Comment éliminer les mélanges de matériaux dans les roulements à billes ?

Les roulements à billes jouent un rôle clé dans le bon fonctionnement de nombreuses machines, telles que les moteurs, les boîtes de vitesses et autres systèmes à arbre rotatif. Leur principale mission se décline en trois fonctions essentielles :

• Positionner les arbres mobiles,
• Réduire les frottements,
• Supporter les charges.

Un roulement à billes se compose de deux bagues (intérieure et extérieure) entre lesquelles se trouvent des billes d'acier, appelées éléments roulants. Ces derniers ont pour fonction principale de limiter la résistance au frottement entre les deux bagues.

Les roulements sont constitués de plusieurs billes d’acier ou éléments roulants. Si ces éléments sont endommagés ou présentent des défauts issus du processus de fabrication, l’ensemble du roulement peut rapidement tomber en panne. Il est donc essentiel pour les fabricants de garantir un contrôle rigoureux de chaque élément roulant. 

Fig.1 : Roulements en acier inoxydable

La plupart des roulements sont fabriqués à partir d’acier chromé haute teneur en carbone, et subissent des étapes de production telles que le découpage, le forgeage à froid, le meulage et le traitement thermique. Il est impératif que chaque étape soit réalisée avec une grande précision, car toute négligence, comme un traitement thermique mal maîtrisé, peut entraîner des défaillances lors de l’assemblage.

Dans de nombreuses lignes de production, les éléments roulants sont fabriqués à partir de différents types d’acier, parfois difficiles à distinguer visuellement. Il est donc crucial d’identifier les éléments non conformes, car même une bille fabriquée dans un acier différent peut engendrer de graves problèmes.

Le contrôle par courants de Foucault est une méthode très efficace pour détecter les mélanges de matériaux et les variations dans le processus de trempe. Ces appareils permettent d'inspecter les composants en quelques millisecondes, garantissant ainsi un contrôle complet pendant la production. Les sondes de mesure détectent les variations de conductivité électrique et de perméabilité magnétique, indicatives de la composition et de la structure du matériau. De cette manière, le contrôle par courants de Foucault offre une évaluation indirecte des propriétés mécaniques des roulements.

La méthode la plus simple pour tester les billes d’acier consiste à les faire passer à travers une bobine circulaire. Le dispositif de contrôle identifie automatiquement chaque bille et transmet les résultats à un automate (PLC) ou à un commutateur de tri, permettant ainsi l’élimination automatique des billes défectueuses. En règle générale, les variations de conductivité électrique signalent des changements dans la composition chimique, tandis que les différences de propriétés magnétiques reflètent des écarts de dureté.

Fig.2 : Billes d'acier et bobine complète

Le MAGNATEST TCL, D de FOERSTER est recommandé pour l'inspection de ces roulements, notamment pour détecter les mélanges de matériaux, évaluer l'état de dureté et identifier les fissures de meulage.