Crible vibrant

Cet exemple montre le processus de sélection des roulements pour une nouvelle machine par un fabricant de cribles vibrants.

Chaque étape de l'exemple est décrite dans une section extensible/déroulante ci-dessous. Les étapes de l'exemple suivent la séquence du processus de sélection des roulements. Reportez-vous au processus de sélection des roulements pour une description complète de chaque étape.

Conditions de fonctionnement et performances
Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

La nouvelle machine est un crible vibrant à mouvement circulaire libre. L'excitatrice se compose d'un arbre avec deux roulements et deux contrepoids. Ceci signifie que la principale charge radiale tourne avec l'arbre tandis que la bague extérieure est fixe. Le schéma de l'application est montré à la fig. 1.

Les exigences de performances pertinentes, les conditions de fonctionnement et les paramètres saisis pour la sélection des roulements sont :
  • masse du caisson de crible sans charge : G = 6 100 kg
  • diamètre de l'arbre : 140 mm
  • vitesse de rotation : n = 756 tr/min
  • vitesse angulaire (n x 2π/60) : ω= 79,2 rad/s
  • rayon de vibration : r = 8,1 mm
  • distance entre les centres de gravité des contrepoids et l'axe de l'arbre : R = 80 mm
  • distance entre les roulements : 3 m
  • méthode de lubrification : graisse
  • température de fonctionnement des roulements : T = 75 °C
  • environnement : le crible peut être placé à l'extérieur, dans des conditions difficiles, poussiéreuses et humides
  • durée SKF requise : 20 000 heures
Type et montage de roulements
Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

Un montage de roulements en position de palier fixe/libre est utilisé. Le roulement du côté entraînement est le roulement en position de palier fixe. Ceci limite le déplacement axial de la poulie de transmission, ce qui permet d'économiser de l'énergie et d'améliorer la durée de service de la courroie. Le roulement opposé est en position de palier libre pour supporter le déplacement axial dû à la dilatation thermique de l'arbre.

La distance entre les roulements est de 3 mètres et la structure du crible vibrant est constituée de pièces en acier soudées et boulonnées. La flexion de l'arbre et le défaut d'alignement des supports sous charge nécessitent l'utilisation de roulements capables de compenser le défaut d'alignement.

Des roulements à rotule sur rouleaux sont sélectionnés pour ce nouveau crible vibrant (fig. 2), ce qui est la solution typique. Ils peuvent soutenir des charges élevées et supporter un défaut d'alignement entre les bagues extérieure et intérieure sans réduction de leur durée de service.
Dimension du roulement
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Un diamètre d'arbre de 140 mm est nécessaire pour transmettre le couple d'entraînement requis pour l'arbre et limiter la flexion de l'arbre.

SKF fournit des roulements de la série 223 pour les applications vibrantes. En fonction du diamètre d'arbre requis, le 22328 CCJA/W33VA405 est sélectionné. Nous allons en contrôler la taille à l'aide de la durée SKF.

Fiche produit de 22328 CCJA/W33VA405 → informations sur le produit.

Pour les cribles vibrants, la charge dynamique équivalente, P, peut être estimée avec :



= 186 kN

Le rapport de charge C/P = 1357 / 186 = 7,3.

Durée SKF


 

1Conditions de lubrification – le rapport de viscosité, κ

κ = ν/ν1

La viscosité nominale ν1 = 10 mm2/s (diagramme 1).

Un rapport de viscosité, κ, d'environ 4 est visé pour le fonctionnement dans des conditions de lubrification à film plein et v doit donc être d'environ 40 mm2/s.

Vous devez vérifier le rapport de viscosité après avoir choisi le lubrifiant.

2. Facteur de pollution, ηc

Étant donné :
  • les conditions de pollution sont typiques (c'est-à-dire roulements ouverts, particules d'usure et pénétration venant de l'environnement difficile)
  • dm = 220 mm
alors, à partir du tableau 1, ηc = 0,2

3Facteur de correction de la durée SKF, aSKF

Étant donné :
  • κ = 4
  • ηc Pu/P = 0,2 x 132/186 = 0,14
  • 22328 CCJA/W33VA405 est un roulement SKF Explorer
alors, à partir du diagramme 2 pour les roulements à rouleaux radiaux, aSKF = 1,3


= 1,3 x (106 / (60 x 756))(7,3)10/3 = 21 500 h > 20 000 h

Conclusion

Le roulement SKF 22328 CCJA/W33VA405 présente des dimensions adéquates pour répondre aux exigences de durée.

Lubrification
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Sélection de graisse ou d'huile

Le tableau 2 à la section Sélection de graisse ou d'huile indique les limites pour le facteur ndm , jusqu'auquel la lubrification à la graisse est normalement une solution appropriée en termes d'intervalles de relubrification à des températures normales.

Valeurs saisies :
  • roulement à rotule sur rouleaux de la série 223
  • C/P = 7,3
  • ndm = 756 x (140 + 300)/2 = 166 320
Selon le tableau 2, la limite ndm recommandée pour C/P ≈ 8 est 150 000, ce qui est légèrement inférieur au facteur ndm réel. Les conditions de fonctionnement se trouvent aux limites où la lubrification à la graisse est appropriée et vous pouvez escompter de courts intervalles de relubrification. Mais ceci ne pose pas problème pour les cribles vibrants et vous pouvez choisir une lubrification à la graisse.

Sélection de la graisse

Vous pouvez trouver une graisse SKF appropriée à l'aide du Tableau de sélection de graisse pour roulements SKF [PDF]. Les critères de sélection de graisse sont :
  • température : 75 °C → M
  • vitesse : ndm ≈ 166 000 → M à H
  • charge : C/P ≈ 8 → M
  • vibrations importantes
  • conditions extérieures humides : bonnes propriétés anticorrosion
SKF LGEP2 est un choix approprié à condition qu'un rapport de viscosité, κ, de 4 soit confirmé.

LGEP2 présente les propriétés suivantes :
  • ν = 200 mm2/s à 40 °C
  • ν = 16 mm2/s à 100 °C
  • la viscosité de fonctionnement à 75 °C est d'environ 40 mm2/s, à partir du diagramme 3.
  • κ = ν/ν1 = 40/10 = 4 est confirmé

Intervalle et quantité de relubrification

L'expérience suggère une relubrification des roulements du crible vibrant toutes les 75 h avec 30 g de graisse. Les intervalles courts sont requis pour éliminer la pollution, tandis que la quantité réduite limite la génération de chaleur causée par d'importants volumes de graisse.

L'utilisation de l'intervalle de relubrification standard obtenu à partir du diagramme 4 et des valeurs d'entrée permet d'obtenir :
  • ndm bf = 166 320 x 2 ≈ 330 000
  • C/P ≈ 8
L'intervalle de relubrification est de 1700 h. Ceci doit être réduit, en prenant en compte la pollution et les vibrations. (→ tableau 3), confirmant approximativement les valeurs observées pour les roulements de crible vibrant.

La quantité de l'appoint est :
Gp = 0,002 D B = 0,002 x 300 x 102 = 61 g

Une relubrification standard des roulements toutes les 75 h avec 30 g permettra de maintenir des conditions de lubrification adéquates.

Remplissage de graisse initial

Le volume libre dans le roulement, qui doit être rempli de graisse, est d'environ :



V = 3,14/4 x 102 x (3002 - 1402) x 10-3 - 36,5/0,0078 = 957 cm3

Pour un degré de remplissage de 50 %, il faut environ 430 g de graisse par roulement.
Température de fonctionnement et vitesse
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L'expérience acquise auprès d'applications similaires est large et on peut supposer une température de fonctionnement des roulements comprise entre 70 et 80 °C.

La charge du crible est à température ambiante et aucune autre source externe ne génère de la chaleur. La vitesse est < 50 % de la vitesse limite. Malgré le rapport de charge C/P < 10, aucune analyse thermique détaillée n'est requise.

La température de fonctionnement réelle doit être vérifiée sur la machine.

Les pertes dues au frottement dans le roulement sont de 1 900 W par roulement, calculées à l'aide du Calculateur de roulements SKF.
Interfaces des roulements
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La charge radiale tourne en phase avec la bague intérieure tournante, tandis que la bague extérieure reste fixe. Par conséquent, la bague intérieure présente un état de charge fixe et la bague extérieure un état de charge tournant. Un ajustement serré est requis entre la bague extérieure et le palier. Un ajustement libre peut être utilisé entre la bague intérieure et l'arbre.

La recommandation d'ajustement standard est :

Tolérance
dimensionnelle
Tolérance de
battement radial total
Tolérance de
battement axial total
Ra
Portéeg6ⒺIT5/2IT51,6 µm
LogementP7ⒺIT6/2IT63,2 µm

On peut choisir des tolérances dimensionnelles autres que les ajustements standard pour certaines raisons :
  • Choisissez f6Ⓔ pour un déplacement axial facile de la bague intérieure. Pour réduire le risque de corrosion de contact, envisagez un durcissement de la portée d'arbre.
  • Sélectionnez P6Ⓔ (tolérances plus étroites) pour améliorer le support de la bague extérieure et la durée de service des roulements.


Autres recommandations

Les facteurs supplémentaires suivants sont recommandés :
  • Le centre du roulement doit être aligné avec le centre du cadre du crible vibrant (fig. 3).
  • L'épaisseur de paroi du palier doit être supérieure à 40 % de la largeur du roulement.
  • Concevez le palier de manière à ce qu'il soit aussi symétrique que possible pour qu'il présente la même épaisseur des deux côtés du cadre du crible vibrant, afin d'éviter toute déformation du palier (fig. 4).
  • Usinez des filets dans le palier afin de faciliter le travail lors du démontage du palier du corps du crible et du roulement du palier à l'aide de boulons (fig. 5 et fig. 6).
Modèle des roulements
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Le roulement sélectionné pour cette application est un roulement à rotule sur rouleaux pour applications vibrantes. (→ Modèles et variantes)

Ces roulements sont identifiés par les suffixes de désignation VA405 et VA406. Ils présentent un jeu interne C4, qui est requis en raison de l'ajustement serré de la bague extérieure et de la différence de température entre les bagues intérieure et extérieure, en particulier lors des démarrages. Leurs cages à fenêtres trempées permettent de réduire le frottement et l'usure dans le roulement lors du fonctionnement dans des conditions de charge sur bague extérieure tournante et d'accélération élevée, pour une température de fonctionnement inférieure et une meilleure durée de vie du lubrifiant.

Le modèle VA406 est conçu pour le support libre et présente un alésage revêtu de PTFE. Ceci contribue à empêcher la rouille de contact, qui risque de se produire en raison de l'ajustement libre et des vibrations.
Étanchéité, montage et démontage
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  • En général, les conceptions de crible vibrant utilise des joints à chicane pour protéger les roulements. Avec ce type de joint, il est important de maintenir une quantité suffisante de graisse dans les espaces des chicanes afin d'empêcher la pénétration de saleté et d'humidité dans les roulements. Les quantités et les intervalles de relubrification doivent être ajustés en fonction des observations de l'opérateur.
  • Contrôlez le battement radial total du logement dans le palier lorsque celui-ci est monté sur le cadre du crible. Une déformation inadmissible risque de se produire, ce qui peut nécessiter des mesures correctives.
Conclusions générales
  • Le roulement 22328CCJA/W33VA405 répond aux exigences de durée nominale.
  • La graisse SKF LGEP2 est appropriée pour les conditions de fonctionnement données.
  • Les aspects concernant la maintenance et la maintenance conditionnelle n'ont pas été inclus dans cet exemple. Pour plus d'informations sur les offres SKF pour cribles vibrants, reportez-vous à Cribles vibrants sous Solutions industrielles.
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