faite par serrage ou desserrage de l’écrou.
Pour ajuster le jeu ou la précharge, on peut contrôler
la course de l’écrou comme le montre la figure 15.13.
Une autre méthode consiste à mesurer le couple de
traînée de l’arbre ou du logement lors du serrage de
l’écrou, ou d’insérer des cales de réglage entre couvercle
et logement comme le montre la figure 15.14.
A-90
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Montage et démontage
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Tableau 15.1 : Déplacement axial et réduction du jeu des roulements à rotule sur rouleaux à alésage conique.
Cote nominale de
l’alésage du roulement
d
Jusqu’à
Au-dessus de
Déplacement axial
Réduction du jeu radial
Conicité 1 : 12
Unité : mm
Jeu radial minimum
après montage
Conicité 1 : 30
Min
Max
Min
Max
Min
Max
CN
C3
C4
—
—
—
0.015
0.02
0.025
0.025
0.03
0.035
0.04
0.05
0.055
30
40
50
40
50
65
0.02
0.025
0.03
0.025
0.03
0.035
0.35
0.4
0.45
0.4
0.45
0.6
—
—
—
65
80
100
80
100
120
0.04
0.045
0.05
0.045
0.055
0.06
0.6
0.7
0.75
0.7
0.8
0.9
—
—
1.75
1.9
2.25
2.25
0.025
0.035
0.05
0.04
0.05
0.065
0.07
0.08
0.1
120
140
160
140
160
180
0.065
0.075
0.08
0.075
0.09
0.1
1.1
1.2
1.3
1.2
1.4
1.6
2.75
3
3.25
3
3.75
4
0.055
0.055
0.06
0.08
0.09
0.1
0.11
0.13
0.15
180
200
225
200
225
250
0.09
0.1
0.11
0.11
0.12
0.13
1.4
1.6
1.7
1.7
1.9
2
3.5
4
4.25
4.25
4.75
5
0.07
0.08
0.09
0.1
0.12
0.13
0.16
0.18
0.2
250
280
315
280
315
355
0.12
0.13
0.15
0.15
0.16
0.18
1.9
2
2.4
2.4
2.5
2.8
4.75
5
6
6
6.25
7
0.1
0.11
0.12
0.14
0.15
0.17
0.22
0.24
0.26
355
400
450
400
450
500
0.17
0.2
0.21
0.21
0.24
0.26
2.6
3.1
3.3
3.3
3.7
4
6.5
7.75
8.25
8.25
9.25
10
0.13
0.13
0.16
0.19
0.2
0.23
0.29
0.31
0.35
500
560
630
560
630
710
0.24
0.26
0.3
0.3
0.33
0.37
3.7
4
4.6
4.6
5.1
5.7
9.25
10
11.5
11.5
12.5
14.5
0.17
0.2
0.21
0.25
0.29
0.31
0.36
0.41
0.45
710
800
900
800
900
1,000
0.34
0.37
0.41
0.43
0.47
0.53
5.3
5.7
6.3
6.7
7.3
8.2
13.3
14.3
15.8
16.5
18.5
20.5
0.23
0.27
0.3
0.35
0.39
0.43
0.51
0.57
0.64
1,000
1,120
1,120
1,250
0.45
0.49
0.58
0.63
6.8
7.4
8.7
9.4
17
18.5
22.5
24.5
0.32
0.34
0.48
0.54
0.7
0.77
Figure 15.12 : Ajustement du jeu axial interne
Cale
Figure 15.13 : Mesure de l’ajustement du jeu axial interne
Figure 15.14 : Ajustement du jeu interne à l’aide de cales
A-91
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Montage et démontage
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15.4 Essais après montage
Afin de vérifier le montage des roulements, il est
nécessaire d’effectuer des essais en rotation. L’arbre ou
le logement doit d’abord être mis en rotation à la main.
Si cette opération ne révèle aucune anomalie, on peut
démarrer à faible vitesse sans charge et élever la
vitesse progressivement jusqu’à la valeur nominale.
Une rotation irrégulière, des claquements, des
craquements, des chocs, ou une élévation de
température sont les signes d’une anomalie. Il faut
alors immédiatement stopper la rotation et
rechercher les origines du problème.
Le niveau sonore et les vibrations peuvent être
contrôlés en plaçant un stéthoscope sur le roulement ou
le logement. Le bruit typique d’un roulement fonctionnant
normalement est un ronronnement. Tout bruit métallique
ou irrégulier du roulement révèle une défaillance
quelconque. Dans ce cas, la cause éventuelle de cette
défaillance peut être déterminée en mesurant l’amplitude
des vibrations et la fréquence à l’aide d’analyseurs de
fréquence.
L’élévation de la température du roulement peut être
mesurée sur le logement, mais une meilleure précision
est obtenue en prenant la température sur la bague
extérieure.
L’élévation de température doit être régulière jusqu’à la
stabilisation. Une élévation de température rapide ou
continue, ou une température anormalement élevée
révèle une défaillance. Dans ce cas, un contrôle minutieux est nécessaire.
(a)
(b)
Figure 15.15 : Démontage à l’aide d’un extracteur
Figure 15.16 : Démontage à l’aide d’une presse
15.5 Démontage du roulement
Lors des travaux d’entretien périodiques, il est parfois
nécessaire de procéder au démontage des roulements.
Lorsque les roulements doivent être réutilisés, la
conception de l’arbre et du logement doit permettre un
démontage non destructif. L’emploi d’outils adaptés est
essentiel. Si l’une ou l’autre bague est montée serrée
dans le logement ou sur l’arbre, l’effort d’extraction doit
toujours être appliqué sur la bague en question. En
aucun cas, l’effort d’extraction ne doit être transmis
par les corps roulants et ce, afin de ne pas
endommager les pistes des bagues ainsi que les
surfaces des corps roulants.
Rainure
Rainure
Figure 15.17 : Dégagements pour l’extraction
15.5.1 Démontage des roulements à alésage
cylindrique
Les bagues intérieures des petits roulements peuvent
être démontées à l’aide d’une presse ou d’un extracteur
comme indiqué sur les figures 15.15 a) et b) et 15.16.
Afin de faciliter le démontage et d’éviter la destruction
du roulement, la présence de dégagements au niveau de
l’arbre et du logement est idéale (voir figures 15.17 et
15.18). La présence d’un taraudage au niveau des
logements facilite également le démontage (voir figure
15.19).
Rainure
Figure 15.18 : Dégagements pour le démontage des bagues
extérieures
A-92
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Montage et démontage
NTN
Les roulements de grande taille montés serrés et en
fonction depuis un certain temps nécessitent un effort
d’extraction très important. La présence de corrosion de
contact ne facilite pas le démontage, c’est pourquoi l’utilisation d’un procédé hydraulique est conseillée (voir
figure 15.20)
Les bagues intérieures des roulements à rouleaux
cylindriques du type NU, NJ et NUP peuvent être extraites à l’aide d’un appareil de chauffage par induction.(voir
figure 15.6). Cette méthode permet de démonter facilement des roulements de dimensions identiques.
15.5.2 Démontage des roulements à alésage conique
Les roulements de petites dimensions montés sur
manchon conique peuvent être démontés à l’aide du
dispositif illustré par la figure 15.21. Les roulements
montés sur manchon de démontage peuvent être
démontés à l’aide d’un écrou (voir figure 15.22).
Le démontage des roulements de grandes dimensions
est facilité par la méthode hydraulique. La figure 15.23
montre le démontage d’un roulement à alésage conique
d’une portée conique par injection d’huile sous pression
jusqu’à dilatation de la bague intérieure.
Chasse-goupille
Figure 15.19 : Démontage à l’aide de taraudages
Figure 15.21 : Démontage du roulement à l’aide d’un manchon
Pression
hydraulique
Pression
hydraulique
Figure 15.20 : Démontage par pression hydraulique
Figure 15.22 : Démontage du roulement à l’aide d’un manchon
de démontage
Chasse-goupille
Figure 15.23 : Démontage du roulement par pression hydraulique
A-93
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Montage et démontage
NTN
La figure 15.24 montre deux méthodes de démontage
avec manchons de serrage ou manchon de démontage
avec écrou hydraulique. La figure 15.25 montre
l’utilisation d’un manchon de démontage hydraulique,
l’action combinée de l’huile injectée sous pression et de la
rotation de l’écrou permet le démontage.
15.6 Contrôle et entretien du roulement
Afin que l’efficacité du roulement soit maximale et que
sa durée de vie soit la plus longue possible, il faut entretenir
le roulement et effectuer des contrôles réguliers.
Ceci permet de prévenir les casses prématurées des
roulements, et d’augmenter leur productivité et efficacité.
Les mesures suivantes sont généralement prises pour
entretenir les roulements.
L’entretien nécessite des outils de contrôle et des
inspections dont la fréquence varie selon l’importance de
la machine ou de l’outil.
15.6.1 Inspection de la machine en fonctionnement
L’intervalle de regraissage ou de remplacement du
lubrifiant est déterminé en fonction de sa nature et par le
contrôle de la température du roulement et du niveau
sonore ou vibratoire.
a ) Démontage du manchon de serrage
15.6.2 Observation du roulement après utilisation
Il faut être attentif à tout problème qui peut apparaître
après l’utilisation du roulement, ou lors d’inspections de
routine, et prendre les mesures nécessaires pour
empêcher la réapparition du problème découvert. Pour
identifier les avaries des roulements ainsi que les actions
correctives en découlant, veuillez vous reporter à la
section 16.
b ) Démontage du manchon de démontage
Figure 15.24 : Démontage par écrou hydraulique
Figure 15.25 : Démontage par manchon de démontage
hydraulique
A-94