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Créé le 09.02
Roues de pont roulant à simple boudin vs double boudin : différences, applications et sélection
Roues de pont roulant à simple boudin vs double boudin : différences, applications et sélection
Introduction
Les roues de pont roulant sont des composants de roulement essentiels utilisés dans les ponts roulants, les portiques, les chariots de transfert et autres équipements de levage sur rails.
Parmi les différentes conceptions de roues de pont roulant, les roues à simple boudin et les roues à double boudin sont deux types courants.
Le boudin aide à guider la roue le long du rail et empêche un mouvement latéral excessif. Cependant, le nombre de boudins, le profil de la roue, la largeur du rail, la structure du pont et la disposition d'installation doivent être considérés ensemble.
Choisir le mauvais type de roue peut provoquer une usure anormale du boudin, des problèmes de contact avec le rail, une augmentation de la résistance au roulement, voire un déversement du pont.
Cet article explique les principales différences entre les roues de pont roulant à simple boudin et à double boudin, leurs applications et les facteurs clés pour une sélection correcte.
Qu'est-ce qu'une roue de pont à un seul boudin ?
Une roue de pont à un seul boudin possède un boudin sur un seul côté de la bande de roulement.
Le côté opposé n'a pas de boudin.
Cette conception est utilisée dans certains mécanismes de déplacement de ponts roulants où le guidage est assuré par la disposition des roues, le tracé des rails ou la roue correspondante du côté opposé.
Les roues à simple boudin peuvent être utilisées dans :
- systèmes de translation de pont roulant
- systèmes de translation de portique
- chariots de transfert
- équipements spéciaux sur rails
- chariots de pont personnalisés
Le côté du flanc doit être installé conformément à la conception de fonctionnement du pont roulant.
Qu'est-ce qu'une roue de pont roulant à double boudin ?
Une roue de pont roulant à double boudin possède des boudins des deux côtés de la bande de roulement.
Le rail passe entre les deux boudins.
Cette structure offre un guidage latéral des deux côtés et est largement utilisée dans de nombreuses applications de ponts roulants et de rails industriels.
Les roues à double boudin sont couramment utilisées dans :
- ponts roulants
- portiques
- chariots de bout robustes
- ponts roulants de sidérurgie
- chariots de transfert
- équipements ferroviaires industriels
La conception finale dépend toujours de la taille du rail, de la largeur de la bande de roulement, du jeu des boudins et de l'alignement du pont.
Différence structurelle principale
La différence la plus évidente est la disposition des boudins.
Roue à simple boudin
Une roue à simple boudin possède :
- un boudin
- un côté ouvert
- une surface de roulement pour le contact avec le rail
Roue à double boudin
Une roue à double boudin possède :
- deux boudins
- une bande de roulement située entre les boudins
- guidage latéral des deux côtés du rail
Le boudin lui-même n'est pas destiné à supporter en continu la charge verticale principale.
La charge principale doit être supportée par la bande de roulement et la zone de contact avec le rail.
Le boudin assure principalement le guidage latéral et aide à empêcher la roue de se déplacer excessivement sur les côtés.
Quelle est la fonction d'un boudin de roue de pont roulant ?
Le boudin de roue aide à contrôler le mouvement latéral entre la roue du pont roulant et le rail.
Ses fonctions peuvent inclure :
- maintenir la roue sur le rail
- assurer le guidage latéral
- limiter les mouvements latéraux excessifs
- aider à maintenir la trajectoire de roulement de la roue
- fournir une protection supplémentaire contre le déraillement dans le système conçu
Cependant, un contact fréquent ou continu du boudin avec le rail peut indiquer un problème d'alignement ou de fonctionnement.
Dans des conditions normales, le pont roulant doit fonctionner de manière fluide sans frottement sévère et continu des boudins.
Applications de roues à boudin simple
Les roues à boudin simple sont utiles dans les systèmes où la structure du pont roulant et la disposition des roues assurent déjà un guidage contrôlé.
Par exemple, selon la conception du pont roulant, le boudin peut être positionné vers l'intérieur ou l'extérieur du rail.
La disposition exacte doit suivre la conception d'origine du pont roulant.
Les roues à boudin simple peuvent convenir lorsque :
- le pont roulant existant utilise une conception à simple boudin
- la disposition des roues assure un guidage suffisant
- l'espace d'installation est limité
- une configuration spécifique rail-roue nécessite un boudin
- la roue de remplacement doit correspondre à une conception existante
Une roue à simple boudin ne doit pas être remplacée par une roue à double boudin sans vérifier l'ensemble de la configuration du pont roulant.
Applications des roues à double boudin
Les roues à double boudin assurent le guidage des deux côtés du rail.
Elles sont largement utilisées dans les systèmes de translation de ponts roulants conventionnels et les équipements industriels lourds.
Elles peuvent convenir lorsque :
- la conception originale du pont roulant utilise des roues à double boudin
- les deux côtés du rail nécessitent un jeu latéral contrôlé
- la roue est utilisée dans un chariot de roulement robuste
- l'équipement fonctionne sur un système de rail défini
- la conception du pont roulant nécessite une structure à double boudin
Le jeu entre les boudins et le rail doit être approprié.
Un jeu trop faible peut provoquer un frottement continu, tandis qu'un jeu excessif peut réduire l'efficacité du guidage.
Le double boudin est-il toujours meilleur ?
Non.
Une roue à double boudin n'est pas automatiquement meilleure qu'une roue à simple boudin.
La conception correcte dépend du système complet du pont roulant.
Les facteurs importants incluent :
- structure du pont roulant
- disposition des rails
- arrangement des roues
- empattement
- portée
- largeur du rail
- alignement
- mécanisme de déplacement
- conception d'équipement d'origine
Modifier la disposition des boudins sans étude technique peut créer de nouveaux problèmes de fonctionnement.
Pour les projets de remplacement, il est généralement préférable de suivre la configuration d'origine de la roue, sauf si une refonte a été techniquement confirmée.
Appariement de la roue et du rail
Un appariement correct de la roue et du rail est essentiel pour un fonctionnement fluide du pont roulant.
Les paramètres importants incluent :
- largeur de la bande de roulement
- largeur du champignon du rail
- diamètre de la roue
- épaisseur du boudin
- hauteur du boudin
- écartement des boudins
- profil de la bande de roulement
- profil du rail
La bande de roulement de la roue doit assurer un contact correct avec le rail.
Le jeu des boudins doit permettre un mouvement de roulement normal sans contact latéral excessif.
Si la roue et le rail ne correspondent pas correctement, la grue peut subir :
- usure du boudin
- usure du rail
- résistance au roulement accrue
- vibration
- bruit anormal
- déversement du pont roulant
Usure du boudin de roue de pont roulant
L'usure du boudin est un problème courant dans les systèmes de déplacement des ponts roulants.
Les causes possibles incluent :
- désalignement du rail
- diamètres de roue différents
- erreurs d'installation de la roue
- désalignement de l'essieu
- déformation du châssis du pont
- vitesse d'entraînement inégale
- écartement de rail incorrect
- dévers excessif du pont
Si le boudin s'use rapidement, le remplacement de la roue seule peut ne pas résoudre le problème.
Le système de translation complet et l'alignement des rails doivent également être inspectés.
Déversement du pont et contact du boudin de roue
Le dérapage du pont se produit lorsque les deux côtés du pont ne se déplacent pas à la même vitesse ou ne suivent pas correctement le rail.
Cela peut entraîner la pression d'un ou de plusieurs boudins de roue contre le rail.
Les signes typiques incluent :
- usure importante du boudin
- usure du flanc du rail
- bruit de déplacement anormal
- vibration
- charge moteur accrue
- usure inégale des roues
Les causes possibles incluent des différences de diamètre des roues, des problèmes de synchronisation de l'entraînement, des erreurs d'installation des rails ou un désalignement structurel.
Corriger le dévers du pont roulant peut considérablement améliorer la durée de vie des roues et des rails.
Roues motrices et roues folles
Les systèmes de déplacement des ponts roulants comprennent généralement des roues motrices et des roues folles.
Les roues motrices transmettent le couple du moteur et du réducteur pour déplacer le pont roulant.
Les roues folles supportent principalement la charge du pont et tournent librement lors des déplacements du pont.
Les roues motrices et folles peuvent utiliser des conceptions à simple ou double boudin selon la configuration du pont.
Pour les roues motrices, des paramètres supplémentaires peuvent inclure :
- connexion d'arbre
- rainure de clavette
- cannelure
- connexion par engrenage
- disposition d'accouplement
Le type de boudin de roue doit toujours être déterminé par le système de déplacement complet plutôt que par le fait que la roue soit motrice ou non.
Matériaux des roues de pont roulant
Le choix du matériau affecte directement la résistance de la roue, sa résistance à l'usure et sa durée de vie.
Les matériaux courants pour les roues de pont roulant peuvent inclure :
- acier à carbone moyen
- acier allié forgé
- acier au manganèse
- acier moulé dans certaines applications
Pour les roues de ponts roulants soumises à de fortes charges, des matériaux forgés tels que le 42CrMo peuvent être sélectionnés lorsque des exigences élevées de résistance et de propriétés mécaniques fiables sont requises.
Le 65Mn peut également être utilisé dans certaines applications de roues lorsque des propriétés de résistance à l'usure et mécaniques appropriées sont nécessaires.
Le matériau final doit être sélectionné en fonction de :
- charge de roue
- diamètre de roue
- classe de service du pont roulant
- fréquence de fonctionnement
- charge d'impact
- état du rail
- exigence de traitement thermique
Roues de pont roulant forgées ou coulées
Les roues forgées sont largement utilisées dans les applications exigeantes de ponts roulants car le processus de forgeage peut fournir une structure de matériau dense et des propriétés mécaniques favorables.
Les roues coulées peuvent encore être utilisées dans des applications appropriées, selon la conception du pont roulant et les exigences de charge.
Pour les applications intensives, les roues de pont roulant forgées sont souvent préférées lorsque une résistance élevée, une résistance à la fatigue et un service fiable sont requis.
La méthode de fabrication doit correspondre aux conditions de fonctionnement réelles.
Traitement thermique des roues de pont roulant
Le traitement thermique est un facteur important affectant les performances des roues de pont roulant.
Selon le matériau et l'application, les roues de pont roulant peuvent recevoir :
- trempe et revenu
- durcissement superficiel
- durcissement de la bande de roulement
- autre traitement thermique spécifié
L'objectif est d'obtenir un équilibre approprié entre :
- force du noyau
- résistance à l'usure de surface
- ténacité
- résistance à la fatigue
Une dureté excessive sans ténacité suffisante peut augmenter le risque de fissuration.
Par conséquent, le processus de traitement thermique doit être sélectionné en fonction du matériau et des conditions de fonctionnement.
Dimensions importantes pour le remplacement des roues de pont roulant
Lors du remplacement d'une ancienne roue de pont roulant, le diamètre de la roue seul ne suffit pas.
Les dimensions importantes incluent :
- diamètre extérieur
- diamètre de la bande de roulement
- largeur de la bande de roulement
- diamètre du boudin
- épaisseur du boudin
- hauteur du boudin
- diamètre d'alésage
- largeur du moyeu
- dimensions de la clavette
- ajustement de l'arbre
- position des roulements
- largeur du rail
Pour les roues à double boudin, la distance entre les deux boudins est également critique.
Pour les roues à simple boudin, l'orientation du boudin doit être confirmée avant la fabrication.
Remplacement d'une roue de pont roulant ancienne sans plan
Les ponts roulants plus anciens peuvent ne plus avoir le plan d'origine de la roue.
Dans ces cas, la roue de remplacement peut être reconstituée à partir de :
- mesures de l'ancienne roue
- dimensions de l'arbre
- dimensions du rail
- photos des roues
- informations sur les roulements
- détails de la connexion d'entraînement
- informations sur la charge du pont roulant
Cependant, les dimensions usées ne doivent pas être copiées aveuglément.
Les anciennes roues peuvent présenter :
- diamètre de bande de roulement réduit
- boudins usés
- alésage agrandi
- gorges de clavette endommagées
- bords déformés
La géométrie d'origine doit être reconstruite en combinant les mesures avec une analyse technique et les références techniques disponibles.
Erreurs courantes dans le choix des roues de pont roulant
Les erreurs courantes incluent :
- choisir uniquement en fonction du diamètre extérieur
- ignorer la largeur du rail
- ignorer le jeu des boudins
- changer un boudin simple en boudin double sans analyse
- sélectionner le matériau uniquement en fonction du prix
- ignorer le traitement thermique
- ignorer la connexion de l'arbre
- copie des dimensions de roue usées
- non-vérification de l'alignement du rail
- remplacement des roues sans enquêter sur l'usure anormale du boudin
Une roue de pont roulant fait partie d'un système de déplacement complet et doit être sélectionnée en conséquence.
Informations requises pour la sélection des roues de pont roulant
Pour une roue de pont roulant neuve ou de remplacement, les informations utiles comprennent :
- capacité du pont roulant
- charge sur la roue
- diamètre de la roue
- diamètre de la bande de roulement
- largeur de bande de roulement
- simple ou double boudin
- dimensions des boudins
- modèle de rail ou dimensions du rail
- diamètre d'alésage
- dimensions de l'arbre
- détails de la clavette ou des cannelures
- exigence de matériau
- exigence de traitement thermique
- roue motrice ou folle
- classe de service
- quantité
- dessin d'origine si disponible
Pour les équipements anciens, des photos claires et des mesures précises peuvent considérablement améliorer l'évaluation technique.
Comment améliorer la durée de vie des roues de pont roulant
Une durée de vie plus longue des roues dépend de plus que du matériau de la roue.
Les mesures recommandées comprennent :
- utiliser le profil de roue et de rail correct
- maintenir un alignement correct des rails
- contrôler les différences de diamètre des roues
- inspecter régulièrement l'usure des boudins
- maintenir la synchronisation de l'entraînement
- éviter un désalignement excessif du pont
- choisir un matériau adapté
- appliquer un traitement thermique approprié
- inspecter les roulements et les arbres
- remplacer rapidement les roues gravement endommagées
Un système de roulement de roue bien conçu peut réduire les coûts de maintenance des roues et des rails.
Conclusion
Les roues de pont roulant à simple et à double boudin ont toutes deux des applications importantes dans les systèmes de déplacement des ponts roulants.
Les roues à simple boudin utilisent un boudin pour le guidage latéral, tandis que les roues à double boudin assurent le guidage des deux côtés du rail.
Aucun des deux designs n'est universellement supérieur.
Le bon choix dépend de la structure du pont, de la taille du rail, de la disposition des roues, du système de translation, des jeux, du régime de travail et de la conception d'origine de l'équipement.
Pour les projets de remplacement, les dimensions importantes telles que la largeur de la bande de roulement, les dimensions du boudin, l'alésage, la liaison avec l'arbre et le profil du rail doivent être confirmées avant la fabrication.
Une sélection appropriée des matériaux, le forgeage, le traitement thermique, l'usinage et le contrôle dimensionnel sont également essentiels pour garantir des performances fiables des roues de pont roulant.
Plus important encore, l'usure rapide du boudin ne doit pas être traitée uniquement comme un problème de roue. L'alignement du rail, l'installation des roues, le dévers du pont roulant et la synchronisation de l'entraînement doivent également être étudiés pour garantir un fonctionnement fiable à long terme.
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