Dans la pratique, l’usure des rails profilés n’est souvent pas due au mauvais choix d’un seul composant. Il s’agit généralement d’une combinaison de charge, de montage et de conditions de fonctionnement. Un rail profilé peut sembler correctement dimensionné, alors qu’un moment défavorable, un mauvais alignement ou une lubrification insuffisante peuvent malgré tout entraîner localement des charges élevées. Une bonne analyse de l’aspect de l’usure fournit donc des informations précieuses sur ce qui se passe techniquement dans le système.
Quelles causes techniques entraînent l’usure des rails profilés ?
Dans le cas des rails profilés, la cause d’une usure accélérée se trouve souvent dans l’ensemble du système de mouvement. Vérifier uniquement si la capacité de charge nominale du rail est suffisante ne donne donc pas une image complète. Les forces, les moments, le montage, le mouvement et l’environnement déterminent ensemble ce que les chemins de roulement et les patins doivent réellement supporter.
Les dix causes techniques les plus fréquentes sont les suivantes :
- Charge incorrecte ou trop élevée
- Mauvais alignement ou planéité insuffisante des surfaces de montage
- Lubrification insuffisante ou inadaptée
- Contamination
- Précharge incorrecte
- Charges dynamiques
- Mauvaise répartition sur plusieurs patins
- Erreurs de montage
- Mauvais dimensionnement du rail/patin
- Prise en compte insuffisante de l’environnement
Que révèle l’aspect de l’usure ?
Les dommages eux-mêmes constituent souvent un premier indice technique. L’aspect de l’usure ne permet pas automatiquement d’identifier la cause, mais il aide à orienter l’analyse. Dans le tableau ci-dessous, nous présentons les différents aspects d’usure et leurs causes techniques probables :
| Aspect de l’usure | Cause technique probable |
|---|---|
| Usure uniforme sur l’ensemble du chemin de roulement | Durée de vie / charge normale |
| Usure principalement d’un seul côté | Défaut d’alignement, mauvais alignement ou charge de moment |
| Détérioration locale / piqûres | Surcharge, charge de choc ou fatigue |
| Taches, décoloration ou chemins de roulement endommagés | Lubrification insuffisante / inadaptée |
| Petits creux ou empreintes sur le chemin de roulement | Contamination, surcharge ou impact statique |
| Rouille / corrosion | Humidité, condensation, environnement agressif ou tribocorrosion |
| Zones brillantes / polies | Charge de contact anormale ou lubrification insuffisante |
| Usure sur plusieurs patins, mais très différente d’un patin à l’autre au niveau du chemin de roulement | Répartition inégale de la charge / erreur géométrique |
| Dommages autour d’une position spécifique sur le rail | Charge locale répétée ou contamination |
| Jeu accru ou vibrations perceptibles | Usure, précharge incorrecte ou rigidité insuffisante |
Quand l’usure est-elle normale ?
Une usure normale se développe généralement de manière prévisible et uniforme. Une usure anormale est plus souvent locale, asymétrique ou apparaît beaucoup plus tôt que ce que l’on pourrait attendre sur la base de la durée de vie calculée. Les signaux d’alerte peuvent par exemple être un patin qui s’use nettement plus vite que les autres, une usure concentrée d’un seul côté ou encore des détériorations et empreintes localisées.
Une décoloration due à la chaleur ou à une lubrification insuffisante nécessite également une attention particulière. Il en va de même pour la rouille, la corrosion par piqûres, les dommages dus à la contamination, l’augmentation du bruit, les vibrations ou l’apparition soudaine de jeu. Il faut également tenir compte des modifications apportées au processus. Lorsque l’usure augmente fortement après une modification de la vitesse, de la charge ou des réglages de la machine, cela peut expliquer une partie du phénomène.
Erreurs de conception qui réduisent la durée de vie
Souvent, ce ne sont pas le rail profilé ou le patin eux-mêmes qui ont été mal choisis. Ce sont plutôt certaines hypothèses faites lors de la conception qui ne correspondent pas toujours à la réalité en pratique. Un calcul basé uniquement sur la charge statique peut par exemple s’avérer insuffisant dès lors que des accélérations, des moments ou un centre de gravité défavorable interviennent.
Il est donc utile d’évaluer l’ensemble du mouvement linéaire. Commencez par les charges et les moments. Examinez ensuite le profil de mouvement, la rigidité nécessaire, l’alignement, la précharge, la lubrification, l’environnement et la durée de vie souhaitée. Vous n’évaluez ainsi pas uniquement le composant, mais également le système dans lequel ce composant doit fonctionner.
Support d’ingénierie de LM Systems
Limiter l’usure des rails profilés dès la phase de conception
Il n’est pas possible d’éviter complètement l’usure des rails profilés. En revanche, il est possible de prévenir une grande partie de l’usure prématurée et anormale dès la phase de conception. Le principal gain ne réside pas nécessairement dans l’utilisation d’un rail plus robuste, mais dans une conception correcte de l’ensemble de la construction.
Cela commence par un dimensionnement correct et une bonne répartition des charges. Viennent ensuite une construction rigide et dimensionnellement stable, ainsi qu’un alignement et un montage corrects. La précharge doit être adaptée à l’application. La lubrification et l’étanchéité doivent être adaptées à la vitesse, à l’utilisation et à l’environnement. Chez LM Systems, nous pouvons valider l’ensemble du mouvement linéaire. Vous obtenez ainsi une meilleure compréhension de la question de savoir si le rail, les patins et la construction forment ensemble un système adapté à l’application réelle.
Prenez contact avec l’un de nos experts, faites évaluer l’ensemble du mouvement linéaire et déterminez précisément quelle adaptation est nécessaire.