NTN s'emploie à fournir l’expérience ultime en matière de roulements en étant un fabricant et un fournisseur de roulements de classe mondiale, ainsi qu’en contribuant au succès de nos clients. Dans cette étude de cas exhaustive, nous examinons comment un important fabricant de papier canadien a bénéficié d'une solution de roulement sur mesure et adaptée à ses besoins exacts.
La concurrence croissante peut obliger les fabricants de pâtes et papiers d’aujourd’hui à pousser leurs machines à de nouvelles limites. Les augmentations progressives de la charge, de la vitesse et des températures de fonctionnement révèlent souvent le maillon le plus faible d'un équipement qui fonctionne au-delà des paramètres de conception d'origine. Parfois, ce maillon le plus faible peut s'avérer être un roulement.
À première vue, la solution la plus simple pour limiter les défaillances de roulements dues à des conditions de fonctionnement excessives et/ou défavorables peut être d'installer un roulement plus gros et de plus grande capacité. Malheureusement, cette solution ne permet pas toujours de traiter la cause première. En outre, les modifications à apporter à la machine peuvent être complexes et coûteuses. Dans ces circonstances, l’équipe d’ingénierie de NTN conçoit et produit un roulement sur mesure doté de capacités avancées et conçu pour fonctionner efficacement dans des conditions de fonctionnement spécifiques.
C'est ce qui s'est passé lorsqu'un grand fabricant de papier canadien, Catalyst (une entreprise de Paper Excellence), a commencé à connaître des défaillances fréquentes et catastrophiques des roulements sur les rouleaux thermiques de la section calandrage de deux papeteries distinctes. L’équipe d’ingénierie de NTN a travaillé en étroite collaboration avec Catalyst pour étudier l’application et les conditions de fonctionnement. Applied Industrial technologies, LP (AIT) et Roulement NTN du Canada se sont associés pour fournir une solution qui a permis à ce fabricant de réaliser plus de 1,7 millions de dollars d'économies en matière de gestion des pièces, de coûts de réparation et de temps d’arrêt.
« NTN et AIT ont mis en œuvre avec succès une solution pour traiter les modes de défaillance les plus plausibles avec des roulements cémentés. L’engagement de NTN à fournir des solutions de pointe reflète nos propres valeurs fondamentales d’innovation et d’adaptabilité, permettant à nos usines de fonctionner de manière rentable et durable. » - Gerry Dube, superviseur de la machine à papier, Catalyst Powell River Division
Enquête sur les défaillances de roulements :
Catalyst a commencé à connaître de fréquentes défaillances du rouleau thermique dans deux usines distinctes. Les deux usines ont été confrontées à des ruptures de rouleaux imprévisibles dans un roulement à rotule sur rouleaux de grande taille d'un concurrent. En l'espace de 18 mois, les usines combinées ont connu 11 défaillances catastrophiques, ce qui a entraîné un coût inattendu de plus d'un million de dollars.
L'analyse des défaillances et les examens des applications dans les usines ont été dirigés par Drew Monk, gestionnaire AIT des services TSR pour Catalyst et Chris Rempel, responsable de l'ingénierie chez NTN. « La réussite de notre client est intrinsèquement liée à la nôtre. L'ampleur de ces échecs a fait de cette question une priorité absolue pour les trois organisations », explique Chris Rempel.
Les fractures des rouleaux sont relativement rares et, lorsqu'elles se produisent, elles sont souvent la conséquence d’un autre processus de défaillance (c.-à-d., défaillance de la cage et perte subséquente du guidage des rouleaux). Les fractures des rouleaux peuvent être associées à une charge de choc excessive et à une mauvaise dynamique des rouleaux. D'autres facteurs peuvent être associés à des problèmes de tolérance dans les composantes d'accouplement, à des fluctuations de température excessives et à la fragilisation par l'hydrogène.
L’expérience ultime en matière d’applications : conception d'une solution de roulement sur mesure pour atténuer les fractures de rouleaux.
NTN, AIT et Catalyst ont collaboré à la conception et à la mise en œuvre d'une solution de roulement sur mesure pour atténuer les fractures des rouleaux. Les coûts liés à la défaillance des roulements augmentant rapidement, un roulement sur mesure a été conçu et produit dans les plus brefs délais, en mettant l'accent sur la réduction des temps d'arrêt.
Les fractures de rouleaux se produisaient avec peu ou pas de symptômes de défaillance supplémentaires et sans avertissement, ce qui rendait l'enquête difficile à diagnostiquer et à prévoir. Bien qu'aucune cause fondamentale définitive n’ait pu être attribuée, plusieurs théories ont prévalu. Une amélioration matérielle a été mise en œuvre afin d'atténuer le processus de défaillance. NTN, AIT et Catalyst ont travaillé pour accélérer la conception, la production et la mise en œuvre des roulements afin d'endiguer l'augmentation rapide du coût des défaillances.
DÉFAILLANCES DES ROULEAUX THERMIQUES
Les fractures de rouleaux peuvent être associées à une charge de choc excessive ainsi qu'à une mauvaise dynamique du rouleau, à des fluctuations de température excessives et à une fragilisation par l'hydrogène.
La solution :
L'expérience ultime en matière de roulements grâce à une grande variété de matériaux et de traitements thermiques proposés par NTN.
Le portefeuille de NTN comprend une grande variété de matériaux et d'options de traitement thermique pour les roulements. En particulier, la capacité de NTN à fournir de l'acier de carburation (cémenté) a permis à Catalyst de prolonger la durée de vie de ses roulements. Un roulement carburisé, cémenté, sur mesure a été conçu et produit pour limiter la rupture des rouleaux. La carburation durcit la surface de l'acier à la profondeur appropriée, ce qui laisse un noyau relativement souple. Cela a permis d'obtenir une dureté et une ténacité, rendant le matériau adapté aux charges d'impact et à la résistance à la rupture. Le matériau cémenté offrait des avantages significatifs par rapport à l'acier à roulements standard pour cette application. « Nous avons analysé plusieurs options et NTN a été en mesure d'offrir la solution la plus prometteuse et la plus robuste », a déclaré Drew Monk, gestionnaire AIT, services TSR, Catalyst.
Des résultats favorables :
La solution NTN a fourni l’expérience ultime en matière de roulements.
Les roulements à rotule sur rouleaux de NTN sont en service depuis plus de 2 ans et les coûts d'entretien globaux ont été considérablement réduits. La solution NTN a fourni l’expérience ultime en matière de roulements, durant plus de 6 fois plus longtemps, sans aucune défaillance à ce jour. Les deux usines sont entièrement satisfaites de la nouvelle solution de roulements cémentés.
Une augmentation de la durée de vie des roulements a été confirmée, puisque les usines sont passées d’un remplacement de 11 roulements en un peu plus d'un an à la solution personnalisée, toujours en service, générant une économie totale de 1 724 000 $ à ce jour.
Plusieurs théories ont été avancées pour expliquer le processus de défaillance. Malheureusement, comme c'est parfois le cas avec des exemples extrêmes, aucune cause fondamentale définitive de la défaillance n'a pu être déterminée. Cependant, ces roulements de haut rendement ont permis de prolonger les intervalles d'entretien et de maximiser la productivité.
Une combinaison bien équilibrée de technologie, d'expertise et de dévouement de chaque partenaire industriel a grandement contribué à la réussite du projet, en offrant aux utilisateurs l’expérience ultime en matière de roulements.
Ventilation de la valeur ajoutée
| PRODUCTIVITÉ ACCRUE | 324 000$ |
| DURÉE DE VIE ACCRUE DES ROULEMENTS | 1 400 000$ |
| ÉCONOMIES DES COÛTS DOCUMENTÉES | 1 724 000$ |
| ÉCONOMIES DES COÛTS ANNUALISÉES | 944 000$ |
Conclusion :
Dans des conditions de fonctionnement complexes, les roulements nécessitent souvent des fonctions avancées. Dans ce scénario, Roulement NTN a été en mesure d'optimiser la conception des roulements et de fournir une solution polyvalente prête à l'emploi pour faire face à des conditions de fonctionnement défavorables, ce qui a permis de lever les incertitudes et d'augmenter le bénéfice d'exploitation du client.
Lors de la conception de solutions personnalisées, on ne saurait trop insister sur l'importance de la collaboration avec nos partenaires d’affaires. Catalyst, NTN et Applied Industrial Technologies ont pu travailler en collaboration, interagir et partager des idées pour développer une solution de roulement qui a permis de réaliser une économie de 1,7 millions de dollars. L'amélioration continue active et l'activité collaborative optimisée ont augmenté la productivité de Catalyst, ce qui a permis de réduire les coûts d'exploitation pour chaque site d'usine où ces roulements ont été installés.
Cémentation au carbone
- Le processus de cémentation au carbone produit des roulements à enveloppe extérieure rigide, résistante à l’usure avec un noyau ductile et robuste.
- L’enveloppe extérieure résistante protège les éléments roulants des débris, tandis que le noyau ductile permet au roulement d’absorber les surcharges d’impact et de fonctionner sans faillir malgré un mauvais alignement.
- Ces attributs sont essentiels dans les applications à usage intensif, dans lesquelles les roulements doivent fonctionner dans des environnements fortement contaminés.
Les roulements à rotule sur rouleaux de NTN sont disponibles en versions ouvertes et étanches :
- Cages haute résistance offertes en acier embouti ou en laiton
- Capacité de désalignement de ±2°
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Nous sommes là pour vous aider à atteindre vos objectifs de productivité et de rendement. Pour de plus amples détails, communiquez avec votre représentant des ventes de NTN, ou composez le 1 888 412-4122 . Si vous avez des questions techniques, envoyez un courriel à l’adresse
À propos de NTN
Fondée en 1918, NTN est l’un des plus importants producteurs de roulements à billes et à rouleaux, reconnu depuis longtemps pour ses plus hauts standards de qualité de l'industrie. Avec des usines à travers le monde et un puissant réseau de fabrication national, plus de 80 % des produits vendus par NTN en Amérique du Nord sont fabriqués par l’une des dix usines exploitées par l’entreprise au Canada et aux États-Unis. NTN est également un important fournisseur de services de roulements, lesquels comprennent des services de soutien technique, d’entretien et de fiabilité, ainsi que des services-conseils et de formation. La vision d’entreprise de NTN Canada est « de devenir le leader canadien de l’expérience ultime en matière de roulements ».
Source : NTN
