NSK a mis au point une nouvelle méthode prédisant la durée de vie des roulements, en fonction de leur taille et de la quantité d’inclusions non métalliques présentes dans l’acier dans lequel ils sont fabriqués. Cette avancée offre des perspectives prometteuses pour améliorer l’efficacité et la fiabilité des roulements utilisés dans divers secteurs industriels.

Traditionnellement, la durée de vie des roulements était estimée selon la norme ISO 281:2007, qui impose que 90 % d’un lot de roulements identiques doivent fonctionner pendant au moins un million de tours sans défaillance. Toutefois, cette approche peut être limitée par la qualité des matériaux et la précision des tests.

NSK a mis au point une méthode d’essai non destructive, permettant de prédire la durée de vie sans avoir à réaliser de tests supplémentaires sur des roulements physiques. Cette méthode fait appel à des modèles assistés par ordinateur qui fonctionnent comme des « jumeaux numériques ». Ces outils numériques permettent d’évaluer les capacités de charge dynamique des roulements sans avoir à réaliser des tests physiques.

Avec cette approche, il est possible de réévaluer les performances des roulements tout en garantissant leur sécurité et leur fiabilité. C’est un avantage considérable pour les utilisateurs finaux : ils peuvent désormais s’appuyer sur des valeurs de durée de vie plus réalistes.

L’impact des inclusions non métalliques

La durée de vie des roulements est liée à la fatigue des matériaux et en particulier aux amorces de fractures liées aux inclusions dans la matière : les recherches internes du constructeur ont révélé que la composition et la qualité de l’acier des roulements, en particulier la proportion d’impuretés non métalliques dans l’acier, ont un impact considérable sur la longévité du roulement et constituent en fait un indicateur plus précis de sa durée de vie que les méthodes de calcul mentionnées précédemment. Et ils en sont sûrs : une méthode d’évaluation basée sur la mécanique des fractures (domaine de la mécanique qui étudie la propagation des fissures dans les matériaux) est plus significatif.

La collaboration avec l’Université de Kyushu a permis de développer une méthode d’évaluation quantitative pour analyser l’influence de ces inclusions sur la propagation des fissures dans le matériau. En combinant cette méthode avec des techniques d’inspection par ultrasons, NSK a pu améliorer la précision des prévisions de durée de vie des roulements.

Une capacité de charge augmentée pour une taille inférieure

Cette avancée technique a permis de revoir à la hausse la capacité de charge dynamique de nombreux roulements, sans nécessiter de changements de conception ou de matériaux. De plus, la durée de vie estimée des roulements à rouleaux cylindriques, par exemple, est jusqu’à deux fois supérieure à ce qu’elle était auparavant.

Mieux encore, à mesure de l’amélioration de leurs capacités de charges dynamiques de base, les roulements deviennent utilisables dans des conditions de charge plus élevées. En d’autres termes, les entreprises peuvent opter pour des roulements plus petits, capables de remplir la même fonction que leurs homologues de dimensions supérieures. Avantages évidents : la réduction de la taille et du poids des machines.