Comment assembler une chaîne à rouleaux : maillons de raccord ou goupilles à pression

Fonctionnement du système d'entraînement

Une chaîne à rouleaux transmet la puissance mécanique en engrenant les dents d'un pignon par l'intermédiaire de ses rouleaux, qui tournent librement sur des bagues. La chaîne est constituée d'une succession de plaques intérieures et extérieures reliées par des axes. Les plaques intérieures abritent des bagues en acier trempé ; les plaques extérieures (ou à axes) sont emmanchées à force sur les extrémités des axes. Lorsque la chaîne s'enroule autour d'un pignon d'entraînement, chaque rouleau s'insère parfaitement dans la gorge du pignon, réduisant ainsi l'usure par contact tout en assurant une transmission efficace du couple. Le point de jonction de la chaîne — où les deux extrémités libres de la chaîne sont jointes pour former une boucle fermée — doit présenter la même intégrité mécanique que chaque autre maillon de l'ensemble. Tout compromis au niveau de cette jonction fait de ce maillon le point faible, et sous charge cyclique, il est presque toujours le premier à céder. C'est pourquoi le maillon de jonction et le système d'emboîtement à force des axes sont conçus pour répondre à des exigences spécifiques en matière de résistance à la traction et à la fatigue, et ne sont pas simplement boulonnés ensemble après coup.

Répartition de la charge au niveau du lien

Lorsqu'une tension est appliquée à une chaîne à rouleaux, la charge se répartit par cisaillement à travers les plaques de liaison et par flexion et appui à travers les axes. Au point de connexion, le chemin de charge doit être continu et ininterrompu. Un maillon maître assure cette continuité grâce à une plaque extérieure à ajustement glissant maintenue par un clip à ressort ; l'interface axe-plaque est donc légèrement plus lâche qu'avec un ajustement serré standard. À l'inverse, un axe riveté à ajustement serré utilise la même construction à ajustement serré que tous les autres maillons de la chaîne, garantissant ainsi des caractéristiques de chemin de charge identiques sur toute la boucle. Cette distinction a des conséquences importantes sur la durée de vie en fatigue, notamment pour les applications fonctionnant à plus de 200 tr/min ou soumises à des chocs — des conditions fréquentes dans les zones sidérurgiques de Sheffield et les industries minières du Nord-Est.

Installation rapide

Aucun outil de presse ni équipement de rivetage n'est requis. La mise en place du clip se fait en quelques secondes une fois la liaison insérée, ce qui le rend pratique lors des fenêtres de maintenance planifiées avec des temps d'arrêt limités.

Réutilisable (avec précaution)

Le corps de la biellette peut être réutilisé s'il n'est pas endommagé ; seul le clip à ressort doit être remplacé à chaque démontage. Remplacez toujours le clip : un clip usé ou déformé est une cause potentielle de défaillance silencieuse.

Gamme de hauteur

Fiable pour des pas de 6,35 mm (1/4 pouce) à environ 38,1 mm (1-1/2 pouce). Au-delà de cette plage, la force de maintien de l'agrafe devient négligeable par rapport à la charge de travail, et les fixations rivetées sont fortement recommandées.

L'assemblage par goupille emmanchée à force (ou rivetée) est la méthode utilisée lors de la fabrication d'origine des chaînes et représente la méthode la plus fiable pour fermer définitivement une boucle de chaîne à rouleaux. Au lieu d'une plaque coulissante maintenue par un clip, la plaque de liaison extérieure est emmanchée à force sur les extrémités des goupilles par ajustement serré – la même méthode de construction que pour chaque autre maillon de la chaîne. Une fois en place, les extrémités saillantes des goupilles sont rivetées vers l'extérieur à l'aide d'une riveteuse à chaîne ou d'une presse hydraulique, déformant ainsi le métal pour bloquer définitivement la plaque. On obtient ainsi un joint dont la résistance à la traction est identique à celle du reste de la chaîne, sans aucune fragilité mécanique supplémentaire au point de fermeture.

L'assemblage par pression est obligatoire dans plusieurs applications. Les chaînes à rouleaux utilisées dans les convoyeurs aériens, les systèmes d'entraînement critiques pour la sécurité et toute configuration de chaîne à rouleaux ayant des implications sur la sécurité des personnes (comme les manèges de parcs d'attractions ou les systèmes de transport guidé) doivent être fermées par une goupille rivetée. Les normes britanniques régissant les équipements de levage et les machines critiques pour la sécurité interdisent explicitement l'utilisation de maillons de jonction à ressort dans ces cas. De même, les chaînes à rouleaux à grand pas (supérieur à 38,1 mm) et les chaînes multibrins utilisées dans les équipements lourds d'exploitation minière ou de carrières (y compris les installations situées dans la ceinture de carrières des Midlands) sont systématiquement spécifiées avec des fermetures rivetées, car les charges dynamiques en jeu soumettraient le maillon à des cycles de contrainte répétés bien au-delà de sa plage de fonctionnement fiable.

Intégrité de traction totale

La résistance des joints correspond à la capacité de la chaîne ; aucun déclassement n’est nécessaire. Indispensable pour les applications à charge élevée supérieures à 85% de MBF.

résistance à la fatigue

Aucun clip susceptible de se desserrer à cause des vibrations. Idéal pour les entraînements à cycle élevé, à grande vitesse ou soumis à des chocs, fonctionnant en continu dans des environnements industriels.

Assemblage permanent

Non conçu pour un démontage répété — la chaîne doit être cassée à l'aide d'un extracteur de goupilles pour être retirée, ce qui signifie que les ajustements de longueur nécessitent une coupe.

Outillage requis

Nécessite une presse à riveter ou un marteau à marteler adapté au pas de la chaîne. Un martelage incorrect peut entraîner la fissuration des plaques ; utilisez toujours un outillage calibré.

Dans les zones industrielles automobiles de Coventry et Birmingham, les convoyeurs des chaînes de montage fonctionnent en continu par de lourdes chaînes à rouleaux, assurant un assemblage en plusieurs équipes. Ces entraînements transportent les panneaux de carrosserie et les sous-ensembles à travers les différentes étapes de production à des vitesses contrôlées. La chaîne n'est jamais immobilisée suffisamment longtemps pour tolérer des défaillances au niveau des connexions. L'utilisation de goupilles rivetées à force est la norme : les lignes ne peuvent pas supporter les intervalles d'inspection qu'exigerait un maillon à clip, et toute défaillance d'un joint à cette échelle entraîne un arrêt de ligne coûteux de plusieurs milliers de livres sterling par heure. La spécification de la chaîne à rouleaux est généralement celle d'une chaîne renforcée BS ISO 10B-2 ou 16B-2 à double brin, avec des fermetures rivetées fournies de série par le constructeur.

Dans les usines de biscuits, de confiseries et de plats préparés du Yorkshire, les chaînes à rouleaux de qualité alimentaire doivent respecter des normes d'hygiène strictes, conformément à la réglementation de la Food Standards Agency britannique. Elles doivent également être facilement réparables sur site par les équipes de maintenance lors de courts nettoyages. Le maillon de jonction, de préférence en acier inoxydable ou en acier au carbone nickelé pour résister aux produits chimiques de nettoyage, constitue ici la solution la plus pragmatique. Les équipes de maintenance peuvent ainsi remplacer une section de chaîne usée ou refermer un maillon ouvert en quelques minutes, sans avoir recours à une presse hydraulique. Les charges de travail sur les convoyeurs alimentaires sont modérées ; le véritable défi réside dans la résistance à la corrosion et aux produits chimiques, plutôt que dans la simple charge de traction, ce qui permet de maintenir les maillons de jonction dans leur plage de fonctionnement sécuritaire.

L'industrie de transformation des aciers spéciaux et inoxydables de Sheffield utilise encore largement les chaînes à rouleaux sur les convoyeurs de transfert de four, les lignes de laminage de barres et les systèmes de manutention de bobines. Les températures, les charges et les chocs inhérents à ces environnements font de l'assemblage par goupille rivetée à force la seule méthode de connexion viable. Les chaînes utilisées pour le transfert de four requièrent souvent des revêtements de goupille résistants à la chaleur et des plaques de maillon trempées conformes à la norme BS EN 10083 ; le joint de fermeture doit répondre exactement aux mêmes spécifications. Les chaînes de longueur sur mesure avec fermetures rivetées constituent le format d'approvisionnement standard pour ce secteur.

Dans les plaines du Lincolnshire et du Norfolk, les moissonneuses-batteuses, les presses à balles et les séchoirs à grains utilisent simultanément plusieurs entraînements par chaîne à rouleaux pendant la période de récolte. Les chaînes agricoles à rouleaux sont généralement à double pas ANSI/BS pour les grandes longueurs, et le mode de connexion reflète les réalités de l'entretien sur le terrain : les maillons clipsés sont prédominants car les réparations doivent être effectuées directement sur le terrain, avec un outillage limité et dans des délais serrés, pendant une récolte qui ne dure parfois que quelques jours avec une humidité optimale du grain. Les agriculteurs et les entrepreneurs agricoles de cette région stockent des maillons de jonction de différentes tailles — généralement au pas ANSI de 40, 50 et 60 — comme élément essentiel de leur équipement d'entretien. Chaîne à rouleaux supérieure en caoutchouc 20B-G1 La technologie Ever Power est utilisée dans les pieds des élévateurs à grains où le revêtement en caoutchouc réduit les dommages causés aux grains pendant le transfert.

Acier au carbone (trempé en surface)

Le matériau de base le plus courant pour les chaînes à rouleaux standard BS/ISO et ANSI. Les axes sont cémentés pour obtenir une dureté superficielle de 58 à 62 HRC, tout en conservant un cœur résistant, ce qui leur confère une bonne résistance à l'usure superficielle et aux chocs. Les maillons sont emboutis à partir de bandes d'acier pour atteindre une résistance à la traction maximale spécifiée, généralement de 700 à 900 MPa pour les nuances standard.

Acier inoxydable (304 / 316)

L'acier inoxydable 316 est privilégié partout où une exposition aux chlorures est possible : installations de traitement côtières du sud-ouest de l'Angleterre, industries en milieu marin et toute application utilisant des agents de nettoyage agressifs. Les maillons de jonction sont généralement en acier inoxydable 316. Il est important de noter que la résistance à la traction d'une chaîne en acier inoxydable est inférieure à celle d'une chaîne équivalente en acier au carbone ; par conséquent, les calculs de charge de travail doivent être recalculés lors du passage à l'acier inoxydable.

Acier au carbone nickelé

Un compromis économique entre l'acier au carbone et l'acier inoxydable. La couche de nickel électrolytique offre une résistance à la corrosion adaptée aux environnements humides ou soumis à des lavages fréquents, sans le surcoût de l'acier inoxydable massif. Largement plébiscitée par les fabricants de produits alimentaires britanniques qui exigent une chaîne conforme aux normes HACCP et offrant les performances de traction de l'acier au carbone.

Acier à ressort (matériau du clip)

Le clip de retenue d'un maillon rapide est estampé en acier à ressort à haute teneur en carbone et traité thermiquement pour lui conférer la force de maintien élastique qui le maintient verrouillé dans la gorge de l'axe. Un clip trop fléchi, corrodé ou resté en service au-delà de son nombre de cycles nominal perdra de sa force de ressort et risque de se désengager ; c'est pourquoi une inspection visuelle du clip lors de chaque visite de maintenance est indispensable.

Ever Power exploite une usine de fabrication de chaînes à rouleaux entièrement intégrée, produisant des solutions standard et sur mesure pour des clients au Royaume-Uni et à l'international. Notre processus de fabrication de précision couvre chaque étape en interne : de l'approvisionnement en feuillard d'acier brut à l'étirage à froid, au traitement thermique, à l'emboutissage des plaques, au tournage des axes, à l'assemblage et aux tests de tension finaux. Ce contrôle total nous permet de concevoir et de certifier la solution complète, sans dépendre de sous-traitants susceptibles d'introduire des incohérences dimensionnelles, même pour des spécifications telles qu'un pas, une épaisseur de plaque, un traitement de surface ou une configuration de maillons non standard.

Nos capacités de personnalisation couvrent un large éventail de besoins : chaînes à rouleaux à pas spécial hors normes BS/ISO, chaînes à axes allongés pour la fixation sur traverses, chaînes à axes creux pour une fixation latérale aisée, chaînes à plaques allongées pour l’intégration sur rails de guidage, et traitements de surface tels que la cémentation, le grenaillage, le zingage et la pré-application d’un lubrifiant de qualité alimentaire. Nous fabriquons également des kits de maillons maîtres de rechange et des kits de maillons de connexion à emboîtement, disponibles séparément – ​​une solution idéale pour les équipes de maintenance britanniques qui doivent disposer d’un stock complet de pièces de rechange conformes aux spécifications BS/ISO sans avoir à se procurer chaque composant individuellement auprès de différents distributeurs.

Les délais de livraison des chaînes à rouleaux standard vers les entrepôts britanniques sont généralement de 15 à 25 jours ouvrables par voie maritime. Des options de fret aérien express sont disponibles pour les remplacements urgents en cas de panne. Notre équipe logistique se charge de la documentation d'exportation, des déclarations de conformité UKCA et des certifications de matériaux (EN 10204 3.1) afin de répondre aux exigences des services achats des entreprises manufacturières britanniques.

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Meridian Alloys exploite une ligne de découpe et de finition de barres dans la zone industrielle est de Sheffield, transformant des ronds d'acier fortement allié pour les secteurs de l'aérospatiale et de l'outillage. Son système de convoyage de barres fonctionne grâce à une chaîne à rouleaux double brin 16B-2 répartie sur douze sections, couvrant une longueur totale d'environ 85 mètres. Avant de choisir Ever Power comme fournisseur de chaînes, l'équipe de maintenance s'approvisionnait auprès de deux distributeurs britanniques différents, chacun proposant des spécifications de tolérance légèrement différentes. Ceci engendrait des problèmes d'interopérabilité lors du remplacement de sections de chaîne individuelles et provoquait une usure prématurée aux points de jonction.

Le responsable technique de l'usine a contacté Ever Power après avoir consulté en ligne la documentation technique de l'entreprise. Le défi était simple : fournir une chaîne 16B-2 avec une tolérance unique et rigoureusement contrôlée sur les douze maillons, avec des fermetures rivetées à pression sur chaque boucle, accompagnée de certificats d'usine EN 10204 3.1 pour l'acier de base. Les douze maillons devaient avoir la même longueur à ±0,05% près afin d'éviter tout allongement différentiel entre les entraînements parallèles. L'équipe technique d'Ever Power a examiné les schémas d'implantation de la chaîne, confirmé le pas correct pour chaque maillon et livré la totalité du lot – douze boucles fermées sur mesure – sous 22 jours ouvrables après confirmation de la commande. Chaque boucle était pré-assemblée avec des maillons de connexion rivetés à pression et livrée avec un certificat de lot individuel.

Six mois après l'installation, l'équipe de maintenance de Meridian Alloys n'a signalé aucun arrêt lié à la chaîne, contrairement aux 3 à 4 arrêts imprévus par trimestre qu'elle subissait auparavant avec la chaîne provenant de différentes sources. L'uniformité des spécifications des douze variateurs a permis à l'équipe de maintenance de mettre en place un programme de remplacement consolidé, au lieu de réagir aux pannes individuelles, réduisant ainsi son stock de pièces détachées et simplifiant les approvisionnements. Ever Power continue de fournir Meridian Alloys selon un programme de renouvellement annuel, chaque lot étant accompagné d'une certification EN 3.1 actualisée.

« Les maillons de fermeture rivetés et emmanchés à force fournis avec notre lot de chaînes 16B-2 répondaient parfaitement à nos besoins : tolérance identique à celle du corps de la chaîne, certification complète et un grenaillage net et uniforme sur chaque maillon. Nous n’avons constaté aucune défaillance d’articulation en six mois de fonctionnement continu sur trois équipes. C’est un gage de qualité. »

D. Hartley — Directeur de l'ingénierie, Sheffield Steel Processing

« Nous avons opté pour des kits de maillons maîtres nickelés d'Ever Power pour la modernisation de nos convoyeurs agroalimentaires sur notre site du West Yorkshire. Les clips sont arrivés pré-emballés par pas et accompagnés d'un guide clair des couples de serrage. Notre équipe de maintenance a réalisé l'intégralité du remplacement du convoyeur lors d'un arrêt planifié, sans aucune reprise. La communication avec le fournisseur a été excellente tout au long du processus. »

S. Patel — Superviseur de la maintenance, Production de plats cuisinés, Leeds

« Pour la modernisation de notre convoyeur de carrière dans le Derbyshire, nous avons opté pour des boucles fermées sur mesure d'Ever Power. La tolérance très stricte sur la longueur des huit entraînements a éliminé l'allongement irrégulier de la chaîne que nous constations avec les produits de notre ancien fournisseur. Les fermetures à pression sont en service depuis huit mois dans une application très exigeante et ne présentent aucun signe de fissuration par fatigue ni de problème de clip, car il n'y a pas de clips à gérer. »

T. Birch — Responsable de l'ingénierie des installations, traitement des granulats, Derbyshire