Guide de la couronne d'orientation de la grue : types, sélection de la charge, montage et maintenance

Une grue demande à un composant de faire quelque chose qu'aucune autre partie de la machine ne fait : elle maintient l'ensemble des éléments supérieurs (flèche, contrepoids, charge de levage et tout) et la fait tourner à 360 degrés pendant que la charge oscille, subit des chocs et se déplace. Ce composant est la couronne d'orientation de la grue, également appelée couronne d'orientation, roulement de plateau tournant ou mécanisme d'orientation selon l'atelier dans lequel vous avez appris le métier. Faites les choses correctement et personne n'en parle pendant une décennie. Si vous vous trompez, la machine cesse de fonctionner.

Nous construisons des couronnes d'orientation pour gagner notre vie et les grues comptent parmi les clients les plus exigeants que nous servons. Ce qui suit est la façon dont nous expliquons la couronne d'orientation d'une grue aux ingénieurs et aux acheteurs qui demandent un remplacement, vérifient une conception ou essaient simplement de comprendre pourquoi la couronne de leur machine se plaint après quatre ans au lieu de dix.

Ce que fait réellement une couronne d'orientation de grue

Sous la surface, une couronne d'orientation de grue est un roulement à éléments roulants de grand diamètre avec un engrenage découpé dans l'une de ses bagues. Il est boulonné entre le train de roulement – ​​ou le socle, la tour ou le châssis de base – et la structure supérieure tournante. Trois tâches se déroulent simultanément à l'intérieur de cet anneau unique :

• Il supporte la charge axiale des ouvrages supérieurs ainsi que la charge du crochet, transmise à travers le chemin de roulement.
• Il supporte les charges radiales générées par la flèche, le vent et toute traction latérale.
• Il résiste au moment de basculement créé par une charge suspendue au rayon, qui tente de soulever un côté de l'anneau et de comprimer l'autre.

Simultanément, les dents de l'engrenage convertissent le couple du moteur d'orientation en rotation. La bague est donc à la fois un roulement et un élément de sortie de boîte de vitesses, c'est précisément pourquoi ses modes de défaillance sont si variés. Pour un rappel plus large sur le comportement des grues et des excavatrices, nos ingénieurs conservent une explication plus longue sur comment fonctionnent les roulements d'orientation dans les grues et les excavatrices .

Les conditions de fonctionnement sont inhabituelles. Les grues tournent lentement, et elles tournent d'avant en arrière plutôt que de faire des tours. Un chemin de roulement qui n'effectue jamais une révolution complète ne peut pas créer un film hydrodynamique approprié, il fonctionne donc en lubrification limite pendant la majeure partie de sa durée de vie. L'usure se concentre en deux zones : à l'arrière de la caisse à l'opposé de la flèche, et directement sous la flèche. Quiconque a inspecté un anneau de grue usagé a vu ces deux zones de chemin de roulement polies et sombres.

Faire correspondre la configuration de l'anneau au devoir

Quatre configurations couvrent la plupart des applications de grues. Le choix est déterminé par le rapport entre le moment de basculement et la charge axiale, par les exigences de rigidité et par la hauteur de montage que la machine peut économiser.

Lorsque le moment de basculement est important et que la machine travaille en continu, la conception de rouleaux à trois rangées est généralement la solution honnête, car les chemins de charge sont séparés et chaque rangée peut être dimensionnée pour son propre travail. Notre Roulement d'orientation à rouleaux à trois rangées, série 13 Recommandée pour les moments de basculement importants et les opérations continues de grue, la série 13 sépare les chemins de charge axiale et radiale sur trois rangées de rouleaux. Voir le produit → est la configuration que nous recommandons le plus souvent pour cette classe de travail.

Lire le cas de charge avant de choisir quoi que ce soit

Chaque sélection d'anneaux de grue commence par des chiffres et non par une page de catalogue. L'ensemble minimum que nous demandons est :

1. Charge axiale, charge radiale et moment de basculement pour chaque rayon de travail, y compris la pire combinaison que la machine peut légalement atteindre.
2. Les exigences statiques et dynamiques, avec le facteur de sécurité exigé par l'application – les travaux offshore et le personnel de levage se situent à l'extrémité prudente.
3. Couple de rotation et charge tangentielle des dents sur le pignon, ainsi que le rapport de démultiplication et le jeu requis.
4. Cycle de service : cycles par heure, heures par an, durée de vie cible et part du temps passé à maintenir une charge plutôt qu'à tourner.
5. Cercle de boulons, nombre de trous, qualité des boulons, ainsi que la résistance et la planéité des structures sur lesquelles l'anneau sera boulonné.

Deux d’entre eux sont généralement sous-estimés. Le premier est la capacité des boulons : une bague est aussi solide que le joint qui la maintient, et un modèle de boulon marginal transforme un roulement correctement évalué en un roulement fissuré. La seconde est la rigidité de la structure. Une bride qui fléchit sous la charge fera basculer l'anneau, et un anneau basculé use son chemin de roulement beaucoup plus rapidement que ne le prédit la durée de vie du catalogue. Si vous évaluez les conceptions à rouleaux et à billes, notre note sur Roulement d'orientation à rouleaux croisés à une rangée pour les applications à charges élevées Cette conception à rouleaux croisés à une rangée est positionnée pour les machines à charge élevée et de haute précision, prenant en charge l'installation horizontale ou verticale et l'accès de maintenance dans des environnements exigeants. Voir le produit → couvre le côté rouleau croisé de cet argument en détail.

Détails de montage qui déterminent la durée de vie

Nous avons vu des anneaux correctement spécifiés tomber en panne très tôt, et presque à chaque fois, la cause réside dans le montage.

• Planéité et finition. Les deux faces de montage doivent être usinées selon la tolérance de planéité indiquée par le fournisseur de roulements, et non une tolérance qui « semble correcte ». Un plongeon sous un trou de boulon suffit à déclencher une fissure de fatigue.
• Précharge des boulons. Les boulons doivent être serrés à la valeur spécifiée dans le bon ordre transversal avec un équipement calibré. Des boulons sous-serrés permettent à l'anneau de se soulever ; les boulons trop serrés cèdent et font la même chose plus silencieusement.
• Maille d'engrenage. Vérifiez l'alignement et le jeu du pignon à plusieurs endroits autour de la bague, car une bague n'est jamais parfaitement ronde. Trop serré et les dents éraflent ; trop lâche et ils martèlent.

Les phoques méritent également une mention. Une bague qui perd son étanchéité sur un chantier poussiéreux ou un quai d'eau salée perdra sa graisse, puis son chemin de roulement, bien avant que sa puissance nominale ne soit épuisée.

Graissage, surveillance de l'usure et test de bascule

L’entretien d’une couronne d’orientation de grue n’est pas compliqué, mais il ne pardonne pas la négligence. La graisse est le composant le moins cher de la machine et celui le plus souvent ignoré.

Graisser selon un planning et graisser en tournant. Le pompage de la graisse dans un anneau fixe remplit une cavité et laisse le reste sec ; faites tourner les pièces supérieures d'un tour complet pendant que vous graissez afin que l'ensemble du chemin de roulement et les dents de l'engrenage reçoivent du matériau frais. Ensuite, regardez ce qui en sort. L'analyse de la graisse est le premier avertissement disponible : échantillonnez le drain ou le bord du chemin de roulement et recherchez des particules métalliques, un changement de couleur, un durcissement ou une contamination par l'eau. Un nombre croissant de particules signifie que l’usure s’accélère et que vous avez des mois, et non des jours, pour planifier.

Le test de balancement est la mesure de terrain à laquelle nous faisons le plus confiance. Avec la flèche en position fixe et la machine à niveau, mesurez le mouvement circonférentiel au niveau de l'anneau sous une poussée contrôlée, enregistrez-le et comparez-le avec la dernière lecture. Une tendance vaut bien plus qu’un simple chiffre. Un jeu qui augmente régulièrement indique une usure des dents ou du chemin de roulement ; un saut soudain suggère quelque chose de pire.

La leçon inconfortable des enquêtes sur les accidents est que les anneaux de grue se sont rompus à des charges de crochet bien inférieures à la charge de travail nominale de sécurité de la machine. Le roulement ne sait pas ce que dit le tableau de charge. Il sait seulement ce qu'on lui a demandé de transporter et dans quel état il se trouvait au moment où on lui a demandé.

Réparer, rééquiper ou remplacer

Toutes les bagues usées n’ont pas besoin d’être mises au rebut. Lorsque le chemin de roulement est sain et que seules les dents de l'engrenage sont usées, la recoupe de l'engrenage est souvent économique, à condition que la section de dent restante supporte toujours la charge tangentielle. Ce qui ne peut pas être récupéré, c'est un anneau dont les fissures se propagent à partir d'un trou de boulon, ou un éclat qui a commencé à se propager ; ceux-ci sont mis au rebut quel que soit le coût. La décision dépend généralement de la durée de vie restante du chemin de roulement, de la durée de vie encore nécessaire à la machine et de la durée pendant laquelle la grue peut rester hors service. Nous préférons dire à un client de rééquiper une bague sonore plutôt que d'en vendre une nouvelle qui n'est pas nécessaire.

Notre place

Jiangsu Manchen Transmission Technology conçoit et fabrique des couronnes d'orientation depuis 2019, à partir d'une usine de Jiangyin avec l'usinage, le traitement thermique et l'inspection sous un même toit. Notre expérience est le même problème que celui décrit dans cet article : faire correspondre un anneau à un cas de charge, puis s'assurer que l'anneau qui quitte l'usine est bien l'anneau qui a été calculé. Notre gamme standard couvre roulements d'orientation à une rangée de billes, à rouleaux croisés, à deux et trois rangées dans les tailles requises par le travail de la grue.

Pour les grues de poids moyen où la rigidité compte plus que la capacité brute, la conception de contact à quatre points de diamètre égal à double rangée constitue souvent le juste milieu : Roulement d'orientation à contact à quatre points de diamètre égal à double rangée Pour les grues de poids moyen où la rigidité est importante, cette conception de contact à deux rangées et à quatre points supporte des charges axiales, radiales et inclinables avec une rigidité élevée et une installation compacte. Voir le produit → .

Si vous spécifiez une couronne d'orientation de grue, en remplacez une ou si vous essayez de comprendre pourquoi la couronne actuelle est bruyante, envoyez-nous le cas de charge et une photographie des faces de montage. Cela suffit généralement pour savoir si le roulement est à l'origine du problème - et bien souvent, ce n'est pas le cas.