Roue de grue conforme à la norme GB/T 11350-2012
La norme GB/T 11350-2012 « Roues de grue » est la référence générale pour l'appariement des roues de grue et des rails. Elle définit les types, dimensions, exigences techniques, méthodes d'essai et règles d'inspection des roues de grue. Elle est applicable aux roues de translation des ponts roulants, des portiques et des grues à tour.
La norme GB/T 11350-2012 est la spécification dédiée à la sélection et à la technique des roues de grue. Elle encadre le choix du type de roue, la série de dimensions, les exigences relatives aux matériaux et le calcul de capacité de charge. La pertinence du choix des roues influence directement les performances de fonctionnement et la durée de vie de la grue. Cet article propose une lecture détaillée des points essentiels de cette norme.
Positionnement de la norme et types de roues
La norme GB/T 11350-2012 est la spécification générale pour les roues de grue. Elle s'applique aux galets à double boudin et aux galets à simple boudin utilisés dans les mécanismes de translation du pont et du chariot. La roue est un composant essentiel au déplacement de la grue : elle est en contact direct avec le rail, supporte les charges verticales dues au poids mort et à la charge suspendue, et encaisse les efforts horizontaux de guidage en cours de fonctionnement. La norme classe les roues selon le type de boudin : galet à double boudin (le plus courant, boudins des deux côtés, utilisé pour le pont et le chariot des ponts roulants et portiques), galet à simple boudin (boudin d'un seul côté, utilisé pour le rail intérieur du chariot) et galet sans boudin (pour les applications spéciales avec galets de guidage horizontaux). Selon la forme de la surface de roulement, on distingue les galets à surface cylindrique et les galets à surface plane. Le diamètre des roues varie de Φ200 mm à Φ1000 mm.
Exigences techniques
Exigences relatives aux matériaux et au traitement thermique : les roues sont fabriquées en acier moulé (ZG 310-570, ZG 340-640) ou en acier forgé (acier 45, 65Mn). La surface de roulement et la face interne du boudin doivent subir une trempe superficielle, avec une profondeur de couche durcie ≥ 3 mm (surface de roulement) ou ≥ 2 mm (boudin). La dureté de la bande de roulement doit être de HB 280 à 350 (après trempe superficielle), avec un écart maximal de 20 HB entre les mesures sur une même roue. La dureté de la jante doit être comprise entre HB 250 et 330. La rugosité de la surface de roulement doit être ≤ Ra 3,2 μm.
Tolérances dimensionnelles et tolérances géométriques : le diamètre des roues est soumis à une tolérance de qualité h9. Le faux-rond radial de la surface de roulement doit être ≤ 0,05 mm (pour un diamètre ≤ 500 mm) ou ≤ 0,08 mm (pour un diamètre > 500 mm). Le faux-rond axial de la face de la roue doit être ≤ 0,10 mm (pour un diamètre ≤ 500 mm) ou ≤ 0,15 mm (pour un diamètre > 500 mm). La coaxialité de l'alésage pour palier doit être de Φ0,05 mm. Ces exigences de tolérance garantissent un fonctionnement stable de la grue et réduisent le phénomène de frottement du boudin de roue sur le rail.
Appariement roue-rail
La norme exige que la largeur de bande de roulement de roue soit supérieure de 20 à 30 mm à la largeur du champignon du rail. Jeu entre le boudin de roue et le flanc du rail : pour un galet à double boudin, le jeu de chaque côté est de 5 à 10 mm (selon le diamètre de la roue). La charge admissible par galet est calculée selon la formule suivante : P_max = k × D × C × L, où D est le diamètre des roues en mm, C le coefficient de vitesse de rotation (déterminé par table en fonction de la vitesse), L la largeur de contact du champignon du rail (liée au type de rail), et k le coefficient de contrainte de contact admissible (déterminé par table selon le matériau et le traitement thermique de la roue, compris entre 0,1 et 0,25). En service, la charge par galet ne doit pas dépasser la charge admissible, sous peine d'usure prématurée de la surface de roulement ou d'écaillage par fatigue. Pour chaque roue, le coefficient de sécurité S = P_max / P doit être calculé en fonction de la charge réelle P et de la vitesse de rotation C, avec S ≥ 1,25.
Critères de mise au rebut des roues
La norme spécifie les conditions de mise au rebut suivantes : usure de la surface de roulement — une réduction du diamètre due à l'usure supérieure à 3 % du diamètre d'origine (la diminution du rayon de roulement entraîne un écart de vitesse de translation et une augmentation de la charge du moteur d'entraînement). Usure du boudin — une usure de l'épaisseur du boudin supérieure à 50 % de l'épaisseur d'origine (un boudin trop mince augmente le risque de déraillement). Écaillage de la surface de roulement — une surface d'écaillage par fatigue (piqûres) supérieure à 10 % de la surface totale de roulement. Fissure — toute fissure sur la surface de roulement ou le boudin entraîne une mise au rebut immédiate. Usure de l'alésage du moyeu — un jeu de montage entre l'alésage du palier et la bague extérieure du roulement supérieur à 2 fois le jeu d'origine (provoque un balancement de la roue et une usure anormale du rail). Kelude sélectionne et inspecte les roues de grue conformément à cette norme afin de garantir un mécanisme de translation sûr et fiable.
Tableau comparatif pour la sélection des roues de grue
Le tableau comparatif ci-dessous présente les paramètres essentiels pour la sélection et la technique des roues de grue, à destination des concepteurs et des utilisateurs.
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>Q : Qu'est-ce que le phénomène de « frottement du boudin de roue sur le rail » ? Comment le prévenir et le traiter ?