Train de roulement et systèmes à chenilles

Train de roulement et systèmes à chenilles

Introduction au train de roulement

Le train de roulement est l'ensemble des composants qui supportent le poids de la machine, transmettent la puissance motrice au sol et assurent la stabilité et la mobilité. Pour un heavy duty equipment technician (HDET), la maîtrise du train de roulement est essentielle, car il représente environ 15 à 20 % des coûts d'entretien d'une machine sur chenilles sur sa durée de vie.

Deux configurations dominent le marché : les systèmes à chenilles (excavatrices, bulldozers, chargeuses sur chenilles) et les systèmes à pneus (chargeuses sur pneus, camions hors route). Ce chapitre se concentre principalement sur les systèmes à chenilles, mais aborde également les composants critiques des trains de roulement à pneus lorsque pertinent.

Composants principaux d'un train de roulement à chenilles

Un train de roulement typique comprend :

Géométrie et alignement du train de roulement

Alignement des composants

L'alignement correct est critique pour la durée de vie du train de roulement. Un mauvais alignement peut entraîner une usure prématurée des bords des patins, une surchauffe des joints et une perte d'efficacité de traction.

Points de contrôle d'alignement :

Angle de carrossage et chasse

Pour les machines à pneus, les angles d'alignement suivants sont contrôlés :

Chaînes et patins

Types de chaînes

Deux configurations principales existent :

Pas de chaîne et calculs

Le pas de chaîne est la distance entre les centres de deux goupilles consécutives. Les pas courants sont 101,6 mm (4 pouces), 152,4 mm (6 pouces), 171,45 mm (6,75 pouces), 203,2 mm (8 pouces).

Calcul du nombre de maillons :

Nombre de maillons = (Distance entre centres barbotin/roue folle × 2) + (Diamètre du barbotin + Diamètre de la roue folle) × π / Pas

Exemple : Pour une machine avec une distance entre centres de 2500 mm, un barbotin de 800 mm de diamètre, une roue folle de 600 mm, et un pas de 171,45 mm :

Maillons = (2500 × 2) + (800 + 600) × π / 171,45

Maillons = 5000 + 1400 × 3,1416 / 171,45

Maillons = 5000 + 4398,24 / 171,45

Maillons = 9398,24 / 171,45 ≈ 54,8 → 55 maillons

Patins : largeur et types

La largeur du patin affecte la pression au sol et la flottaison :

Pression au sol = Poids de la machine / (Largeur du patin × Longueur de contact au sol)

Exemple : Une excavatrice de 30 000 kg avec des patins de 600 mm de large et une longueur de contact de 3000 mm :

Pression = 30 000 × 9,81 / (0,6 × 3,0) = 294 300 / 1,8 = 163 500 Pa ≈ 163,5 kPa

Barbotin et transmission finale

Profil des dents du barbotin

Le barbotin transmet la puissance à la chaîne. Les dents s'engagent dans les bagues de la chaîne. L'usure du barbotin se manifeste par :

Règle pratique : Le barbotin doit être remplacé lorsque l'usure des dents atteint environ 15 à 20 % de la dimension d'origine. La mesure se fait à l'aide d'un calibre de profondeur de dent.

Transmission finale

La transmission finale (final drive) est le dernier étage de réduction entre le moteur et le barbotin. Elle comprend typiquement :

Rapport de réduction typique : 30:1 à 60:1 pour les excavatrices.

Contrôle de l'huile de transmission finale :

Tension de la chaîne

Importance de la tension correcte

Une tension incorrecte est la cause la plus fréquente d'usure prématurée du train de roulement.

Procédure de réglage de tension

Valeurs typiques d'affaissement :

Formule de mesure :

Affaissement = Distance verticale entre le point le plus bas de la chaîne et la ligne droite entre les deux points de support

Tendeur hydraulique

Le tendeur hydraulique utilise un vérin hydraulique avec une cartouche de ressort (spring cartridge). La graisse est injectée par un graisseur (grease fitting) pour pousser le piston et tendre la chaîne.

Procédure de graissage :

Attention : Ne jamais desserrer le bouchon de purge du tendeur sans avoir d'abord relâché la pression de la chaîne. Le ressort peut éjecter le bouchon avec force.

Galets de roulement et galets porteurs

Galets de roulement

Les galets de roulement supportent le poids de la machine et guident la chaîne. Ils sont montés sur des arbres avec des roulements et des joints d'étanchéité.

Types de galets :

Usure des galets :

Galets porteurs

Les galets porteurs supportent la partie supérieure de la chaîne et réduisent le mouvement de fouettement. Ils sont moins sollicités que les galets de roulement mais doivent être inspectés régulièrement.

Points d'inspection :

Roue folle et tendeur

Roue folle

La roue folle (idler) guide la chaîne à l'avant (ou à l'arrière selon la machine) et travaille avec le tendeur pour maintenir la tension.

Types de roues folles :

Usure de la roue folle :

Tendeur

Le tendeur (track adjuster) combine un vérin hydraulique et un ressort. Le ressort absorbe les chocs et maintient une tension minimale, tandis que le vérin permet le réglage fin.

Composants du tendeur :

Procédure de décompression :

Usure du train de roulement : mesure et évaluation

Méthodes de mesure

L'évaluation de l'usure est essentielle pour planifier les remplacements et éviter les pannes coûteuses.

Calcul de l'usure de la chaîne

Allongement de la chaîne :

Allongement (%) = (Longueur mesurée - Longueur d'origine) / Longueur d'origine × 100

Critère de remplacement : La chaîne doit être remplacée lorsque l'allongement dépasse 3 % (certains fabricants recommandent 2 %).

Exemple : Une chaîne neuve mesure 1000 mm sur 4 maillons. Après 2000 heures, elle mesure 1030 mm.

Allongement = (1030 - 1000) / 1000 × 100 = 3 %

La chaîne doit être remplacée.

Usure relative des composants

L'usure des composants du train de roulement est interdépendante. Une chaîne usée accélère l'usure du barbotin et vice versa.

Règle du "50-50" : Si le barbotin et la chaîne sont tous deux usés à 50 % ou plus, il est généralement plus économique de remplacer les deux ensemble. Un composant neuf avec un composant usé s'usera prématurément.

Lubrification et entretien

Points de graissage

Le train de roulement nécessite une lubrification régulière pour réduire l'usure et la friction.

Analyse d'huile

L'analyse d'huile (oil analysis) est un outil de maintenance prédictive essentiel :

Seuils d'alerte typiques (transmission finale) :

Sécurité et procédures

Règles de sécurité

Procédure de remplacement d'un patin

Couple de serrage typique :

Diagnostics et dépannage

Symptômes courants et causes

Bruits anormaux

Normes et réglementations canadiennes

Normes applicables

Bien que le train de roulement ne soit pas directement couvert par des normes électriques ou de gaz, plusieurs normes canadiennes s'appliquent aux machines et à leur entretien :

Exigences de sécurité au travail

Pièges à éviter

Résumé

Le train de roulement est un système complexe dont l'entretien approprié est essentiel à la longévité et à la performance des machines sur chenilles. Les points clés à retenir :

La maîtrise de ces concepts permettra au candidat de diagnostiquer efficacement les problèmes, de planifier les entretiens et d'effectuer les réparations conformément aux normes de l'industrie.