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Arbres à cardan des segments de coulée continue : contrôle hors ligne, graissage et pièces de rechange pour l’arrêt annuel
Les arbres à cardan qui entraînent les segments d’une machine de coulée continue cèdent rarement à cause du seul couple. L’eau d’arrosage, la vapeur et la calamine pénètrent dans les roulements de croisillon et les cannelures télescopiques, la graisse est lessivée, et les cannelures ne coulissent plus quand l’écartement des rouleaux change. Le passage du segment en atelier est la meilleure occasion de le détecter, et les pièces de rechange doivent être en stock avant le début de l’arrêt annuel.
Pourquoi le refroidissement secondaire est si dur pour les arbres de segment
Dans la zone de refroidissement secondaire, l’arbre baigne dans l’eau d’arrosage, la vapeur et une fine calamine d’oxyde de fer, avec la chaleur rayonnée par la barre coulée. L’eau qui franchit un joint de croisillon chasse la graisse et corrode les aiguilles et les tourillons. La calamine qui atteint les cannelures agit comme une pâte à roder sur les flancs des dents.
Dans un joint de cardan, les aiguilles ne tournent pas en continu : elles oscillent sur un arc fixé par l’angle de travail. Les entraînements de segment tournent généralement avec de petits angles, à basse vitesse et sous fort couple ; les aiguilles bougent à peine, le film de graisse ne se renouvelle pas et des marques de brinellage peuvent apparaître sur les tourillons.
L’arbre subit son couple de pointe lors du redémarrage de la barre après un arrêt ou quand un rouleau se bloque. À basse vitesse, les dégâts s’accumulent sans bruit jusqu’à ce qu’une cuvette de roulement se fende ou que les cannelures se grippent. Des cannelures grippées renvoient alors un effort axial dans les paliers de rouleau et le réducteur chaque fois que le rouleau entraîné se déplace avec un changement d’écartement.
Contrôle hors ligne : croisillon, roulements à aiguilles, cannelures et brides
Avant le démontage, repérez les marques sur les cannelures et les fourches et refaites-les si elles sont peu visibles. Consignez les constats par position d’arbre pour pouvoir comparer un arrêt avec le suivant.
- Croisillon et roulements à aiguilles : tournez chaque articulation à la main et cherchez les points durs ou crantés. Comparez le jeu à la limite du fabricant ou à une pièce neuve ; une graisse brune, laiteuse ou aqueuse aux joints indique généralement une entrée d’eau.
- Tourillons : de légères marques de brinellage sont un premier avertissement. Des piqûres de rouille ou un écaillage signifient que l’ensemble croisillon est en fin de vie.
- Cannelures télescopiques : faites-les coulisser sur toute la course ; le mouvement doit être régulier, sans broutage (stick-slip). Contrôlez les marches d’usure sur les flancs, comparez le jeu en torsion à une pièce neuve et vérifiez que le soufflet ou le joint n’est ni déchiré ni bourré de calamine.
- Brides, centrages et boulons : contrôlez les faces de bride et les emboîtements de centrage pour détecter fretting et dommages dus aux chocs, et les boulons pour détecter allongement et filets abîmés. Ne réutilisez pas des boulons qui ont subi une surcharge.
Scénario type : un segment de la zone de redressage arrive à l’atelier, son arbre d’entraînement ne se rétracte qu’en tirant au pont roulant, et la graisse d’un croisillon est brune et aqueuse. Cette combinaison signifie généralement que le joint des cannelures et au moins un joint de croisillon ont lâché ensemble ; réparez donc les deux au lieu de vous contenter de débloquer les cannelures.
Des cannelures dont les flancs sont usés mais sans marche peuvent en général reprendre du service avec des joints neufs. Un croisillon aux tourillons piqués se remplace en ensemble complet.
Graissage et joints : tenir l’eau sans faire sauter les joints
Fixez l’intervalle de regraissage d’après vos propres relevés de contrôle, pas seulement d’après le plan de l’arbre. Les positions plus arrosées ou plus proches de la barre demandent généralement des intervalles plus courts, et chaque segment sorti de ligne doit être regraissé.
Choisissez une graisse à bonne résistance au délavage et bonne adhérence, par exemple de type complexe lithium ou sulfonate de calcium avec additifs EP, et vérifiez sa compatibilité avec la graisse déjà présente dans les articulations. Des épaississants incompatibles peuvent ramollir et couler ; si vous changez de type de graisse, purgez entièrement l’ancienne au lieu de faire l’appoint.
C’est la pression qui détruit les joints. Utilisez une pompe à graisse manuelle plutôt qu’une pompe pneumatique haute pression, qui peut retourner une lèvre de joint, et arrêtez dès que de la graisse propre sort à chaque joint de roulement du croisillon. Si un roulement ne purge pas, débouchez le passage obstrué au lieu d’augmenter la pression. Côté cannelures, gardez l’évent dégagé pour que la graisse piégée ne bloque pas hydrauliquement la course télescopique.
Après remontage : phasage, longueur de montage et angle de travail
La plupart des problèmes après remontage tiennent au phasage, à la longueur de montage et aux angles des articulations. Vérifiez-les avant la première coulée, pas après la première réclamation.
- Phasage : les fourches de l’arbre intermédiaire doivent être alignées selon les repères. Des cannelures montées hors de leur position repérée donnent une vitesse de rouleau irrégulière et une fluctuation de couple cyclique.
- Longueur de montage : vérifiez la position des cannelures aux deux extrémités de la plage d’écartement. Elles ne doivent pas arriver en butée en position la plus courte et doivent conserver l’engagement minimal prescrit pour l’arbre en position la plus longue.
- Angles de travail : les angles aux deux articulations doivent être égaux pour que la fluctuation de vitesse s’annule. Si l’arbre tourne presque droit pendant de longues périodes, contrôlez en priorité le brinellage de ses articulations au prochain arrêt.
- Boulonnage : serrez les boulons de bride en croix au couple de serrage prescrit, avec des éléments de freinage neufs lorsque la conception l’exige.
Faites ensuite tourner l’entraînement par à-coups et observez l’arbre sur un tour complet ; tout point dur, cognement ou saut des cannelures doit être corrigé maintenant. Pour les limites d’angle et les contrôles sur site, consultez notre liste de contrôle de l’angle de travail des cardans.
Planifier les rechanges pour l’arrêt annuel
Dimensionnez la liste de rechanges à partir de vos propres relevés : nombre de positions entraînées, positions défaillantes lors des dernières campagnes et nombre d’arbres que l’atelier peut remettre en état pendant l’arrêt. Les positions sujettes à des dégâts d’eau répétés méritent un arbre complet de rechange, pour pouvoir échanger plutôt que réparer dans l’urgence.
| Pièce de rechange | Usage principal | Comment fixer la quantité |
|---|---|---|
| Arbre à cardan complet | Échange pendant l’arrêt | Positions à défaillances répétées, plus une réserve pour les découvertes imprévues |
| Ensemble croisillon | Remise en état en atelier d’arbres dont les fourches et les cannelures sont bonnes | Croisillons mis au rebut lors des derniers arrêts |
| Kits de joints et soufflets de cannelures | Chaque remise en état et chaque joint endommagé constaté au regraissage | Un kit par articulation à ouvrir, plus une réserve |
| Boulons de bride et éléments de freinage | Chaque bride désaccouplée | Jeux complets par arbre, puisque les boulons surchargés ne sont pas réutilisés |
Moins de variantes, c’est moins de rechanges. Si plusieurs positions utilisent des arbres de même bride et de même classe de couple mais de longueurs différentes, demandez si une seule plage de longueur peut les couvrir.
Commandez tôt. Notre série SWC d’Accouplement à cardan va de SWC100 à SWC620 en 14 tailles, avec un couple nominal Tn de 1,25 à 1000 kN·m sur l’ensemble du tableau. Les tailles standard sont livrées en 15–25 jours ; pour les arbres non standard ou de grande taille, le délai est confirmé après examen du plan, donc envoyez vos plans dès que la date d’arrêt est fixée.
Les rechanges attendent souvent un certain temps en magasin. Notre emballage standard : brunissage, huile antirouille, emballé sous film plastique, puis caisse en bois pour l’export ; vérifiez malgré tout le film d’huile avant de monter un arbre stocké longtemps.
FAQ
Peut-on remplacer uniquement l’ensemble croisillon plutôt que tout l’arbre ?
Oui, si les alésages des fourches ne sont ni usés ni ovalisés, si les brides et les centrages sont intacts et si les cannelures coulissent encore régulièrement. Si les alésages des fourches sont usés, un croisillon neuf ne restera pas serré longtemps, et un arbre complet est le meilleur choix.
Comment savoir si l’eau entre par les joints de croisillon ou par le joint des cannelures ?
Regardez où se trouve la graisse dégradée. Une graisse aqueuse aux joints de croisillon désigne ces joints ; de la rouille et de la calamine entre les dents des cannelures avec une graisse propre aux croisillons désignent le soufflet ou le joint des cannelures. Croisez cela avec la position de l’arbre et l’arrosage local pour décider quel joint améliorer.
Quelles données vous faut-il pour chiffrer un arbre d’entraînement de segment de remplacement ?
Un plan, idéalement. À défaut, envoyez la longueur rétractée, la course télescopique, le diamètre de bride, le cercle de perçage et le détail des trous, la cote de centrage, l’angle de travail, le couple et la vitesse, avec des photos de la plaque signalétique, des deux brides et des cannelures. Nous pouvons fabriquer un Accouplement à cardan de remplacement d’après un plan, ou d’après des photos et des cotes relevées sur l’ancien arbre.
Quels matériaux, et quels documents peuvent accompagner les arbres ?
Les matériaux courants sont l’acier C45 et le 42CrMo4, ou la nuance prescrite par votre projet ; les traitements thermiques comme la trempe et revenu ou la trempe par induction suivent le modèle et le plan. Sur demande, nous fournissons certificat matière, rapport de contrôle dimensionnel, rapport d’équilibrage dynamique, rapport de traitement thermique et rapport de contrôle par ultrasons, les points de contrôle étant confirmés avant la commande.
Si l’arrêt de votre machine de coulée continue est déjà planifié, envoyez-nous les plans, ou des photos et des cotes, des positions que vous voulez approvisionner, avec la date d’arrêt prévue. Nous confirmerons tailles, documents et délai au regard de cette date. Envoyez-nous votre plan
Besoin d’une validation technique pour le choix ou le remplacement ?
Envoyez la puissance, la vitesse, les diamètres d’arbre, la rainure de clavette, les dimensions de montage, les plans ou des photos de l’ancienne pièce. Nous vérifions d’abord les conditions de service avant de confirmer le modèle et le devis.