Poulie de grue : spécification technique, gorge, matériau, dureté
La norme GB/T 24815-2009 « Appareils de levage — Poulies pour mécanismes de levage » est la référence dédiée à la conception, à la fabrication et au contrôle des poulies de grue. Elle spécifie les matériaux, la forme et les dimensions de la gorge à câble, la dureté après traitement thermique ainsi que les exigences d'inspection pour les poulies moulées et laminées. La relation de correspondance entre le diamètre de la poulie et celui du câble métallique influence directement la durée de vie de ce dernier. Cet article décrypte point par point les exigences essentielles et les paramètres techniques de la norme.
Publiée et mise en application en 2009, la norme GB/T 24815-2009 « Appareils de levage — Poulies pour mécanismes de levage » définit les types et dimensions, les exigences techniques, la méthode d'essai et les règles d'inspection applicables aux poulies de grue. Elle s'applique aux poulies moulées et laminées utilisées dans les grues à câble métallique et constitue la base directe pour leur conception et leur fabrication. Les poulies de grue de marque Kelude sont conçues et produites selon cette norme.
Matériaux des poulies et traitement thermique
Poulies moulées : les poulies en fonte sont réalisées en fonte grise HT200 ou HT250, adaptées aux applications à charge légère et à faible vitesse. Les poulies en acier moulé sont fabriquées en ZG310-570 ou ZG340-640, offrant une résistance et une résistance à l'usure supérieures à celles de la fonte.
Poulies laminées : les poulies laminées sont formées à chaud à partir de tôles d'acier Q235B ou Q345B. Elles présentent une structure dense, une résistance élevée et un faible poids. Les poulies laminées représentent aujourd'hui plus de 80 % du marché des poulies pour grues.
Exigences de traitement thermique : la surface de la gorge à câble des poulies en acier doit subir une trempe. La profondeur de couche durcie doit être ≥ 2 mm, avec une dureté superficielle de HB300~380 (trempe à la flamme) ou HRC40~50 (trempe par induction). Pour les poulies en fonte, la dureté superficielle de la gorge doit être ≥ HB190.
Dimensions de la gorge et correspondance avec le câble
La norme spécifie strictement la forme et les dimensions de la gorge à câble. Le rayon de fond de gorge R doit être égal à 0,53 fois le diamètre nominal du câble métallique. La profondeur de gorge h doit être ≥ 1,5 d (d étant le diamètre du câble). L'angle d'ouverture de la gorge est généralement compris entre 35° et 45°.
Le rapport entre le diamètre de la poulie D et le diamètre du câble d est déterminé selon la classe de fonctionnement. Pour une poulie de classe M4, D ≥ 20 d ; pour la classe M5, D ≥ 22,4 d ; pour la classe M6, D ≥ 28 d ; pour la classe M7, D ≥ 33,6 d ; pour la classe M8, D ≥ 40 d. Le diamètre des poulies d'équilibrage (poulies non travaillantes) peut être réduit de 20 % par rapport à celui des poulies de travail de même classe.
Critères de mise au rebut des poulies
Une poulie doit être mise au rebut si l'une des conditions suivantes est constatée : ① l'usure de l'épaisseur de paroi de la gorge atteint 20 % de l'épaisseur d'origine ; ② la quantité d'usure du diamètre de fond de gorge atteint 25 % du diamètre du câble métallique ; ③ le boudin de roue est endommagé ou fissuré ; ④ rupture du rayon ou fissure du moyeu ; ⑤ rotation de la poulie difficile ou blocage.
Tableau comparatif des diamètres de poulie et de câble
| Classe de Fonctionnement | D/d Rapport | 11mm Câble Poulie D | 15mm Câble Poulie D | 20mm Câble Poulie D | Poulie Matériau | dureté de la gorge de câble |
|---|---|---|---|---|---|---|
| M4 | 20 | 220 | 300 | 400 | HT250/ZG310 | HB300~340 |
| M5 | 22.4 | 246 | 336 | 448 | ZG310-570 | HB320~380 |
| M6 | 28 | 308 | 420 | 560 | ZG340-640 | HRC40~48 |
| M7 | 33.6 | 370 | 504 | 672 | Q345B (≈S355J2)Laminé | HRC42~50 |
| Cru Norme | M5Classepalan électrique Poulie D/d Selon25Commande, Supérieur à la norme nationale22.4, Câble Métallique Durée de vie prolongée30% | |||||
Questions fréquentes
Q : Pourquoi le diamètre de la poulie doit-il augmenter avec la Classe de Fonctionnement ?
A : Plus le diamètre de la poulie est grand, plus le rayon de courbure du câble métallique est important, plus la contrainte de flexion est faible et plus la durée de vie en fatigue du câble est longue. Les essais montrent que lorsque le rapport D/d passe de 20 à 25, la durée de vie en fatigue par flexion du câble métallique peut être prolongée d'environ 50 %. C'est pourquoi les équipements à Classe de Fonctionnement élevée augmentent le diamètre de la poulie pour compenser la fatigue de flexion répétée à haute fréquence.
Q : Poulie moulée ou poulie laminée : laquelle choisir ?
A : La poulie laminée est aujourd'hui le choix dominant. Par rapport à la poulie moulée, elle est plus légère de 30 % à 40 %, sa structure est dense et exempte de défauts de fonderie, et la dureté de surface de la gorge est uniforme. Son inconvénient réside dans le coût élevé de la matrice, ce qui la rend adaptée à la production en série. La poulie moulée convient aux petites séries de spécifications non standard ou aux très grands diamètres (>1200 mm). Kelude Industries Lourdes utilise exclusivement des poulies laminées pour ses produits standards.
Q : À quel niveau d'usure la gorge à câble de la poulie doit-elle être remplacée ?
A : La poulie doit être mise au rebut lorsque l'usure de l'épaisseur de paroi de la gorge atteint 20 % de l'épaisseur d'origine. Le remplacement est également requis lorsque l'usure du diamètre du fond de gorge atteint 25 % du diamètre du câble métallique. Une gorge usée réduit la surface de contact entre le câble et la poulie, augmentant la contrainte de contact et accélérant l'usure du câble. Parallèlement, la résistance au glissement accrue rend la rotation de la poulie moins fluide.
Q : Quelles sont les causes fréquentes de blocage d'une poulie ?
A : Les causes courantes de blocage d'une poulie sont : ① manque de graisse ou graisse dégradée dans le roulement ; ② roulement endommagé (usure des corps roulants ou déformation de la cage) ; ③ usure de la gorge provoquant le coincement du câble métallique ; ④ déformation de l'axe de poulie ; ⑤ jeu insuffisant entre la poulie et les flasques. Une graissage mensuel prévient efficacement les défauts de roulement, et un contrôle trimestriel de la liberté de rotation de la poulie est recommandé.
