Norme ISO 24615:2019 pour couronnes d'orientation de grues

Types et structures de couronnes d'orientation

L'ISO 24615:2019 classe les couronnes d'orientation de grues en trois catégories : la couronne à une rangée de billes — composée d'une bague intérieure, d'une bague extérieure et d'un ensemble de billes en acier (les billes roulent dans des chemins de roulement à profil circulaire). Capacité portante modérée (charge axiale + moment de renversement) — applicable aux grues à tour de petite et moyenne taille ainsi qu'aux grues sur porteur (moment de charge ≤ 1 000 kN·m). La couronne à croisement de rouleaux — composée d'une bague intérieure, d'une bague extérieure et d'un ensemble de rouleaux cylindriques (les rouleaux sont disposés en croix — les axes des rouleaux adjacents sont perpendiculaires entre eux). Capacité portante élevée (charge axiale + charge radiale + moment de renversement) — grande rigidité et haute précision — applicable aux grues à tour de taille moyenne et aux grues à portique (moment de charge de 1 000 à 5 000 kN·m). La couronne à trois rangées de rouleaux — composée de trois chemins de roulement indépendants (la rangée supérieure supporte la charge axiale et le moment de renversement — la rangée inférieure supporte la charge axiale inverse et le moment de renversement inverse — la rangée intermédiaire supporte la charge radiale). Capacité portante maximale — applicable aux grandes grues à tour, aux grues à portique et aux portiques de quai (STS) (moment de charge ≥ 5 000 kN·m). Méthode de fixation de la couronne d'orientation — la bague intérieure est fixée sur la plateforme tournante (structure inférieure) — la bague extérieure est fixée sur la plateforme rotative (structure supérieure) — par assemblage boulonné à haute résistance. La norme spécifie les principaux paramètres dimensionnels des couronnes d'orientation — diamètre du chemin de roulement (plus de 20 spécifications de Φ400 mm à Φ5 000 mm), diamètre et nombre de rouleaux/billes, ainsi que le diamètre du cercle primitif et le nombre de boulons de fixation. La couronne dentée — les dents sont usinées soit sur la périphérie extérieure de la bague extérieure, soit sur la périphérie intérieure de la bague intérieure (engrènement avec un pignon d'entraînement externe pour la rotation). La norme exige une dureté de surface de dent de HRC 50 à 55.

Matériaux et traitement thermique

Exigences de la norme concernant les matériaux et le traitement thermique des couronnes d'orientation : bagues intérieure et extérieure — en acier allié 50Mn, 42CrMo ou 40CrNi2Mo — soumises à un traitement de trempe et revenu (HB 280 à 340). Les chemins de roulement doivent subir une trempe par induction ou une trempe à la flamme — profondeur de couche durcie ≥ 3 mm — dureté de surface du chemin de roulement HRC 55 à 62 (une zone de transition existe entre la couche durcie et le matériau de base — évitant les écaillages dus à un changement brutal de dureté). Dents de la couronne dentée — trempe par induction — profondeur de couche durcie ≥ 2 mm — dureté de surface de dent HRC 50 à 55. Corps roulants — billes en acier à roulement GCr15 (trempe + revenu, dureté HRC 60 à 65) — rouleaux cylindriques en acier à roulement GCr15SiMn. Cage — cage emboutie en feuillard d'acier Q235B (≈S235JR) ou cage en nylon (la cage en nylon offre une bonne autolubrification et un faible poids — adaptée aux rotations à vitesse faible ou moyenne). Qualité de trempe — essai de stabilité au revenu — maintien à 150 °C pendant 4 heures — diminution de dureté ≤ 1 HRC. Contrôle non destructif — les pièces forgées des bagues intérieure et extérieure doivent subir un contrôle par ultrasons (UT) — aucun défaut individuel supérieur à Φ3 mm n'est admis — la surface totale admissible des défauts par pièce est ≤ 10 mm². La norme insiste particulièrement sur le fait qu'aucune fissure n'est tolérée sur la surface du chemin de roulement — toute fissure, même microscopique, est inacceptable — une fissure du chemin de roulement est le seul défaut irréparable entraînant la mise au rebut de la couronne d'orientation.

Montage et réglage

Prescriptions de la norme pour le montage et le réglage des couronnes d'orientation : surface de montage — la planéité des surfaces d'appui (faces de liaison de la plateforme tournante et de la plateforme rotative) doit être ≤ 0,15 mm/m (mesure au niveau à bulle dans le sens du diamètre — un écart excessif provoque des déformations additionnelles de la couronne après installation — surcharge locale du chemin de roulement et réduction de la durée de vie). Boulons de fixation — boulons haute résistance de classe 10.9 ou 12.9 — le couple de serrage est appliqué conformément aux valeurs prescrites par le fabricant (environ 500 N·m pour un boulon M24 — environ 800 N·m pour un M30 — environ 1 200 N·m pour un M36) — serrage en 2 à 3 passes en diagonale. Marquage des boulons — après serrage, une ligne de repère doit être tracée entre la tête de boulon et la surface d'appui — permettant l'inspection visuelle du desserrage éventuel des boulons. Réglage du jeu de la couronne d'orientation — certains modèles sont équipés d'un dispositif de réglage du jeu (excentrique ou cale d'ajustement) — destiné à régler le jeu du chemin de roulement (principalement pour les couronnes à croisement de rouleaux) — le jeu doit être réglé à « jeu nul » (les rouleaux ne présentent aucun déplacement visible dans le chemin de roulement tout en tournant librement). Lubrification — après installation, la couronne doit être remplie de graisse — graisse au lithium avec additifs extrême pression (NLGI 2) — injectée par les graisseurs — le remplissage doit couvrir 80 % du volume des chemins de roulement et des interstices de la couronne dentée (un excès de graisse est expulsé pendant la rotation — une quantité insuffisante entraîne une lubrification inadéquate). La norme recommande un remplissage initial d'environ 1,5 fois le volume des interstices des chemins de roulement (la graisse excédentaire est expulsée lors des premiers cycles de fonctionnement) — après fonctionnement, la graisse expulsée doit être éliminée et les surfaces nettoyées. Après les 50 premières heures de fonctionnement, la graisse doit être complétée jusqu'au niveau normal.

Inspection et critères de rebut

Conditions d'inspection et de rebut prescrites par la norme : inspection quotidienne (hebdomadaire) — inspection visuelle des bagues d'étanchéité pour détecter toute déchirure ou extrusion (une défaillance d'étanchéité laisse pénétrer poussières et humidité dans le chemin de roulement, accélérant l'usure) — vérification de l'alignement des lignes de repère des boulons de liaison (tout décalage indique un desserrage — un resserrage immédiat s'impose). Contrôle mensuel — mesure du couple de rotation de la couronne (à vide, à l'aide d'un dynamomètre tirant sur la flèche pour provoquer la rotation — enregistrement du couple de démarrage — une augmentation supérieure à 50 % par rapport à la valeur initiale indique une usure anormale du chemin de roulement ou un endommagement des corps roulants) — vérification du jeu d'engrènement entre la couronne dentée et le pignon d'entraînement (une augmentation du jeu d'engrènement provoque des chocs entre le pignon et la couronne, accélérant l'usure des flancs de dent). Contrôle trimestriel — mesure du jeu axial de la couronne à l'aide d'une jauge d'épaisseur ou d'un comparateur à cadran (à vide, application d'une traction axiale de 100 kN sur la face de la couronne — mesure de l'écartement des faces — une augmentation du jeu axial supérieure à 0,5 mm par rapport au jeu d'origine doit attirer l'attention — au-delà de 1 mm, un remplacement ou une révision générale est nécessaire). Contrôle annuel — magnétoscopie (MT) du chemin de roulement — dépose du pignon d'entraînement et des bagues d'étanchéité — contrôle MT de la surface du chemin de roulement pour détecter tout écaillage de fatigue ou fissure (toute fissure détectée sur le chemin de roulement entraîne immédiatement la mise au rebut). La couronne d'orientation doit être mise au rebut dans les cas suivants : apparition de fissures sur la surface du chemin de roulement (quelle que soit la profondeur), écaillage de fatigue couvrant plus de 10 % de la surface totale du chemin de roulement, augmentation du jeu axial dépassant 1 mm par rapport au jeu d'origine (lorsqu'aucun réglage n'est possible), usure des flancs de dent de la couronne dentée dépassant 15 % de l'épaisseur de dent d'origine ou rupture de dent, augmentation nettement perceptible du bruit global accompagnée de chocs et de vibrations (indiquant une défaillance interne étendue). Les grues Kelude sont équipées de couronnes d'orientation de haute qualité.

Questions fréquentes