Roues de grue : sélection, traitement thermique et maintenance
Manuel technique complet sur les galets de roulement de grue : sélection des matériaux, traitement thermique, tolérances d'installation, maintenance courante, critères d'usure et procédures de remplacement. Chaque module fait l'objet d'un article détaillé indépendant ; cette page sert de vue d'ensemble et de moteur de comparaison rapide pour l'ensemble de la série.
Les galets de roulement du pont roulant sont des composants critiques qui supportent le poids total de la machine et transmettent l'effort de translation. Leur sélection, leur traitement thermique, leur installation, leur maintenance, le diagnostic d'usure et leur remplacement sont autant d'étapes interdépendantes. Cette série d'articles techniques de Kelude aborde le cycle de vie complet des galets à travers six axes structurés. Vous trouverez ci-dessous un récapitulatif des points clés et des paramètres essentiels de chaque chapitre.
Chapitre 1 — Sélection des matériaux et capacité de charge
Les trois matériaux dominants pour les galets de roulement sont l'acier moulé ZG310-570, l'acier à ressort 65Mn et l'acier de construction allié 42CrMo. Le ZG310-570 offre une résistance à la traction ≥ 570 MPa, adapté aux grues de 5 à 50 t ; le 65Mn atteint ≥ 980 MPa, pour les charges moyennes de 10 à 100 t ; le 42CrMo, avec ≥ 1080 MPa, est le choix privilégié pour les grandes capacités supérieures à 50 t. Le tableau comparatif détaillé des compositions chimiques, propriétés mécaniques, paramètres de traitement thermique et capacités de charge est disponible dans l'article dédié.
Pour les conditions de service à faible fréquence et petite capacité (classes A3 à A5), la solution de trempe à la flamme sur ZG310-570 offre le meilleur rapport coût-efficacité, avec un coût de galet représentant environ 50 à 60 % de celui d'une solution 42CrMo. En revanche, si la durée de vie prévue de l'équipement dépasse 10 ans ou si le temps de fonctionnement annuel excède 3 000 heures, la trempe par induction sur 42CrMo s'impose comme le choix le plus économique sur l'ensemble du cycle de vie.
Pour le tableau comparatif détaillé et les configurations recommandées selon la capacité, consultez le chapitre 1
Chapitre 2 — Traitement thermique et normes de dureté
La trempe superficielle à la flamme, la trempe par induction et la trempe et revenu suivie d'une trempe par induction constituent les trois principaux procédés de traitement thermique. La trempe à la flamme est la plus simple et la plus économique, avec une profondeur de couche durcie de 3 à 6 mm, adaptée au ZG310-570. La trempe par induction offre un chauffage rapide, une déformation minimale et une dureté homogène, avec une profondeur de couche durcie de 3 à 8 mm, idéale pour le 65Mn et le 42CrMo. La trempe et revenu suivie de trempe par induction procure les performances globales les plus élevées, avec une profondeur de couche durcie atteignant 5 à 12 mm, recommandée pour le 42CrMo en grande capacité.
Dureté de la bande de roulement après trempe : ZG310-570 (trempe à la flamme) HB 300 à 380 ; 65Mn (trempe par induction) HRC 45 à 55 ; 42CrMo (trempe et revenu + induction) HRC 55 à 60. Lors de la réception, l'écart de dureté mesuré en quatre points sur un même galet doit être ≤ HB 30 pour la trempe à la flamme et ≤ HRC 5 pour la trempe par induction.
Paramètres de traitement, plages de dureté, méthodes de contrôle et tableau comparatif des procédés, consultez le chapitre 2
Chapitre 3 — Tolérances d'installation et adaptation au rail
La précision d'installation des galets détermine directement la stabilité de la translation du pont et l'apparition éventuelle de frottement du boudin de roue sur le rail. La norme ISO 12480 (ex-GB/T 10183-2018) impose une inclinaison horizontale ≤ 0,25 mm/m (pour un diamètre de roue > 500 mm) et une inclinaison verticale ≤ 0,25 mm/m, avec une valeur absolue ≤ 0,5 mm. Tolérance de l'empatement : ± 2 mm pour S ≤ 10 m ; ± [2 + (S − 10) × 0,1] mm pour S > 10 m. Différence de diagonale : ≤ 3 mm pour le chariot, ≤ 5 mm pour le pont.
Les méthodes de réglage comprennent l'utilisation de douilles excentriques pour corriger l'inclinaison horizontale, de cales pour l'inclinaison verticale, et le réglage prioritaire du côté des roues menées pour corriger la différence de diagonale. Pour les grues à roues multiples (8 ou 16 roues), un palonnier est nécessaire pour garantir un contact uniforme de chaque roue sur le rail.
Indicateurs de tolérance, outils de contrôle, méthodes de réglage et solutions de répartition de charge multi-roues, consultez le chapitre 3
Chapitre 4 — Maintenance courante et intervalles d'inspection
La maintenance des galets repose sur quatre tâches essentielles : la lubrification des roulements, l'inspection de la bande de roulement, la mesure du boudin de roue et le contrôle du défaut de translation du pont. La lubrification des roulements est effectuée tous les 3 mois pour les classes A3 à A5, et mensuellement pour les classes A6 à A8. En conditions de service normales, une graisse au lithium de grade 2 à 3 est recommandée ; en service à haute température, une graisse complexe au lithium s'impose.
La bande de roulement fait l'objet d'une inspection visuelle mensuelle pour détecter fissures et écaillage, tandis que l'épaisseur du boudin de roue est mesurée trimestriellement. Le jeu du boudin doit être compris entre 5 et 10 mm ; toute valeur supérieure à 15 mm ou inférieure à 3 mm nécessite un réglage. Le courant du pont est contrôlé semestriellement : un écart supérieur à 10 % entre les deux côtés indique un défaut de translation.
Tableau des cycles de maintenance, sélection de la graisse et méthode de diagnostic des bruits anormaux de roulement, consultez le chapitre 4
Chapitre 5 — Diagnostic d'usure et critères de mise au rebut
Seuils de mise au rebut pour les quatre principaux modes de défaillance des galets de roulement : réduction de diamètre ≥ 5 % en cas d'usure uniforme de la surface de roulement ; pelage de la surface de roulement avec une zone unique ≥ 200 mm² ou une profondeur ≥ 3 mm ; épaisseur du boudin de roue ≤ 50 % de l'épaisseur d'origine ; toute fissure à la racine du boudin de roue entraîne une mise au rebut immédiate ; fissure transversale de la surface de roulement ≥ 10 mm ou fissure longitudinale ≥ 15 mm.
Les méthodes de contrôle comprennent l'utilisation d'un pied à coulisse pour mesurer le boudin de roue, d'une jauge de diamètre de roue pour la surface de roulement, d'une loupe 10× pour l'inspection des fissures et la magnétoscopie pour la confirmation. Lorsque la différence de diamètre entre les quatre galets d'un même sommier atteint ≥ 1,5 mm, un remplacement apparié est requis.
Pour les critères d'évaluation détaillés, les méthodes de contrôle et le tableau comparatif de chaque mode de défaillance, consultez le chapitre 5
Chapitre 6 : Conditions de remplacement des galets et règles d'exploitation
La procédure de remplacement d'un galet se déroule en huit étapes : dépose de l'ancien galet (1 h), inspection et réparation du sommier (2 h), montage à chaud du roulement (0,5 h), pressage du galet (1 h), réglage de l'inclinaison (2 h), réglage de la diagonale de l'empattement (1 h), essai à vide (2 h) et essai en charge (3 h). La durée totale de remplacement d'un seul galet est de 8 à 12 heures.
Après le remplacement, un essai de charge statique à 1,25 fois la charge nominale et un essai de charge dynamique à 1,1 fois la charge nominale doivent être effectués pour garantir la précision d'installation des galets et la stabilité de fonctionnement. Si le frottement du boudin de roue sur le rail persiste après le remplacement, il convient de vérifier en priorité la rectitude du rail et les écarts de niveau.
Pour la procédure détaillée, l'outillage, la norme de réception et le tableau comparatif des temps d'intervention, consultez le chapitre 6
Tableau comparatif des paramètres du cycle de vie des galets
Le tableau ci-dessous regroupe les paramètres clés, les normes d'exécution, les questions fréquentes et les solutions recommandées pour les six étapes du cycle de vie, afin de faciliter la consultation rapide lors de la maintenance quotidienne et des décisions de remplacement.
| nœud | critique Paramètre | exécution Norme | questions fréquentes | solution recommandée |
|---|---|---|---|---|
| matériausélection | ZG310-570/65Mn/42CrMo | GB/T 11352/1222/3077 | mixte de matériaux | faible tonnage ZG310-570 grande capacité42CrMo |
| Traitement thermique | flamme Trempe/trempe par induction/trempe et revenu+induction | JB/T 6392-2017 | Duretéécaillage excessif | 42CrMoinduction HRC50~55 |
| installation | désalignement≤0.25mm/m différence de diagonale≤3~5mm | GB/T 10183-2018 | frottement du boudin de roue sur le rail | laserstation totaleréglage fin |
| maintenance | Intervalle de Graissage1~3mois Boudin de rouejeu5~10mm | fabricant Spécification | Lubrificationinsuffisance Roulementdétérioration | lubrification régulière+mesure trimestrielle |
| Usurediagnostic | rectification du diamètre≥5% Boudin de roue≤50% décollement≥3mm | JB/T 6392-2017 | Trempe Fissurevsfissure de fatigue | plus strict que la norme nationale20% |
| remplacement | roue simple8~12h identique Sommierdifférentiel des quatre roues≤1mm | règlement TSG 51 — Règlement technique de sécurité des équipements spéciaux-2023 | persiste après remplacement des rouesfrottement du boudin de roue sur le rail | d Détection Railpuis remplacer les roues |
Gestion du cycle de vie complet des galets de roulement
Dès la phase d'acquisition, définissez la Classe de Fonctionnement et le nombre d'heures de fonctionnement annuel, puis sélectionnez le matériau et le Traitement thermique adaptés. Pour les classes A5 et inférieures, la Trempe à la flamme est suffisante ; pour les classes A6 et au-delà, la Trempe par induction est recommandée.
Lors de l'installation, vérifiez l'inclinaison des galets, l'empattement et les diagonales. Les roues de grue doivent être contrôlées en sortie d'usine à l'aide d'une station totale laser pour garantir la précision d'installation.
En exploitation quotidienne, respectez le cycle de maintenance : lubrification régulière et inspections programmées, avec un contrôle visuel mensuel de la Surface de roulement et du Boudin de roue.
En phase de gestion de l'usure, mesurez la quantité d'usure chaque trimestre et anticipez le remplacement avant d'atteindre le seuil de mise au rebut.
Lors du remplacement, vérifiez également l'état du Sommier et procédez si nécessaire à un alésage de précision afin de garantir la précision d'installation des nouvelles roues.
Questions fréquentes sur les galets de roulement
Q : Quelle est la durée de vie moyenne des galets de roulement d'une grue ?
A : Elle dépend de la Classe de Fonctionnement et du matériau. Pour les classes A3 à A5 avec ZG310-570 trempé à la flamme, comptez environ 3 à 5 ans ; pour les classes A5 à A7 avec 42CrMo trempé par induction, environ 8 à 12 ans.
Q : Quelles sont les principales causes du frottement du boudin de roue sur le rail ?
A : Trois causes majeures : un défaut d'inclinaison des galets lors de l'installation (environ 60 % des cas), un défaut de Rectitude du Rail ou un désalignement des joints, et une déformation en torsion du Sommier.
Q : Peut-on mélanger des galets de matériaux différents sur une même grue ?
A : Non, c'est déconseillé. Les Roues motrices et les roues menées d'un même côté doivent être du même matériau, sinon la différence de taux d'usure provoque un frottement du boudin sur le rail. Chaque roue fait l'objet d'un Contrôle non destructif par Magnétoscopie à 100 % en sortie d'usine.
Q : Comment choisir le diamètre des roues ?
A : Le diamètre des roues est déterminé par le calcul de la charge de roue. Pour un monorail LD : 200 à 400 mm ; pour un bipoutre QD : 400 à 700 mm ; pour une grue type à portique MG : 500 à 900 mm. Un diamètre plus important réduit la contrainte de contact mais augmente le coût.
