1. Principaux types de défaillances des chaînes

1.1 Défaillance par usure

• Causes : Frottement continu entre les pièces d'accouplement, en particulier sous de fortes charges, lubrification inadéquate ou contamination par la poussière, le sable ou des particules abrasives. Par exemple, dans les chaînes de convoyeurs miniers, la présence de poussière de charbon ou de fragments de roche accélère l'usure entre les rouleaux et les pignons.
• Symptômes : Augmentation progressive du pas de la chaîne (entraînant une mauvaise prise du pignon), amincissement des parois des rouleaux ou des bagues et rayures visibles ou perte de matière en surface. Une usure importante peut faire "sauter" la chaîne du pignon ou faire perdre de la précision à la transmission.
• Impact : Réduction de la durée de vie de la chaîne, augmentation de la consommation d'énergie due au frottement et dommages secondaires aux composants associés, tels que les pignons.

1.2 Rupture par fatigue

• Causes : Concentration des contraintes cycliques aux points faibles, tels que les jonctions entre les plaques de chaîne et les axes, ou défauts de surface (par exemple, micro-fissures dues à la fabrication) qui se propagent sous des charges répétées. Des facteurs tels qu'une tension incorrecte (trop serrée ou trop lâche) ou un mauvais alignement exacerbent encore la concentration des contraintes.
• Symptômes : Les surfaces de rupture présentent des "stries de fatigue" caractéristiques (lignes parallèles visibles au microscope), indiquant une propagation progressive des fissures. Les ruptures commencent généralement au bord des plaques de chaîne ou autour des trous d'axe et se propagent vers l'intérieur. Contrairement aux ruptures par surcharge, les défaillances par fatigue se produisent soudainement après une période d'accumulation de dommages "cachés".
• Impact : Rupture soudaine de la chaîne, qui peut provoquer des arrêts d'équipement catastrophiques (par exemple, une chaîne de distribution cassée peut endommager les soupapes du moteur) ou des risques pour la sécurité (par exemple, une chaîne de convoyeur aérien cassée peut entraîner la chute de charges).

1.3 Défaillance par corrosion

• Causes : Réactions électrochimiques entre le matériau de la chaîne (généralement de l'acier au carbone) et des facteurs environnementaux, tels que l'humidité, l'oxygène (entraînant la rouille) ou des substances corrosives (par exemple, les acides, les alcalis ou l'eau salée). Une mauvaise protection de surface (par exemple, une galvanisation ou une peinture usée) accélère encore la corrosion.
• Symptômes : Rouille ou couches d'oxyde visibles sur les composants de la chaîne, piqûres sur les surfaces des axes ou des bagues et réduction de la résistance des matériaux. Les axes corrodés peuvent se bloquer à l'intérieur des bagues, ce qui provoque le blocage ou la rupture de la chaîne.
• Impact : Propriétés mécaniques détériorées, durée de vie réduite et frottement accru dû aux surfaces corrodées. Dans la transformation des aliments, les particules de rouille peuvent également contaminer les produits, ce qui viole les normes d'hygiène.

1.4 Rupture par surcharge

• Causes : Pics de charge inattendus (par exemple, blocage des matériaux transportés, démarrages/arrêts soudains de l'équipement), sélection incorrecte de la chaîne (utilisation d'une chaîne avec une capacité de charge insuffisante pour l'application) ou réglage excessif de la tension.
• Symptômes : Les surfaces de rupture sont rugueuses, inégales et manquent de stries de fatigue, ce qui indique une rupture "fragile" ou "ductile" selon le matériau et la vitesse de chargement. Les plaques de chaîne peuvent se déformer avant de se rompre si la surcharge est appliquée progressivement.
• Impact : Arrêt instantané de l'équipement, dommages potentiels aux machines en amont/en aval et risques pour la sécurité des opérateurs (par exemple, débris volants provenant d'une chaîne cassée).

2. Méthodes courantes d'analyse des défaillances des chaînes

2.1 Inspection visuelle

• Conditions de surface (usure, rouille, rayures ou déformation).
• Emplacement et morphologie de la rupture (par exemple, stries de fatigue par rapport aux surfaces de surcharge rugueuses).
• Alignement des composants (par exemple, axes pliés ou plaques de chaîne mal alignées).
• Contamination (par exemple, particules abrasives ou résidus chimiques) qui peuvent indiquer des facteurs environnementaux.

2.2 Analyse métallographique

• Identifier les défauts des matériaux (par exemple, inclusions, irrégularités de la taille des grains ou traitement thermique incorrect).
• Détecter les fissures internes ou la corrosion qui ne sont pas visibles à l'œil nu.
• Vérifier si le matériau de la chaîne répond aux spécifications de conception (par exemple, dureté ou résistance à la traction).

2.3 Essais mécaniques

• Essai de traction : Mesure la résistance à la traction ultime et l'allongement des composants de la chaîne pour vérifier s'ils correspondent aux valeurs nominales.
• Essai de dureté : Évalue la dureté de surface des axes ou des rouleaux - une dureté trop faible augmente l'usure, tandis qu'une dureté trop élevée rend les composants fragiles.
• Essai de fatigue : Simule des conditions de chargement cyclique pour déterminer la durée de vie de la chaîne en fatigue et identifier les seuils de contrainte pour l'amorçage des fissures.

2.4 Examen des conditions de fonctionnement

• Données de charge (par exemple, charges de pointe, fréquence cyclique) provenant des capteurs d'équipement ou des journaux d'exploitation.
• Dossiers de maintenance (par exemple, fréquence de lubrification, réglages de tension ou réparations précédentes).
• Facteurs environnementaux (par exemple, température, humidité ou exposition à des substances corrosives).

3. Stratégies de prévention pour atténuer les défaillances des chaînes

3.1 Sélectionner la bonne chaîne pour l'application

• Faire correspondre la capacité de charge de la chaîne à la charge maximale prévue de l'application (y compris les charges de pointe). Pour les applications dynamiques, choisir des chaînes à haute résistance à la fatigue (par exemple, des chaînes en acier allié avec un traitement thermique optimisé).
• Pour les environnements corrosifs, sélectionner des matériaux résistants à la corrosion (par exemple, acier inoxydable, acier galvanisé ou chaînes recouvertes de polymères anticorrosion).
• Pour les environnements abrasifs (par exemple, l'exploitation minière), utiliser des chaînes avec des rouleaux et des bagues durcis ou ajouter des protections pour minimiser la contamination.

3.2 Optimiser l'installation et la tension

• Assurer un bon alignement des chaînes et des pignons - un mauvais alignement augmente la concentration des contraintes et l'usure. Utiliser des outils d'alignement pour vérifier que les pignons sont coaxiaux et que la chaîne fonctionne en douceur.
• Maintenir une tension de chaîne correcte : Une tension excessive augmente la contrainte de fatigue, tandis qu'une tension insuffisante fait glisser ou sauter la chaîne, ce qui entraîne une usure. Suivre les directives du fabricant pour le réglage de la tension.

3.3 Mettre en œuvre une maintenance régulière

• Lubrification : Appliquer le type de lubrifiant correct (par exemple, huile minérale pour une utilisation générale, huile synthétique pour les températures élevées) aux intervalles recommandés. La lubrification réduit le frottement entre les composants et prévient la corrosion.
• Nettoyage : Enlever régulièrement la poussière, le sable ou les résidus chimiques de la chaîne - utiliser de l'air comprimé ou des nettoyants doux (éviter les solvants corrosifs) pour prévenir l'usure abrasive.
• Inspection : Effectuer des inspections visuelles hebdomadaires ou mensuelles (selon l'utilisation) pour détecter les premiers signes d'usure, de corrosion ou de mauvais alignement. Remplacer les composants usés (par exemple, rouleaux, axes) avant qu'ils ne provoquent une défaillance complète de la chaîne.

3.4 Surveiller les conditions de fonctionnement

• Installer des capteurs pour suivre la charge, la température et les vibrations de la chaîne - les données en temps réel peuvent alerter les opérateurs des conditions anormales (par exemple, pics de charge soudains) avant que la défaillance ne se produise.
• Éviter les conditions de fonctionnement extrêmes dans la mesure du possible : Par exemple, réduire la fréquence de charge cyclique si la fatigue est un problème, ou ajouter des contrôles environnementaux (par exemple, des déshumidificateurs) pour minimiser la corrosion.

4. Conclusion