Qu'est-ce qui influe sur l'usure des pivots?

Pour un fabricant de machines, il existe plusieurs facteurs à prendre en compte pour minimiser l’usure des pivots avec le temps.

L’usure des pivots, influencée par plusieurs facteurs, est la somme des usures de la bague, de l’axe et de la portée. Tandis que les fabricants de machines ont de multiples options de conception pour minimiser l’usure, l’utilisateur final en a beaucoup moins et voudrait optimiser la disponibilité et les coûts d’entretien de sa flotte de manière simple et peu coûteuse. À ce stade, il devient difficile de faire quoi que ce soit sur la charge, la taille de l’axe, la vitesse et la fréquence du mouvement ou l’environnement dans lequel les machines fonctionnent. Mais il est possible de changer les éléments suivants :

• Si et comment la lubrification est appliquée,
• Le type de matériau, la dureté et la finition de surface de l’axe et de la bague,
• La fixation de l’axe dans les portées.

Le moins de flexion possible
Le facteur qui conditionne le plus l’usure des pivots est la zone de charge par rapport à la charge/la force, la pression de la surface. Si la pression est très forte, aucune lubrification, aucun matériau ou aucune dureté au monde ne pourra prévenir les dommages permanents des bagues, des axes ou des portées. Si la charge reste la même et que la zone sur laquelle elle agit est conçue plus petite, la pression augmente. Lorsqu’une charge s’exerce sur un pivot, l’axe se courbe, certes légèrement, mais suffisamment pour modifier la zone de contact entre l’axe/le palier et l’axe/la portée. Lorsqu’une faible charge s’exerce sur le pivot, la charge est distribuée sur toute la longueur du palier et des portées. Lorsque l’axe se courbe à mesure que la charge augmente, les zones changent et la pression augmente (figure 2).

L’ampleur de la modification de la pression dépend non seulement de la charge, de la longueur et du diamètre de la cheville, mais aussi des propriétés mécaniques de la douille. Une douille plus élastique contribuera à distribuer la charge dans une certaine mesure après quoi cela deviendra une déformation plastique (permanente) et/ou une redistribution de la force.

Avantages de la fixation des axes

L’importance de la courbure de l’axe dépend aussi du fait qu’il est fixe ou lâche aux extrémités. Une articulation droite traditionnelle qui n’est supportée que par le bas des portées est lâche et se courbera comme une poutre sur appuis simples. Le système Expander (figure 3) est fixé dans les portées et se courbera comme une poutre encastrée.

En fonction du cas de charge, un axe à support fixe se courbera 5 fois moins qu’un axe à supports simples sous la même charge (figure 4).

Axe droit classique
Cas de charge : Appuis simples
Les extrémités des axes ne sont soutenues que par le bas, du fait du jeu nécessaire à l’installation.

Système Expander
Cas de charge : Encastrement
Les extrémités des axes sont fixées dans les portées à l’aide des douilles expansibles.

La fixation des extrémités des axes limitera aussi le mouvement radial libre de l’axe au seul espace entre la douille et l’axe. Cela contribuera à limiter l’accélération du poids et des forces d’impact élevées sur la bague et l’axe. Le système Expander élimine l’usure des portées et réduit l’usure bague/axe.