Testeur de durée de vie en fatigue des roulements
Testeur de durée de vie en fatigue des roulements - ToronTribo™ BFL
Le banc d'essai de fatigue pour roulements détermine la durée de vie d'un roulement soumis à des contraintes de contact de roulement soutenues. Il est utilisé par les fabricants de roulements, les laboratoires de matériaux et les équipes d'assurance qualité de tous les secteurs industriels dont la fiabilité dépend des roulements. L'instrument monte des échantillons de roulements complets et applique une charge axiale contrôlée tout en faisant tourner le roulement à une vitesse et une température prédéfinies. Il effectue des tests de fatigue de contact jusqu'à l'apparition d'un écaillage ou d'un autre mode de défaillance sur la piste de roulement ou les éléments roulants.
Le banc d'essai couvre une plage de vitesses de broche de 200 à 10 000 tr/min avec une erreur de vitesse inférieure à ±3 % et applique une force de charge axiale de 200 à 10 000 N avec une erreur de charge inférieure à ±1 %. Le contrôle de la température s'étend de la température ambiante à 200 °C, avec une erreur de température inférieure à ±2 °C, offrant ainsi aux ingénieurs un contrôle précis des conditions combinées de charge, de vitesse et de température qui induisent la fatigue des roulements.
Les fabricants de roulements, les chercheurs en matériaux et les laboratoires d'assurance qualité utilisent cet appareil de test pour établir les données de durée de vie en fatigue des roulements candidats, en fonction des matériaux et des traitements thermiques. La durée de vie en fatigue des roulements variant statistiquement même entre des roulements identiques testés dans des conditions identiques, cet appareil de test permet de réaliser des programmes d'essais multi-échantillons nécessaires à l'obtention de données pertinentes sur la durée de vie L10, plutôt que de se fier à un seul résultat.
Testeur de durée de vie en fatigue des roulements - Applications ToronTribo™ BFL
Ce testeur permet d'évaluer la durée de vie en fatigue des roulements pour les fabricants et les chercheurs de tous les secteurs où la fiabilité des roulements détermine directement les performances et la durée de vie des équipements.
- Validation de la conception des roulements : détermine la durée de vie en fatigue des nouveaux modèles de roulements avant leur mise en production.
- Qualification des matériaux et traitements thermiques des roulements : compare la durée de vie en fatigue de différentes nuances d’acier, traitements de surface et procédés de traitement thermique.
- Études d'impact des procédés de fabrication : évaluent comment les procédés de fabrication tels que la rectification, le tournage dur ou le laminage profond affectent la durée de vie en fatigue des roulements par le biais des variations de contraintes résiduelles.
- Tests de facteur de durée de vie des lubrifiants et des graisses : évaluent l’influence de différents lubrifiants et graisses sur la durée de vie en fatigue des roulements dans des conditions de charge et de vitesse contrôlées.
- Qualification des roulements pour l'aérospatiale et le ferroviaire : permet de réaliser des essais de fatigue sur les roulements utilisés dans l'aérospatiale, le transport ferroviaire et d'autres applications à haute fiabilité.
- Essais de roulements d'éoliennes : évalue la durée de vie en fatigue des roulements destinés aux arbres principaux et aux réducteurs d'éoliennes sous charge cyclique soutenue.
- Recherche sur les modes de défaillance et leurs causes profondes : analyse la localisation de l’écaillage et la progression de la défaillance afin de comprendre les mécanismes de rupture par fatigue dans des conceptions de roulements spécifiques.
Testeur de durée de vie en fatigue des roulements - ToronTribo™ BFL Caractéristiques principales
Ce testeur combine un contrôle précis de la charge, de la vitesse et de la température pour générer des données fiables sur la durée de vie en fatigue des roulements.
- Large plage de vitesses : couvre de 200 à 10 000 tr/min avec une erreur de vitesse limitée à ±3 % pour des conditions de test constantes.
- Chargement axial haute capacité : applique une force axiale de 200 à 10 000 N avec une erreur de chargement limitée à ±1 %.
- Contrôle précis de la température : maintient la température de test de la température ambiante à 200 °C avec une erreur limitée à ±2 °C.
- Essais sur échantillons de roulements complets : permet de tester différents types d’échantillons de roulements complets plutôt que des spécimens d’essai simplifiés, en testant le composant assemblé.
- Contrôle de test multiparamètres : ajuste simultanément la charge, la vitesse, la température et le temps pour simuler une large gamme de conditions de fonctionnement réelles des roulements.
- Prise en charge des programmes d'essais multi-échantillons : permet la réalisation d'essais répétés sur plusieurs échantillons de roulements, nécessaires à l'établissement de données de durée de vie en fatigue L10 statistiquement significatives.
Théorie et méthode
La fatigue des roulements résulte de cycles répétés de contraintes de cisaillement sous la surface, lorsque les éléments roulants passent inlassablement au même point de la piste de roulement sous charge. Bien qu'un seul cycle de charge génère une contrainte bien inférieure à la résistance statique du matériau, l'effet cumulatif de millions de cycles finit par amorcer une fissure de fatigue sous la surface. Cette fissure se propage jusqu'à atteindre la surface et provoque l'écaillage caractéristique de la fatigue des roulements.
La théorie de Lundberg-Palmgren, développée dans les années 1940, a établi le cadre statistique encore utilisé aujourd'hui pour caractériser ce mode de défaillance, en introduisant le concept de durée de vie L10 : le nombre de tours ou d'heures pendant lesquels 90 % d'un ensemble de roulements identiques, testés dans des conditions identiques, sont censés survivre sans rupture par fatigue. Étant donné la grande variabilité de la durée de vie réelle des roulements d'un même lot, l'établissement d'une durée de vie L10 fiable nécessite de tester plusieurs échantillons plutôt que de se fier au résultat d'un seul roulement. Ce dispositif de test répond à cette exigence en permettant des tests répétés et contrôlés sur plusieurs échantillons de roulements, dans des conditions de charge, de vitesse et de température constantes.
Les essais de fatigue à grande échelle des roulements sous charges de service réelles étant extrêmement longs, il est courant d'utiliser des essais accélérés à charge, vitesse ou température élevées afin de générer des données de fatigue dans un délai raisonnable. Soumettre les roulements à des contraintes supérieures aux conditions de service réelles réduit la durée des essais, mais exige une interprétation rigoureuse pour extrapoler les résultats aux conditions de fonctionnement réelles. La maîtrise précise de la charge, de la vitesse et de la température, permise par cet appareil d'essai, rend cette extrapolation possible, car même de faibles variations des conditions d'essai peuvent affecter significativement les données de durée de vie en fatigue obtenues.
Testeur de durée de vie en fatigue des roulements - Spécifications techniques du ToronTribo™ BFL
| Paramètre | Spécifications |
|---|---|
| Vitesse de broche | 200 à 10,000 tr / min |
| Erreur de vitesse de broche | ± 3% |
| Force de chargement axial | 200 à 10,000 N |
| Erreur relative de la force de chargement | ≤ ± 1% |
| Température | Température ambiante jusqu'à 200 ° C |
| Erreur de température | ± 2 ° C |