Lors de la sélection des roulements pour installations industrielles, machines et équipements, il est important d'analyser le coût total de possession (TCO) et pas seulement le prix d'achat des roulements, ditDr Steve Lacey, directeur du centre de technologie chez Schaeffler UK.
Les roulements sont des composants critiques dans les installations, machines et équipements tournants, y compris les machines-outils, les systèmes de manutention automatisés, les éoliennes, les papeteries et les usines de traitement de l'acier. Cependant, la décision en faveur d'un roulement spécifique doit toujours être prise après analyse du coût de la vie entière ou du coût total de possession (TCO) du roulement et pas uniquement sur la base du seul prix d'achat.
L'achat de roulements moins chers peut souvent s'avérer plus coûteux sur le long terme. Souvent, le prix d'achat ne représente que 10 pour cent des coûts globaux. Alors, quand il s'agit d'acheter des roulements, quel est l'intérêt d'économiser quelques kilos ici et là si cela signifie des coûts énergétiques plus élevés en raison de roulements à friction plus élevée? Ou des frais généraux de maintenance plus élevés résultant d'une durée de vie réduite de la machine? Ou une panne de roulement qui entraîne des temps d'arrêt imprévus de la machine, entraînant une perte de production, des délais de livraison et des clients mécontents?
Les roulements de haute technologie de pointe d'aujourd'hui offrent de nombreuses fonctionnalités améliorées qui permettent de réduire le TCO, offrant une valeur ajoutée sur toute la durée de vie des installations, machines et équipements rotatifs.
Pour un roulement conçu / sélectionné pour une application industrielle donnée, le TCO équivaut à la somme des éléments suivants:
Coût initial / prix d'achat + coûts d'installation / de mise en service + coûts d'énergie + coût d'exploitation + coût de maintenance (de routine et planifié) + coûts d'indisponibilité {{5 }} coûts environnementaux + coûts de mise hors service / d'élimination.
Alors que le prix d'achat initial d'une solution de roulement avancé sera plus élevé qu'un roulement standard, les économies potentielles qui peuvent être réalisées sous la forme de temps d'assemblage réduits, d'une efficacité énergétique améliorée (par exemple en utilisant des composants de roulement à friction plus faible) et de coûts de maintenance réduits, souvent plus que compenser le prix d'achat initial plus élevé de la solution de roulement avancée.
Ajouter de la valeur tout au long de la vie
L'influence d'une conception améliorée sur la réduction du TCO et l'ajout de valeur sur la durée de vie peut être importante, car les économies intégrées sont souvent durables et permanentes. Des réductions soutenues sur la durée de vie du système ou de l'équipement valent bien plus pour le client en termes d'économies qu'une réduction du prix d'achat initial des roulements.
Implication précoce de la conception
Pour les équipementiers industriels, la conception des roulements peut ajouter de la valeur à leurs propres produits de plusieurs manières. En s'engageant avec ces équipementiers au début des étapes de conception et de développement, les fournisseurs de roulements peuvent personnaliser des roulements et des assemblages entièrement optimisés et intégrés, qui répondent aux exigences spécifiques d'une application. Les fournisseurs de roulements peuvent ajouter de la valeur, par exemple, en créant et en personnalisant des conceptions de roulements internes qui maximisent la capacité de charge et la rigidité ou minimisent la friction.
Dans les applications où les enveloppes de conception sont petites, la conception des roulements peut être optimisée pour faciliter l'assemblage et réduire les temps d'assemblage. Par exemple, des filets de vis sur les surfaces de contact d'assemblage peuvent être incorporés dans la conception du roulement. Il peut également être possible d'incorporer des composants de l'arbre et du logement environnants dans la conception du roulement. De telles fonctionnalités ajoutent une valeur réelle au système du client OEM et peuvent potentiellement conduire à des économies sur toute la durée de vie de la machine.
D'autres caractéristiques peuvent être ajoutées aux roulements qui ajoutent une valeur supplémentaire pendant la durée de vie de la machine. Ceux-ci incluent une technologie d'étanchéité spéciale dans le roulement pour aider à économiser de l'espace; dispositifs anti-rotation pour éviter le glissement sous les effets des changements rapides de vitesse et de sens de rotation; enduire les surfaces des composants du roulement pour minimiser le frottement; et l'optimisation du fonctionnement des roulements dans des conditions de lubrification limites.
Le fournisseur de roulements peut examiner de près les coûts globaux des machines, des installations et de leurs composants - depuis l'achat, la consommation d'énergie et la maintenance jusqu'à la réparation, le démontage et l'élimination. Les inducteurs de coûts bien connus et les dépenses cachées peuvent ainsi être identifiés, optimisés et éliminés.
En tant que fournisseur de roulements lui-même, Schaeffler considère le TCO comme commençant par des efforts de recherche et développement intensifs visant à améliorer continuellement les normes de qualité et donc les propriétés de roulement des roulements, grâce à une conception et des matériaux optimisés. Elle propose également à ses clients un service de conseil technique complet et bien ciblé et une formation, afin de trouver la solution la mieux adaptée à chaque application. Les ingénieurs de vente et de service sur site de la société connaissent les secteurs industriels respectifs de leurs clients et sont soutenus par un logiciel avancé pour la sélection, le calcul et la simulation des roulements. En outre, des facteurs tels que des instructions efficaces et des outils appropriés pour le montage des roulements jusqu'à la maintenance, la lubrification, le démontage et la remise en état en fonction des conditions sont tous pris en compte.
Le réseau technologique mondial Schaefflercomprend les Centres Technologiques Schaeffler (STC) locaux. Les STC rapprochent encore davantage les connaissances d'ingénierie et de service de Schaeffler du client et permettent de résoudre les problèmes techniques rapidement et de la manière la plus efficace. Des conseils d'experts et une assistance sont disponibles pour tous les aspects de la technologie des roulements, y compris l'ingénierie des applications, les calculs, les processus de fabrication, la lubrification, les services de montage, la surveillance de l'état et les conseils d'installation pour fournir des solutions de roulements personnalisés répondant à des normes de qualité uniformément élevées dans le monde entier. Les STC partagent constamment des informations et des idées à travers le réseau technologique mondial. Si des connaissances spécialisées plus approfondies sont nécessaires, ces réseaux garantissent une assistance hautement qualifiée rapidement, quel que soit l'endroit où elle est nécessaire dans le monde.
Exemple de l'industrie du papier
Dans la fabrication du papier, les roulements des rouleaux de contrôle à profil CD des machines à calandre sont normalement soumis à de faibles charges. Les charges ne sont plus élevées que lorsque l'espace entre les rouleaux est ouvert. Pour ces applications, les fabricants de machines choisissaient traditionnellement des roulements à rotule sur rouleaux avec une capacité de charge adéquate pour la phase de charge élevée, mais dans la phase de faible charge, cela entraînait un glissement, entraînant une défaillance prématurée des roulements.
En revêtant les éléments roulants et en optimisant la lubrification, ces effets de glissement pourraient être réduits, mais pas complètement éliminés. Pour cette raison, Schaeffler a développé le roulement ASSR (Anti-Slippage Spherical Rolling Bearing). Le roulement comprend des anneaux de roulements à rotule sur rouleaux standard, mais les rouleaux de barillet alternent avec des billes dans chacune des deux rangées d'éléments roulants. Dans la phase de faible charge, les billes garantissent un fonctionnement sans glissement, tandis que les rouleaux de tonneau prennent les charges dans la phase de charge élevée.
Les avantages pour le client sont évidents: alors que les roulements d'origine ont généralement une durée de vie d'environ un an, les nouveaux roulements ASSR devraient durer jusqu'à 10 ans. Cela signifie que moins de roulements sont nécessaires pendant la durée de vie de la machine à calandre, une réduction des besoins de maintenance et des économies de six chiffres sur tout le cycle de vie de la machine. Tout cela a été réalisé en ne prenant en compte qu'une seule position de machine. Une optimisation supplémentaire et donc des économies supplémentaires significatives peuvent être obtenues par des mesures supplémentaires, telles que la surveillance de l'état en ligne et le diagnostic des vibrations, la surveillance de la température ou l'équilibrage dynamique / statique - tout cela peut être fourni par Schaeffler.
Éoliennes et engins de chantier
De nombreux roulements de Schaeffler sont disponibles dans une version X-life haute performance et de qualité supérieure. Par exemple, lors du développement de la série X-life de roulements à rouleaux coniques, une attention particulière a été accordée à l'obtention d'une fiabilité élevée et à la minimisation du frottement, en particulier dans les applications à charge élevée et celles qui nécessitent une précision de rotation. Cela signifie que les fabricants d'unités hydrauliques ou de boîtes de vitesses (supports de paliers de pignon) tels que ceux que l'on trouve dans les éoliennes, les véhicules agricoles et les engins de chantier, peuvent désormais dépasser les limites de performances précédentes, tout en améliorant considérablement la sécurité de fonctionnement. En termes de réduction de taille, les caractéristiques améliorées des roulements X-life signifient que les performances de la boîte de vitesses sont améliorées, tandis que l'enveloppe de conception reste la même.
L'amélioration de 20% de la capacité de charge dynamique et l'amélioration minimale de 70% de la durée de vie de base ont été obtenues en améliorant la géométrie, la qualité de surface, les matériaux, les précisions dimensionnelles et de fonctionnement des roulements.
Le matériau de roulement haut de gamme utilisé dans la fabrication des roulements à rouleaux coniques X-life est spécialement adapté pour répondre aux exigences des roulements et est un facteur important dans l'augmentation des performances des roulements. La structure à grains fins de ce matériau offre une ténacité élevée et donc une résistance élevée aux contaminants solides. De plus, un profil logarithmique a été développé pour les chemins de roulement et la surface extérieure des rouleaux, qui compense les pics de contraintes élevés sous de fortes charges et toute «inclinaison» pouvant survenir pendant le fonctionnement. Ces surfaces optimisées aident à la formation d'un film de lubrifiant élasto-hydrodynamique, même à des vitesses de fonctionnement très faibles, ce qui permet aux roulements de résister à des charges élevées lors du démarrage. De plus, des tolérances dimensionnelles et géométriques nettement améliorées garantissent une répartition optimale de la charge. Les pics de contraintes sont ainsi évités, ce qui réduit la charge de matière.
Le couple de frottement des nouveaux roulements à rouleaux coniques X-life a été réduit jusqu'à 50% par rapport aux produits conventionnels. Cela est dû à une précision dimensionnelle et de fonctionnement élevée associée à une topographie de surface améliorée. La géométrie de contact révisée de la nervure de la bague intérieure et de la face d'extrémité du rouleau contribue également à la réduction de la friction. En conséquence, la température de fonctionnement des roulements a également été réduite jusqu'à 20%.
Les roulements à rouleaux coniques X-life sont non seulement plus économiques, mais ils se traduisent également par des températures de fonctionnement des roulements plus basses, ce qui, à son tour, sollicite considérablement le lubrifiant. Cela permet d'allonger les intervalles d'entretien et de réduire le niveau sonore du roulement.
Encore une fois, bien que le prix d'achat des roulements X-life soit plus élevé que celui des roulements standard, le TCO est considérablement réduit pendant la durée de vie de l'éolienne, du tracteur ou de l'engin de construction.
À propos de Schaeffler
Le groupe Schaeffler est l'un des principaux fournisseurs mondiaux intégrés automobiles et industriels. L'entreprise est synonyme de la plus haute qualité, d'une technologie exceptionnelle et d'une forte capacité d'innovation. Le groupe Schaeffler apporte une contribution essentielle à la «mobilité de demain» avec des composants et des systèmes de haute précision dans les applications moteur, transmission et châssis, ainsi que des solutions de roulement et de palier lisse pour un grand nombre d'applications industrielles. L'entreprise de technologie a réalisé un chiffre d'affaires d'environ 13,3 milliards d'euros en 2016. Avec environ 85 000 employés, Schaeffler est l'une des plus grandes entreprises familiales du monde et, avec environ 170 sites dans plus de 50 pays, dispose d'un réseau mondial de sites de fabrication et d'installations de recherche et développement. et les sociétés de vente.