Rongement des roues de pont roulant : causes, diagnostic et mesures préventives

Lors de l'exploitation d'un pont roulant, si un problème provoque le glissement latéral des galets contre la voie, ceux-ci sont plaqués contre le rail, ce qui augmente la résistance à l'avancement et provoque une usure entre le boudin de galet et le rail. Ce phénomène est appelé frottement de boudin ou « rongement de boudin de galet » (également appelé « rongement de galet de grue »). Le frottement de boudin réduit considérablement la durée de vie des galets et des rails et, dans les cas les plus graves, peut provoquer le déraillement du pont roulant, entraînant des dommages matériels et corporels. Il peut également endommager, à divers degrés, les fixations et les poutres de la voie (ou fondations). Cet article, basé sur l'expérience pratique, résume les causes de ce phénomène. roue de grue frottement des brides et mesures de sécurité pour la prévention.

Causes du rongement et du frottement des brides de roue

(1) Problèmes de roues

1. Mauvais alignement de l'installation des roues

• Déviation horizontale excessive
  C'est l'une des causes fréquentes de frottement des boudins de roue sur les ponts roulants. Lorsque l'écart horizontal est trop important, l'axe de la table de roulement forme un angle avec l'axe de la voie. Lorsque la grue se déplace dans un sens, le boudin de roue frotte contre un côté de la voie. En sens inverse, le même boudin frotte contre l'autre côté, et la position de frottement n'est pas fixe. Lors de l'installation, l'écart horizontal ne doit pas dépasser L/1000 (où L est la longueur de la roue). De plus, les roues d'un même axe doivent être inclinées dans le sens inverse, sinon elles frotteront contre la voie.

• Déviation verticale excessive
  Il s'agit de l'angle formé entre l'axe de la face d'extrémité de la roue et la verticale, ce qui entraîne une position inclinée de la roue. Dans ce cas, la surface de contact entre la table de roulement et le rail est réduite, et la pression sur la surface unitaire augmente. Cela entraîne une usure irrégulière de la table de roulement. Dans les cas les plus graves, des rainures d'usure annulaires se forment sur la table de roulement. Dans ce cas, le frottement des boudins se caractérise par le frottement constant du boudin contre le même côté de la voie (côté de la roue inclinée), et les marques d'usure sont légèrement plus faibles que d'habitude. La grue émet souvent un sifflement pendant le fonctionnement. Lors de l'installation, la déviation verticale de la roue ne doit pas dépasser L/400, et le dessus de la roue doit être orienté vers l'extérieur. Ce problème de frottement des boudins dû à la déviation verticale concerne la roue motrice, et non la roue folle.

• Calibre de roue inégal ou alignement diagonal
  Un écartement des roues ou un alignement diagonal incorrect des roues sur une même voie peut entraîner un frottement des boudins. Dans ce cas, l'usure des boudins est visible des deux côtés de la voie.

2. Erreurs de traitement des roues
   Lors de la fabrication des roues, des erreurs peuvent entraîner des différences de diamètre. Si les diamètres des deux roues motrices diffèrent, les roues gauche et droite fonctionneront à des vitesses différentes. Après une certaine distance parcourue, la grue peut se déporter latéralement, provoquant un frottement des brides, particulièrement visible sur les mécanismes à entraînement central.

(2) Problèmes de piste

Une installation de voie de mauvaise qualité peut entraîner une déviation excessive entre les deux rails, entraînant un frottement des boudins lors du fonctionnement de la grue. Ce phénomène se produit généralement sur des sections spécifiques de la voie.

1. Écart d'élévation relatif excessif des rails
   En cas de différence de hauteur entre les deux rails, une poutre d'extrémité de la grue sera plus haute que l'autre. En fonctionnement, la grue se déplacera vers le côté inférieur, provoquant un frottement des boudins. Le côté le plus élevé du rail entraînera la pression du boudin de roue contre la face extérieure du rail, tandis que le côté le moins élevé entraînera la pression du boudin contre la face intérieure du rail.

2. Déviation excessive de la rectitude horizontale des rails
   Si la rectitude du rail n'est pas conforme aux normes lors de l'installation, ce qui provoque une flexion excessive du rail, cela entraînera un frottement des boudins de roue lorsque l'écart dépasse la tolérance de portée.

3. Rails adjacents à différentes élévations
   Lorsque la grue atteint le joint de rail, un mouvement latéral peut se produire, entraînant un frottement des boudins. Ce type de frottement se caractérise par un bruit métallique de collision des roues au niveau du joint.

4. Huile, eau ou givre sur la surface de la piste
   Si la surface supérieure du rail est recouverte d'huile, d'eau ou de givre, cela peut provoquer un glissement des roues, entraînant un mouvement latéral de la grue et un frottement ultérieur des brides.

(3) Problèmes de cadre de pont

La déformation de la charpente du pont entraîne un désalignement des roues et une modification de la portée de la grue. Il en résulte une flexion horizontale de la poutre d'extrémité, provoquant des déviations horizontales et verticales des roues, et donc un frottement des ailes.

(4) Problèmes liés au système d'entraînement

Des erreurs de fabrication excessives dans le système d'entraînement ou une usure importante pendant l'utilisation peuvent entraîner le fonctionnement des deux roues motrices principales à des vitesses différentes, ce qui entraîne une inclinaison latérale et un frottement des brides.

1. Jeu d'engrenage inégal ou clavettes d'arbre desserrées
   Dans les grues équipées de mécanismes à entraînement séparé, si le jeu des engrenages d'un système d'entraînement est plus grand que celui de l'autre, ou si les clavettes d'arbre d'un système sont desserrées, les deux roues principales tourneront à des vitesses différentes, ce qui entraînera un mouvement latéral et un frottement des brides.

2. Réglages inégaux des freins
   Si les réglages des freins des deux systèmes d'entraînement ne sont pas synchronisés ou diffèrent en termes de serrage, cela peut également provoquer un biais et un frottement des brides lors du démarrage ou du freinage.

3. Différences de vitesse excessives entre les moteurs
   Pour les systèmes à entraînement indépendant, si les deux moteurs d'entraînement fonctionnent à des vitesses sensiblement différentes, un côté de la grue peut fonctionner plus vite que l'autre, ce qui entraîne une inclinaison et un frottement des brides.

Diagnostic du rongement et du frottement des roues de grue

L'apparition d'un frottement des brides pendant le fonctionnement de la grue peut être diagnostiquée grâce aux signes suivants :

1. Traces brillantes sur le côté du rail, avec des traces sérieuses présentant des bavures ; taches brillantes sur la face intérieure du boudin de roue.

2. Taches lumineuses sur la surface supérieure du rail.

3. Modifications notables de l'écart entre le boudin de roue et le côté du rail sur une courte distance pendant le fonctionnement.

4. Inclinaison ou torsion du corps de la grue lors du démarrage ou du freinage.

Mesures pour éviter le rongement et le frottement des roues

Pour les grues à entraînement central et séparé, les méthodes de prévention ou d'amélioration du frottement des boudins de galets peuvent varier. Une inspection et un réglage minutieux de l'alignement des galets et des chenilles sont essentiels. Une attention particulière doit être portée aux problèmes de synchronisation entre les moteurs, les freins et les réducteurs des systèmes à entraînement séparé.

1. Limiter le rapport entre la portée du pont (L) et l'écartement des roues (K)
   En fonctionnement normal de la grue, une certaine inclinaison latérale est autorisée entre le boudin de galet et le rail, ce qui signifie que le boudin de galet peut se déplacer latéralement sur une certaine distance (généralement 20 à 30 mm). Plus cette distance est grande, moins le frottement du boudin est probable. De plus, le rapport L/K influence le frottement du boudin : plus il est faible, moins l'inclinaison latérale est autorisée, ce qui augmente le risque de frottement du boudin. Par conséquent, un rapport L/K faible (de préférence inférieur à 5-6) est avantageux.

2. Roue à bande de roulement conique
   Si la grue est équipée de 4 roues, dont 2 principales motrices, la bande de roulement peut adopter une forme conique (avec un angle de cône de 1:10), la grande extrémité du cône étant orientée vers l'intérieur. L'utilisation d'un rail convexe permet à la grue d'ajuster automatiquement son sens de marche après quelques oscillations, réduisant ainsi la friction entre la roue et la voie.

3. Pour les systèmes à commande centralisée
   Si les diamètres des deux roues motrices principales diffèrent, ils doivent être usinés ou remplacés.

4. Lubrifier la bride de roue et le côté de la piste
   La lubrification du flasque de roue et de la surface de la piste réduit la friction et minimise l'usure des deux composants.

5. Vérifiez régulièrement la déformation du cadre du pont
   Assurez-vous que le cadre du pont n'est pas déformé et corrigez-le rapidement si nécessaire. Tout écart dans la diagonale, la verticalité ou l'alignement horizontal de la roue doit être corrigé.

6. Pour les systèmes à entraînement séparé
   Si les deux moteurs fonctionnent à des vitesses différentes, remplacez-les par des moteurs du même modèle et du même fabricant. Réglez les freins si leur fonctionnement n'est pas synchronisé ou si leur serrage est inégal.

7. Jeu excessif dans le système de transmission
   Inspectez et réparez ou remplacez les pièces telles que les accouplements ou les boîtes de vitesses s'il y a un jeu excessif.

8. Problèmes de piste
   Les problèmes de voie doivent être résolus conformément aux exigences techniques d'installation. Les débris sur la voie doivent être rapidement éliminés.

Méthodes de réparation pour le rongement et le frottement des roues

1. Méthodes de réparation des roues :

• Vérifiez l'état d'usure des roues. Si l'usure est importante, remplacez la roue.
• Pour une usure plus légère, la bande de roulement de la roue peut être rectifiée pour restaurer la forme et les dimensions d'origine.
• Si le problème de frottement de la bride est dû à une mauvaise correspondance roue-rail, la roue peut être élargie, épaissie ou remplacée par une roue de plus grande capacité.

2. Méthodes de réparation des pistes :

• Vérifiez l’installation de la piste pour vous assurer qu’elle est de niveau et sécurisée.
• Si la piste est mal alignée, ajustez sa position ou installez des cales.
• Remplacez les chenilles anciennes ou gravement endommagées.

3. Réglage du système d'entraînement

• Lors de l'installation de systèmes à entraînement séparé, assurez-vous que la tension est correctement réglée. Les différences de vitesse entre les deux moteurs doivent être soigneusement vérifiées et corrigées.
• Vérifiez l’usure du réducteur et des accouplements et remplacez-les si nécessaire.
• Assurez-vous que les roues à bande de roulement conique sont installées avec la grande extrémité tournée vers l'intérieur.

4. Réparation du frottement des brides des petites grues
   Après un affaissement de la poutre principale, l'écartement entre les deux petites voies peut diminuer. Un écartement trop faible peut entraîner un déraillement ou un blocage de la voie. Une correction de flamme peut être utilisée pour rétablir l'affaissement et renforcer la poutre, garantissant ainsi un écartement de la voie dans les limites de tolérance.

5. Réparation du frottement des grandes brides de grue causé par la déformation du cadre du pont
   Pour la déformation de la charpente du pont, des réparations ciblées doivent être effectuées, comme l'utilisation d'une correction de flamme pour la déformation structurelle lorsque les écarts diagonaux verticaux sont hors tolérance.

6. Réparation du frottement des brides causé par le biais de la roue
   Identifiez la roue la moins sollicitée pour un meilleur réglage. Pour un obliquité horizontale, essayez d'équilibrer les effets de l'obliquité. Avant tout réglage, soulevez la poutre d'extrémité ou la poutre d'équilibrage à l'aide d'un cric pour soulager les roues, puis ajustez en desserrant les fixations.

Conclusion

Le frottement des boudins de roue des ponts roulants peut gravement affecter la mobilité de la grue et entraîner des risques pour la sécurité. Il est essentiel d'analyser rapidement la situation et d'effectuer les réparations appropriées. Des inspections et un entretien réguliers permettent de prévenir le frottement des boudins et de garantir un fonctionnement sûr et fiable de la grue.

cristal

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