D’une manière générale, une surface de contact insuffisante (contact ponctuel) ou une répartition inégale des surfaces de contact entre la douille de roulement en résine phénolique et l’arbre creux constitue la cause principale de la surchauffe des douilles de roulement en résine phénolique. Le raclage du roulement a précisément pour but de résoudre ce problème. Cependant, d’autres facteurs entrent souvent en ligne de compte, tels que la finition de surface de l’arbre creux, le racleur d’huile, la qualité de l’huile de lubrification et les cotes géométriques du logement de roulement, qui influent tous sur la température du roulement. Des mesures appropriées doivent être prises en fonction des conditions spécifiques.

(1) Lissé de la surface de l'arbre creux

Dans certains broyeurs, le feutre d'étanchéité du logement de palier est fortement usé, ce qui crée un jeu avec l'arbre creux. Une partie des particules fines pénètre dans l'huile de lubrification du palier principal par ce jeu, provoquant l'usure de l'arbre creux et réduisant la finesse de sa surface. Dans les cas les plus graves, des rainures annulaires ou des marques de piqûres apparaissent à la surface. En conséquence, le frottement augmente lors de la rotation de l’arbre creux, ce qui génère de la chaleur dans le roulement. La douille de roulement en résine phénolique ayant une très faible conductivité thermique, la chaleur ne peut pas être dissipée rapidement à travers la douille et le logement du roulement, ce qui entraîne inévitablement une surchauffe du roulement.

Par conséquent, si la finition de surface de l'arbre creux est altérée, il convient d'inspecter minutieusement le feutre d'étanchéité situé sur le logement du palier principal et de le remplacer sans délai. Parallèlement, des mesures doivent être prises pour rétablir la régularité de la surface de l’arbre creux : utilisez une lime plate, une toile émeri, une pierre à huile, etc., pour un polissage manuel, puis procédez à un honage fin à l’aide d’une pierre à huile afin de rétablir une régularité de surface supérieure à l’exigence de conception initiale de grade △8. Il convient de noter que le meulage doit être effectué dans le sens tangentiel au tourillon, et non dans le sens axial.

(2) Problèmes liés au racleur d'huile

Pendant le fonctionnement du broyeur, l'huile de lubrification est acheminée vers le haut par la bague d'étanchéité et raclée par le racleur d'huile dans la cuvette d'huile (distributeur d'huile), qui la répartit ensuite sur la surface de l'arbre creux. Il arrive parfois que, en raison de dysfonctionnements de la bague d'étanchéité ou du racleur d'huile, l'alimentation en huile soit réduite, ce qui entraîne une augmentation de la température du roulement. Les défaillances courantes du système de racleur d'huile sont les suivantes :

① Le racleur d'huile présente une qualité d'usinage médiocre, ce qui entraîne un jeu de montage excessif ; ou bien, en raison d'une usure importante du racleur d'huile, le jeu devient trop important et la quantité d'huile raclée est très faible.

② La bague d'étanchéité présente des défauts d'usinage et de montage, ainsi qu'un faux-rond excessif au niveau de la face d'extrémité, ce qui provoque un balancement du racleur d'huile ou son blocage à un moment donné, rendant ainsi le raclage inefficace.

③ Les trois vis de fixation de la bague d'étanchéité se desserrent, ce qui provoque le “ glissement ” de la bague d'étanchéité sur l'arbre creux et empêche l'étanchéité. Dans certains broyeurs (tels que le broyeur à ciment MBZX2275 conçu par l’Institut de conception et de recherche de l’industrie du ciment de Nanjing), la bague d’étanchéité est divisée à 180° et les deux moitiés sont reliées par quatre boulons M16. Si les boulons se desserrent ou tombent, la bague d'étanchéité se desserre et la lubrification est compromise.

Si l'un des défauts mentionnés ci-dessus est constaté, il convient de le corriger sans délai afin de garantir une lubrification normale des roulements.

(3) Influence des dimensions géométriques du logement de roulement

Le logement de roulement est une pièce creuse en fonte grise ayant subi un traitement de vieillissement. Il est contrôlé et homologué avant de quitter l'usine. En fonctionnement, il n'est soumis ni à des variations de température ni à des forces d'impact ; par conséquent, dans des conditions normales, sa forme géométrique et ses dimensions ne subissent aucune modification. Une élévation de la température du roulement due à ce facteur est extrêmement rare.

Toutefois, dans la pratique, les deux situations suivantes peuvent se produire, entraînant des modifications des cotes géométriques du logement de roulement et provoquant une surchauffe de celui-ci ; il convient donc d'y prêter une attention particulière :

① Dans certaines usines (notamment les cimenteries situées dans les régions froides du nord), le carter de palier se fissure en hiver en raison du gel de l'eau de refroidissement. Après réparation par soudure ou collage, bien que la fissure soit colmatée, le carter de palier conserve une légère déformation. En général, cette déformation entraîne une réduction du diamètre intérieur du logement de roulement, c'est-à-dire une diminution du rayon de courbure.

② Dans certaines usines, un grave accident de surchauffe du roulement survient en raison d’un manque de lubrification de la douille en résine phénolique. La douille et le logement du roulement présentent une usure importante, et des défauts locaux apparaissent sur la surface courbe interne du logement (figure 2.44), ce qui entraîne une diminution de la courbure. Lorsqu’une nouvelle douille de roulement est installée, un jeu δ apparaît inévitablement à cet endroit. Sous la charge importante exercée par l’arbre creux, la douille de roulement en résine phénolique se déforme, ce qui réduit encore davantage la courbure.

La diminution de la courbure de la douille de roulement en résine phénolique, due aux deux causes susmentionnées, peut entraîner un problème grave de “ coincement sur le bord ” du roulement (également appelé “ grippage de l'arbre ”).

Le symptôme est le suivant : les deux côtés de la douille de roulement serrent fortement l'arbre creux, ce qui provoque une défaillance de la lubrification des deux côtés et entraîne un frottement à sec, accompagné d'une forte augmentation de la température de l'huile. Lorsque le broyeur est contraint de s'arrêter et que la douille de roulement est retirée pour inspection, on constate des traces de brûlure des deux côtés de la douille, tandis que la partie centrale reste intacte et ne présente aucun signe d'usure ni de brûlure.

Dans la pratique, lorsqu’on est confronté au défaut de “ serrage sur les bords ” des bagues de roulement en résine phénolique, on néglige souvent l’effet néfaste de la déformation géométrique du logement du roulement (principalement la réduction de la courbure de la surface courbe interne) sur le fonctionnement du roulement, ce qui retarde les travaux de réparation. Parfois, ce problème est attribué à tort à la qualité de la douille de roulement en résine phénolique, ce qui conduit à installer une nouvelle douille, mais le problème de “ coincement sur les bords ” réapparaît rapidement.

Par conséquent, lorsqu'un “ serrage sur les bords ” se produit dans une douille de roulement en résine phénolique, il convient de vérifier minutieusement si les dimensions géométriques du logement de roulement ont subi des modifications. Si des modifications sont constatées, des mesures actives doivent être prises pour les rétablir. En fonction du degré de déformation, les deux méthodes suivantes peuvent être adoptées :

Figure 2.44 Schéma de principe illustrant la position de l'arbre creux avant et après la défaillance du roulement
1 — Position normale de fonctionnement de l'arbre creux ;
2 — Position de l'arbre creux après la destruction du roulement ;
3 — Douille en résine phénolique ;
4 — Boîtier de roulement.

a. Si le “ grippage des bords ” n'est pas trop important et que les zones brûlées se concentrent au fond de la douille de roulement, il est possible d'utiliser une meuleuse d'angle pour meuler manuellement les zones de “ grippage des bords ” et d'élargir ainsi l'ouverture du roulement de manière appropriée. Cela permettra à l’huile de lubrification de former un film d’huile pendant le fonctionnement et d’empêcher l’élévation de la température de l’huile provoquée par le frottement à sec.

b. Si le “ grippage des bords ” est très important et que les zones brûlées sont concentrées de part et d'autre de la douille de roulement, le logement du roulement doit être traité. Placez une fine tôle de fer d'épaisseur δ en guise de cale au niveau des zones usées du logement de palier, de manière à ce que la face arrière de la douille en résine phénolique s'ajuste parfaitement contre le logement de palier, éliminant ainsi le jeu δ. De cette manière, la douille en résine phénolique ne se déformera pas pendant le fonctionnement du broyeur, et le problème de “ serrage sur les bords ” sera naturellement résolu.

(4) Qualité de l'huile de lubrification

Une huile lubrifiante de mauvaise qualité, une nuance inadaptée ou une viscosité trop élevée ou trop faible peuvent toutes entraîner une augmentation de la température des roulements. Dans une usine, on utilisait auparavant de l’huile pour engrenages n° 26, mais on utilise désormais de l’huile pour engrenages industriels N320, qui convient aussi bien en hiver qu’en été sans qu’il soit nécessaire de changer de nuance. En règle générale, cela ne pose aucun problème. Toutefois, si l'huile est trop encrassée (par exemple, lorsque de la poudre fine s'infiltre dans le carter d'huile du roulement), il convient de remplacer l'huile de lubrification ; sinon, la température de fonctionnement du roulement augmentera.