Guide des pelles à couronne d'orientation : types de roulements, sélection et conseils d'entretien

Vous pouvez juger une excavatrice à la façon dont elle se balance. Cette rotation douce et contrôlée de la structure supérieure se produit sur un grand composant situé à la taille de la machine : la couronne d'orientation, également appelée roulement d'orientation ou roulement de couronne d'orientation. Il transporte tout ce qui se trouve au-dessus de lui, absorbe la force d'inclinaison d'une flèche chargée à pleine portée et transmet le couple de rotation à la bague dentée.

Ce guide explique ce qu'une couronne d'orientation fait sur une pelle hydraulique, quels types de roulements conviennent à quelle classe de machine, les signes d'usure qui méritent d'être détectés tôt et la routine d'entretien qui permet de maintenir une rotation serrée.

Ce que fait une couronne d'orientation sur une excavatrice

La couronne d'orientation est l'articulation structurelle de la machine. Le cadre supérieur se boulonne sur un anneau, le train de roulement se boulonne sur l'autre et la maison tourne sur les éléments roulants situés entre eux. En service, trois types de charges arrivent en même temps :

• Charge axiale, provenant du poids mort de la structure supérieure et de tout ce qui se trouve dans le godet.
• Moment de basculement, dû à une flèche chargée qui s'étend, qui appuie beaucoup plus fort sur un côté du chemin de roulement que sur l'autre.
• Charge radiale et couple de rotation, issus de l'accélération et du freinage, délivrés à travers les dents de l'engrenage par le pignon de la boîte de vitesses de rotation.

Étant donné que ces charges changent constamment et arrivent ensemble, une couronne d'orientation est conçue comme un élément structurel et non comme un simple roulement. Le diamètre de la course, le cercle de boulons, le module d'engrenage et les spécifications des matériaux font tous partie de la conception de la machine, c'est pourquoi leur remplacement est un travail en atelier plutôt qu'une réparation en bord de route.

Types de couronnes d'orientation et emplacements où elles s'adaptent

Les couronnes d'orientation des excavatrices sont regroupées selon la manière dont leurs éléments roulants sont disposés, et chaque disposition est associée à une classe de machine naturelle.

Roulements d'orientation à billes à une rangée

Les roulements d'orientation à billes à une rangée sont le choix le plus courant pour les pelles compactes et de taille moyenne. La géométrie de contact à quatre points permet à une seule rangée de billes de supporter simultanément des charges axiales, radiales et de moment, de sorte que le roulement reste court tout en restant suffisamment rigide pour les fouilles quotidiennes. Ils se montent simplement, coûtent moins cher que les modèles à rouleaux et sont livrés avec un engrenage interne ou externe pour correspondre à la configuration de la boîte de vitesses pivotante.

Roulement d'orientation à billes à une rangée pour excavatrices Convient aux pelles compactes et de taille moyenne, supportant des charges axiales, radiales et de moment, avec une conception courte et rigide à une rangée et un engrenage en option. Voir le produit →

Roulements d'orientation à billes à double rangée

Lorsque la flèche s'allonge, le moment de basculement augmente plus rapidement que la charge utile. Un roulement à billes à contact à quatre points de diamètre égal à double rangée partage ce moment sur deux rangées de billes, ajoutant ainsi de la capacité sans changement radical de la hauteur de montage. Il convient aux machines de taille moyenne qui passent leurs journées avec des bras longs, des grappins ou des grappins, où la charge est souvent bien décentrée.

Roulement d'orientation à billes à contact à quatre points de diamètre égal à double rangée Augmente la capacité pour les machines de taille moyenne avec des bras longs ou des grappins en partageant le moment d'inclinaison sur deux rangées sans augmentation majeure de la hauteur de montage. Voir le produit →

Roulements à rouleaux à trois rangées (série 13)

Les grandes machines d'exploitation minière, de carrière et de démolition ont besoin de plus que ce qu'un roulement à billes peut offrir. Un roulement d'orientation à rouleaux à trois rangées utilise une rangée de rouleaux pour la charge axiale dans chaque direction et une troisième rangée pour la charge radiale, ce qui offre une capacité et une rigidité très élevées. La série 13 est conçue pour cette tâche : elle résiste aux chocs dus au creusement de roches et conserve une précision de rotation sous un godet lourd. Il est également plus lourd, plus coûteux et moins indulgent avec une surface de montage mal usinée.

Options de rouleaux transversaux et de type L

Deux petites familles valent la peine d'être connues. Les roulements à rouleaux croisés à une rangée placent les rouleaux cylindriques à quatre-vingt-dix degrés les uns des autres dans un chemin de roulement, offrant ainsi une rigidité élevée sur une faible hauteur. Les roulements à billes à une rangée de type L utilisent une bague intérieure en forme de L qui se boulonne directement sur une face de montage verticale. Les deux apparaissent dans les pelles compactes et les accessoires motorisés où l’espace est restreint et où la précision de rotation est importante.

Lecture d'une spécification de couronne d'orientation

Les fiches techniques donnent des chiffres ; la compétence consiste à savoir quels chiffres comptent. Sur une couronne d'orientation d'excavatrice, quatre paramètres déterminent la plupart des décisions : les valeurs axiales et de moment, le module d'engrenage qui correspond au pignon de la boîte de vitesses pivotante, la configuration des trous de boulons et la hauteur totale disponible sous la maison.

Les roulements sont évalués en fonction d'un cas de charge défini et d'une durée de vie cible, souvent comptée en cycles d'oscillation. Une machine creusant huit heures par jour dans une carrière et une machine effectuant des travaux publics deux fois par semaine peuvent sembler similaires sur le papier mais nécessitent des facteurs de sécurité très différents.

Signes avant-coureurs d’une couronne d’orientation défaillante

Les couronnes d'orientation tombent rarement en panne sans avertissement. La difficulté est que les avertissements apparaissent progressivement et que les opérateurs s'y adaptent sans s'en apercevoir. Surveillez :

• Contrecoup croissant, où la maison bascule légèrement lorsqu'une balançoire commence ou s'arrête.
• Nouveau bruit ou vibration, comme un grincement, un clic ou une rugosité dans la rotation.
• Graisse qui devient foncée, granuleuse ou métallique, ou graisse qui dépasse les joints.
• Joints qui fuient, fissurés ou déchirés, laissant passer la poussière et l’eau directement dans le chemin de roulement.
• Boulons de montage desserrés ou étirés, une cause fréquente de défaillance grave et facile à vérifier.
• Usure inégale des dents de l'engrenage, généralement signe d'un mauvais alignement ou d'un pignon usé.

Si deux ou plusieurs de ces éléments apparaissent ensemble, évitez de creuser lourdement et faites inspecter le roulement. Le remplacement précoce d'un roulement coûte beaucoup moins cher qu'un roulement qui tombe en panne et entraîne la bride de montage.

Des habitudes d'entretien qui prolongent la durée de vie des roulements pivotants

L'entretien des couronnes d'orientation n'est pas compliqué, mais il doit être régulier.

1. Graissez selon un calendrier, pas au toucher. Utilisez une graisse extrême pression adaptée à la tâche et respectez l'intervalle recommandé.
2. Tournez pendant le graissage, de sorte que la graisse se propage sur tout le chemin de roulement au lieu de s'accumuler en un seul endroit.
3. Inspecter les joints à chaque service ; un sceau déchiré est une porte ouverte à la poussière et à l’eau.
4. Lisez la vieille graisse. S'il ressort granuleux ou métallique, faites vérifier un échantillon.
5. Vérifiez le couple des boulons et resserrez-les régulièrement après les premières semaines de fonctionnement.
6. Gardez la zone autour de l'anneau propre, car les débris emballés retiennent l'humidité contre les joints.

Pour un aperçu plus large du comportement de ces roulements sur différentes machines, notre guide sur roulements d'orientation sur grues et excavatrices se marie bien avec un journal d’entretien.

Faire correspondre le roulement à la classe de machine et au cycle de service

Choisir une couronne d'orientation consiste rarement à trouver la plus grande qui convient. Le surdimensionnement ajoute du poids, du coût et de la hauteur, et modifie la dynamique de balancement de la machine ; un sous-dimensionnement raccourcit simplement la durée de vie. La méthode fiable consiste à partir du cas de charge : portée maximale, force du godet, poids de l'outil, part du temps passé à pivoter et durée de vie attendue en cycles.

Sur les machines à usage intensif, ce cas de charge pointe généralement vers une conception de rouleaux à trois rangées, où la capacité et la rigidité comptent plus que le poids et le coût.

Roulement d'orientation à rouleaux à trois rangées, série 13 Conçu pour les machines lourdes où la capacité et la rigidité comptent plus que le poids et le coût, avec des rangées de rouleaux séparées pour les charges axiales et radiales. Voir le produit →

Trois questions règlent l'essentiel du reste : quel moment d'inclinaison la machine génère réellement à pleine portée, si le pignon oscillant est interne ou externe et sur quel module, et quelle hauteur de montage et quel espace de cercle de boulonnage est disponible. Faites-les correctement et les spécifications restantes ont tendance à se mettre en place.

Travailler avec un fabricant qui connaît les excavatrices

Presque tous les problèmes de couronne d'orientation qui font surface sur une machine des années plus tard ont commencé comme une décision de spécification. C'est pourquoi il est utile d'impliquer le fabricant de roulements alors que la conception, ou la reconstruction, est encore sur papier.

Nous sommes Jiangsu Manchen Transmission Technology, et nous concevons et fabriquons des roulements d'orientation et des entraînements d'orientation depuis notre base de Jiangyin, Jiangsu. Notre gamme couvre les roulements à billes à une rangée, à double rangée, à rouleaux croisés, de type L et à trois rangées, ainsi que les entraînements de rotation pour les accessoires motorisés. La production s'effectue sur une ligne numérique surveillée par des données, ce qui signifie qu'un roulement peut être retracé jusqu'à son usinage et son traitement thermique, et les dates de livraison sont basées sur la capacité réelle plutôt que sur l'optimisme.

Nos produits font tourner des équipements dans les machines d'ingénierie, les machines portuaires, les robots industriels, les dispositifs médicaux et les trackers solaires. Si vous cherchez à déterminer quelle couronne d'orientation convient à une excavatrice, envoyez le cas de charge et le dessin de montage ; cette conversation fait généralement gagner plus de temps que n’importe quel catalogue.

Il est facile d’ignorer une couronne d’orientation pendant qu’elle fonctionne. Il reste silencieux, maintient la maison stable et permet à un seau plein de se balancer sur les rails sans frémir. Donnez-lui de la graisse propre, des joints solides et une tension correcte des boulons, et il continuera à le faire pendant des années. Lorsque le remplacement arrive, faites correspondre le type de roulement aux charges que la machine voit réellement, et le prochain swing sera aussi serré que le premier.