ISO 16625 : guide sélection et maintenance tambours et poulies
Aperçu de la norme : L'ISO 16625 « Appareils de levage à charge suspendue — Tambours et poulies — Sélection et maintenance » est un document technique de référence publié par le comité technique ISO/TC 96. Il définit de manière systématique les méthodes de calcul pour la sélection des tambours de câble et des poulies, les exigences relatives aux matériaux, les tolérances dimensionnelles des gorges, les spécifications d'installation et de maintenance, ainsi que les critères de mise au rebut. Cette norme est conçue pour être utilisée conjointement avec l'ISO 4308 — Choix des câbles pour grues, garantissant ensemble la sécurité et la fiabilité du système d'entraînement par câble du mécanisme de levage.
Le tambour de câble et les poulies constituent les composants essentiels du système d'entraînement du mécanisme de levage. Leur sélection et la qualité de leur maintenance influencent directement la durée de vie du câble métallique et la sécurité des opérations de levage. Un écart dimensionnel supérieur à 0,5 mm dans la gorge du tambour peut provoquer un enroulement irrégulier du câble et des dommages par compression locale. Une usure excessive de la gorge de la poulie peut entraîner le déraillement du câble et une rupture accélérée des fils. L'ISO 16625 fournit un cadre technique normalisé pour la gestion du cycle de vie complet de ces deux composants critiques.
1. Sélection du tambour et conception de la gorge
L'ISO 16625 spécifie la méthode de détermination du diamètre du tambour D : D ≥ h₁×d (où d est le diamètre nominal du câble métallique et h₁ le coefficient de diamètre du tambour correspondant à la Classe de Fonctionnement du mécanisme). Pour un mécanisme de levage de Classe de Fonctionnement M5, h₁=18 ; pour la classe M6, h₁=20 ; pour la classe M7, h₁=22,4. À titre d'exemple, pour un Pont Roulant de 10 t de classe M5 équipé d'un câble métallique de 16 mm de diamètre, le diamètre minimum du tambour est D=18×16=288 mm, arrondi à la valeur normalisée de 320 mm.
Concernant la gorge du tambour, la profondeur standard est h=0,33d~0,40d, le pas p=d+(2~3) mm, et le rayon de fond R=0,53d~0,56d. La Rugosité de la surface intérieure de la gorge doit être Ra≤3,2 μm. Le fond et les flancs de la gorge doivent être traités par Trempe pour atteindre HRC45~50 afin de résister à l'usure par contact avec le câble. La hauteur des bords latéraux de la gorge doit être ≥1,5d (≥1,0d en présence d'un dispositif d'enroulement), afin d'empêcher le câble de sortir de la gorge.
2. Sélection des poulies et exigences relatives aux gorges
Le diamètre primitif de la poulie Dp (diamètre du cercle passant par l'axe du câble) est également déterminé selon Dp ≥ h₂×d. Les valeurs du coefficient h₂ pour les poulies moulées selon la Classe de Fonctionnement sont : M5=20, M6=22,4, M7=25. La gorge de la poulie présente une section en U, avec un rayon de fond R=0,525d~0,550d et un angle d'ouverture de 45°~60°. La Rugosité de la surface des flancs de la gorge doit être Ra≤6,3 μm.
L'ISO 16625 impose une classification des matériaux des poulies en fonction du Niveau de Résistance à la Traction du câble métallique : lorsque la Résistance à la Traction du câble est ≤1770 MPa, la poulie peut être réalisée en fonte ductile QT500-7 ou en Acier Moulé ZG270-500 ; lorsque la Résistance à la Traction du câble dépasse 1770 MPa (par exemple pour la classe 1960 MPa), la gorge de la poulie doit être soumise à une trempe par induction à fréquence moyenne atteignant HRC50~55, ou la poulie doit être réalisée en Acier Moulé allié ZG35CrMo avec un rechargement de couche résistante à l'usure au fond de la gorge. Les Roulements de poulie doivent être de préférence des Roulement à Rotule sur Rouleaux à double rangée, avec un ajustement H7/g6 pour garantir une rotation souple.
3. Installation et alignement de précision
L'ISO 16625 exige que l'écart de parallélisme entre l'axe du tambour et l'axe du groupe de poulies fixes soit ≤0,5 mm/m. La Planéité de la surface de montage du Logement de roulement de tambour doit être ≤0,1 mm/500 mm, vérifiée à l'aide d'une jauge d'épaisseur. L'angle de déviation du câble sur le tambour (angle entre l'axe du câble et l'axe de la gorge) doit être ≤4° (pour un tambour à surface Brillant) ou ≤2,5° (pour un tambour à rainure en spirale). Un angle excessif provoque un pincement du câble contre les bords de la gorge, une usure accélérée et même un déraillement du câble.
Après l'installation des poulies, leur liberté de rotation doit être vérifiée manuellement — une poulie de classe M5 ou inférieure doit pouvoir tourner à la main, tandis qu'une poulie de classe M6 et au-delà doit pouvoir tourner facilement à l'aide d'un levier. Toutes les poulies du Palans doivent être dans le même plan, avec un écart de Planéité du plan médian des gorges ≤1/1000 de l'entraxe des poulies. Après l'installation, un Essai de Fonctionnement à vide de 30 minutes doit être effectué pour vérifier la régularité de l'enroulement du câble et l'absence de bruits de frottement anormaux.
4. Détection de l'usure et critères de mise au rebut
Les critères de mise au rebut pour l'usure de la gorge du tambour sont définis par l'ISO 16625 : lorsque l'usure de l'épaisseur de paroi de la gorge dépasse 20 % de l'épaisseur d'origine, le tambour doit être remplacé ; si une rainure d'une profondeur ≥1 mm ou une marque d'indentation du câble apparaît au fond de la gorge, la gorge peut être réusinée sur tour (à condition que l'épaisseur de paroi après usinage reste ≥80 % de l'épaisseur d'origine).
Critères de mise au rebut pour les gorges de poulie : lorsque l'usure au fond de la gorge dépasse 25 % du diamètre du câble métallique, la poulie doit être remplacée (par exemple, avec un câble de Φ16 mm, une profondeur d'usure de 4 mm au fond de la gorge entraîne la mise au rebut) ; lorsque l'usure des flancs de la gorge atteint 30 % de l'épaisseur d'origine, la poulie doit être remplacée ; toute Fissure ou éclat sur le Boudin de roue, quelle que soit sa taille, impose un remplacement immédiat.
5. Lubrification et maintenance courante
La gorge du tambour et les gorges des poulies sont auto-lubrifiées en condition de travail par la Graisse présente à la surface du câble métallique. L'ISO 16625 recommande de lubrifier le câble toutes les 200 heures de fonctionnement ou au moins une fois par mois (le premier terme échu prévalant), en utilisant une Graisse spéciale pour câbles métalliques, sans acide ni résine, de consistance NLGI 2. Les Roulements de poulie doivent être graissés à la graisse au lithium toutes les 500 heures de fonctionnement ; si la température du Roulement dépasse 70 ℃, l'Intervalle de Graissage doit être réduit.
L'inspection de routine comprend : l'inspection visuelle de la régularité de l'enroulement du câble, la recherche de traces d'usure anormales et brillantes dans les gorges, la vérification de la rotation libre des poulies sans Bruit anormal, et le contrôle du serrage des Boulons des couvercles de Palier. Une fois par trimestre, l'usure des gorges doit être mesurée à l'aide d'un pied à coulisse ou d'un gabarit, avec consignation des mesures et analyse des tendances.
| Classe de Fonctionnement | Tambourh₁ | Poulieh₂ | Diamètre du câble16mm D | Diamètre du câble20mm D |
|---|---|---|---|---|
| M5 | 18 | 20 | ≥288320 | ≥360400 |
| M6 | 20 | 22.4 | ≥320355 | ≥448450 |
| M7 | 22.4 | 25 | ≥358400 | ≥500500 |
Questions fréquentes
Q : Pourquoi le câble métallique ne s'enroule-t-il pas correctement sur le tambour ?
A : Quatre causes principales : ① L'angle de déviation du câble dépasse la limite de 2,5° prescrite par l'ISO 16625 ; il faut alors repositionner la poulie de renvoi ou installer un dispositif de guidage du câble. ② La précision d'usinage de la gorge est insuffisante, avec un écart de pas hors tolérance de ±0,3 mm ; un passage au tour s'impose. ③ La précharge initiale est insuffisante : lors de l'installation d'un nouveau câble, il convient de l'enrouler sur 3 à 5 tours sous une tension équivalant à 10 % à 15 % de la charge de travail. ④ Le câble présente une torsion (caractéristique intrinsèque des câbles de type rotatif) ; dans ce cas, opter pour un câble antigiratoire ou installer une articulation rotative libre à l'extrémité du câble pour dissiper le couple.
Q : Quels sont les signes avant-coureurs d'une défaillance du roulement de poulie ?
A : Les signes précoces incluent : ① un bruit anormal ou un claquement périodique de la poulie en fonctionnement à vide ; ② une température au niveau du flasque de roulement nettement supérieure à celle des autres poulies (écart > 15 °C) ; ③ une résistance irrégulière ou une sensation d'accroc lors de la rotation manuelle de la poulie ; ④ un battement périodique du bord extérieur de la poulie (amplitude > 0,5 mm). Dès l'apparition de l'un de ces symptômes, arrêter immédiatement la machine et vérifier l'état du roulement à l'aide d'un analyseur vibratoire ou d'un stéthoscope industriel. Remplacer le roulement si nécessaire pour éviter tout frottement à sec entre le câble et une poulie bloquée, susceptible d'entraîner la rupture du câble.
Q : La gorge du tambour peut-elle être réparée sur site ?
A : Oui, mais sous certaines conditions. Si la profondeur des rainures est inférieure à 2 mm, un meulage de surface à la meuleuse d'angle peut être effectué sur place, suivi d'un contrôle dimensionnel du profil à l'aide d'un gabarit. Si l'usure de la gorge dépasse 2 mm mais que l'épaisseur de paroi reste supérieure à 80 % de l'épaisseur d'origine, le tambour doit être déposé et envoyé à l'atelier d'usinage pour un re-profilage de la gorge sur un grand tour. En revanche, si l'épaisseur de paroi après re-profilage est réduite de plus de 20 %, ou si l'augmentation du diamètre de la gorge entraîne un coefficient de diamètre du tambour h₁ ne satisfaisant plus aux exigences de la classe de fonctionnement du mécanisme, le remplacement du tambour est obligatoire. La réparation de la gorge par soudage sur site est interdite par l'ISO 16625 : l'apport thermique du soudage modifie la dureté de surface de la gorge et introduit un risque de fissuration.
Q : Comment choisir entre une poulie moulée et une poulie laminée ?
A : La poulie moulée (en fonte ductile QT500-7 ou en acier moulé ZG270-500) convient aux diamètres moyens et petits (≤ 800 mm) ainsi qu'aux capacités de levage courantes. Son coût de fabrication est faible et le profil de la gorge est garanti par la matrice de coulée. La poulie laminée (en tôle d'acier Q345B formée par emboutissage) offre une épaisseur de paroi uniforme, une masse réduite et se prête bien à la production standardisée en grande série ; en revanche, sa précision dimensionnelle de gorge est légèrement inférieure à celle d'une poulie moulée. L'ISO 16625 recommande de privilégier la poulie en acier moulé pour les classes de fonctionnement M6 et au-delà, ainsi que pour les câbles métalliques de diamètre supérieur à 20 mm, avec une trempe par induction à fréquence moyenne de la gorge afin d'en prolonger la durée de vie.
