Auteur : Lily Wang Heure de publication : 2026-06-22 Origine : Machines Yile
Table des matières
Une panne de roue de grue n’est pas simplement un événement de maintenance : c’est un incident de sécurité. Lorsqu'une roue de grue se brise ou déraille sous une charge, les conséquences vont de la chute de charges et des dommages structurels jusqu'aux décès. Pourtant, le choix et les spécifications des roues de grue sont souvent traités comme une décision d'achat de produit de base, les acheteurs choisissant uniquement en fonction du prix et ne découvrant les conséquences qu'après une défaillance prématurée.
La différence entre une roue de grue forgée correctement spécifiée et correctement fabriquée et une pièce moulée de qualité inférieure n'est pas visible à l'œil nu. Cela se reflète dans la durée de vie sous charge cyclique, dans la résistance à la rupture soudaine sous des charges de choc, dans le taux d'usure de la bande de roulement sous contrainte de contact élevée — et finalement dans le coût total de possession sur la durée de vie de la grue.
Ce guide donne aux ingénieurs d'approvisionnement, aux responsables de la maintenance des grues et aux ingénieurs d'usine le cadre technique nécessaire pour spécifier correctement les roues de grue - couvrant le choix fondamental entre la construction forgée et moulée, la sélection des matériaux et de la dureté, le calcul de la capacité de charge, la géométrie des brides et les paramètres de qualité de fabrication qui déterminent si une roue atteindra sa durée de vie nominale ou tombera en panne prématurément.
Avant de sélectionner les matériaux et les spécifications, il est essentiel de comprendre les différentes configurations de roues de grue et les conditions de fonctionnement auxquelles chacune doit résister.
Roues de pont roulant — Roues de grue EOT
Les roues du pont roulant roulent sur des rails de roulement surélevés, supportant tout le poids du pont ainsi que la charge soulevée. Les roues du camion d'extrémité (roues de déplacement du pont) supportent les charges les plus importantes : généralement 4 roues par camion d'extrémité, chacune transportant 25 à 35 % du poids total de la grue plus la charge. Les roues du chariot à déplacement transversal supportent le poids du chariot ainsi que la charge levée et fonctionnent généralement sur un rail à profil plus bas sur la poutre du pont.
Principales caractéristiques :
Plage de charge : capacité de grue de 5 à 500+ tonnes
Vitesse : généralement 10 à 80 m/min pour les déplacements sur pont, 5 à 40 m/min pour les déplacements transversaux
Cycle de service : varie de léger (A1 à A3) à très lourd (A7 à A8) selon l'application
Environnement : intérieur (propre) à extérieur (exposé aux intempéries, à la poussière, à la chaleur)
Roues de grue à portique
Les portiques fonctionnent sur des rails au niveau du sol, la structure de la grue étant supportée directement sur les roues. Les charges sur roues sont généralement plus élevées que celles des ponts roulants de capacité équivalente, car la structure du portique elle-même est plus lourde. Les portiques extérieurs des ports, des chantiers navals et des aciéries sont exposés aux conditions environnementales les plus sévères.
Principales caractéristiques :
Plage de charge : capacité de grue de 50 à 1 000+ tonnes
Vitesse : généralement 5 à 30 m/min
Taille du rail : généralement A75–A150 ou rail de grue équivalent
Environnement : souvent extérieur, exposé aux intempéries, à l'atmosphère marine ou à une contamination industrielle
Roues de grue de poche
Les grues de poche des aciéries transportent des poches de métal en fusion – l'application de grue la plus exigeante en termes de charge, de température et de conséquences de défaillance. Les charges par roue peuvent dépasser 100 tonnes par roue. La chaleur rayonnante de la poche de coulée élève considérablement la température des roues.
Principales caractéristiques :
Plage de charge : capacité de grue de 100 à 400+ tonnes
Cycle de service : A7–A8 (très lourd – fonctionnement continu)
Température : les températures de surface des roues peuvent atteindre 80 à 120 °C à cause de la chaleur rayonnante.
Conséquence de l'échec : catastrophique – déversement de métal en fusion
Roues de grues métallurgiques et de processus
Les grues des alumineries, des fonderies et des usines chimiques sont confrontées à des attaques chimiques en plus des charges mécaniques. Le matériau des roues doit résister à la corrosion causée par les atmosphères de traitement.
Roues à double bride (les plus courantes)
Deux rebords, un de chaque côté de la bande de roulement, maintiennent la roue latéralement sur le rail. Utilisé là où le rail doit guider la roue dans les deux directions latérales – standard pour la plupart des applications de ponts roulants et de portiques.
Roues à simple bride
Une bride sur un seul côté. Utilisé dans les applications où un côté de la grue est guidé par la bride et l'autre côté est libre pour s'adapter à la dilatation thermique de la structure de la piste. Commun sur les portiques à longue portée.
Roues à bande de roulement plate (sans bride)
Pas de flasques — la roue est guidée par d'autres moyens (galets de guidage ou géométrie du rail). Utilisé dans certaines applications spécialisées où l'usure des brides pose un problème.
Roues à bande de roulement conique
La bande de roulement a une légère conicité (généralement de 1:20 à 1:40) qui amène la roue à s'auto-centrer sur le rail grâce à l'action conique de la bande de roulement. Réduit le contact avec la bride et l'usure de la bride. Préféré pour les applications à grande vitesse ou à cycle de service élevé.
Il s’agit de la décision de spécification la plus importante pour les roues de grue. Le choix entre une construction forgée ou moulée affecte la durée de vie à la fatigue, la résistance aux chocs, la dureté de la bande de roulement et le mode de défaillance, et pas seulement le coût initial.
Les roues de grue forgées sont produites en pressant ou en martelant une billette d'acier chauffée sous une force de compression élevée. Le processus de forgeage :
Affine la structure du grain — la structure du grain grossier et aléatoire de la billette moulée d'origine est brisée et affinée en une structure fine et uniforme alignée avec la géométrie de la roue.
Ferme la porosité interne — tous les vides ou microporosités dans la billette sont soudés sous la pression de forgeage
Crée un écoulement favorable des grains : les lignes de grains suivent le contour de la roue, de sorte que les zones de bande de roulement et de rebord ont des joints de grains orientés pour résister aux contraintes appliquées.
Produit une structure entièrement dense et sans défaut : pas de cavités de retrait, pas de porosité gazeuse, pas d'amas d'inclusion
Les roues de grue coulées sont produites en versant de l'acier en fusion dans un moule et en le laissant se solidifier. Le processus de casting :
Produit une structure de grains plus grossiers — la solidification à partir de l'état liquide crée des grains plus gros que le forgeage
Est sensible à la porosité de retrait : à mesure que l'acier se contracte pendant la solidification, des vides peuvent se former dans les dernières zones à solidifier (généralement le centre du moyeu et de la jante de la roue).
Impossible de produire le flux de grains directionnel d'une pièce forgée - les joints de grains sont orientés de manière aléatoire
Peut produire des amas d'inclusions si la propreté de la fonte n'est pas soigneusement contrôlée
Propriété |
Roue en acier forgé |
Roue en acier moulé |
Résistance à la traction |
700 à 900 MPa (typique) |
550 à 750 MPa (typique) |
Limite d'élasticité |
550 à 750 MPa |
380 à 550 MPa |
Élongation |
15 à 20 % |
10 à 15 % |
Résistance aux chocs (Charpy) |
40–80 J à −20 °C |
20 à 40 J à −20 °C |
Durée de vie (charge cyclique) |
2 à 3 fois plus long que le casting |
Référence |
Résistance à la fracture soudaine |
Excellent — mode de rupture ductile |
Modérée – fracture fragile possible |
Dureté maximale de la bande de roulement |
340–380 HB (trempé sur jante) |
280-320 HB (normalisé) |
Risque de défaut interne |
Très faible |
Modéré (nécessite une inspection UT) |
Cohérence dimensionnelle |
Élevé (matriçage) |
Modéré (variabilité du lancer) |
Coût (initial) |
20 à 40 % plus élevé que le casting |
Inférieur |
Coût (par heure de fonctionnement) |
Inférieur (durée de vie plus longue) |
Plus élevé (remplacement plus fréquent) |
Spécifiez des roues de grue forgées pour :
Classe de service de grue A5 et supérieure (ISO 4301) — cycles de service moyennement lourds à très lourds
Ponts-poches et ponts métallurgiques — charges élevées, températures élevées, conséquences de défaillances catastrophiques
Portiques extérieurs : l'exposition aux basses températures augmente le risque de fracture fragile des roues coulées
Grues à grande vitesse (déplacement du pont > 60 m/min) — charges dynamiques et énergie d'impact plus élevées
Toute grue dont la défaillance des roues a des conséquences critiques en matière de sécurité ou de production
Diamètre de roue > 500 mm — pour les grands diamètres, le risque de porosité interne dans les roues coulées augmente considérablement
Les roues de grue coulées sont acceptables pour :
Grues légères (classes de service A1 à A3) à usage peu fréquent
Petits diamètres de roue (< 315 mm) où la section coulée est suffisamment fine pour se solidifier sans porosité significative
Applications intérieures dans un environnement contrôlé sans exposition à basse température
Applications à budget limité où la différence de coût ne peut pas être justifiée par le cycle d'utilisation
Même pour les roues coulées, spécifiez l'acier moulé (et non la fonte) pour toute application de grue structurelle. Les roues en fonte sont fragiles et ne doivent jamais être utilisées sur des grues transportant des charges importantes.
La qualité du matériau détermine les propriétés mécaniques de base de la roue avant traitement thermique. Pour les roues de grue forgées, les qualités suivantes sont standard :
Acier au carbone 55# / C55 (GB/T 699 / EN 10083)
Teneur en carbone : 0,52 à 0,60 %
Résistance à la traction (Q&T) : 700-800 MPa
Dureté après trempe de la jante : 300–340 HB
Application : Roues de pont roulant standard, travaux légers à moyens (A1–A5)
Avantage : Bon équilibre entre résistance, ténacité et usinabilité ; largement disponible; rentable
Acier moulé ZG55 (pour roues coulées)
Composition similaire au 55# mais sous forme moulée
Propriétés mécaniques inférieures à celles du 55# forgé en raison de la microstructure du moulage
Application : Roues de grue moulées légères uniquement
Acier allié 42CrMo / 42CrMo4 (GB/T 3077 / EN 10083)
Carbone : 0,38 à 0,45 %, Chrome : 0,90 à 1,20 %, Molybdène : 0,15 à 0,25 %
Résistance à la traction (Q&T) : 900 à 1 100 MPa
Dureté après trempe de la jante : 340–380 HB
Application : Grues lourdes et très lourdes (A5–A8), grues de poche, roues de grand diamètre (> 630 mm)
Avantage : Trempabilité supérieure — permet d'obtenir une dureté de bande de roulement plus élevée et plus uniforme que l'acier au carbone, en particulier pour les roues de grand diamètre où l'acier au carbone ne peut pas être durci sur toute la section de la jante.
Acier allié 34CrNiMo6 (EN 10083)
Teneur en alliage plus élevée : chrome + nickel + molybdène
Résistance à la traction (Q&T) : 1 000 à 1 200 MPa
Application : Ponts-poches à usage extrême, roues de très grand diamètre (> 900 mm), environnements à basse température (< −20°C)
Avantage : Excellente ténacité à basse température — L'énergie d'impact Charpy reste élevée à −40 °C, empêchant ainsi la rupture fragile dans les climats froids
Le processus de traitement thermique est aussi important que la qualité du matériau : il détermine les propriétés mécaniques finales et la dureté de la bande de roulement.
Trempe et revenu (Q&T) de la meule entière :
La meule entière est austénitisée, trempée et revenue. Cela produit des propriétés uniformes dans tout le corps de roue : bonne ténacité dans le moyeu et l'âme, dureté adéquate dans la jante. Cependant, la dureté de la bande de roulement pouvant être obtenue grâce au Q&T sur roue entière est limitée par la température de revenu nécessaire pour obtenir une ténacité adéquate dans le moyeu.
Résultat typique : 260 à 300 HB partout, y compris la surface de roulement.
Trempe des jantes (durcissement de la bande de roulement) après Q&T :
Après Q&T sur toute la roue, la surface de la bande de roulement est durcie sélectivement par chauffage par induction ou par flamme, suivi d'une trempe rapide. Cela produit une couche de surface dure (profondeur de boîtier de 20 à 40 mm) sur la bande de roulement tout en conservant les propriétés de noyau renforcées établies par le Q&T précédent.
Résultat typique : 300 à 380 HB au niveau de la surface de roulement, 260 à 300 HB au niveau du moyeu et de l'âme.
Pourquoi la dureté de la bande de roulement est importante :
La dureté de la bande de roulement détermine la durée de vie en fatigue de contact de la roue. Sous la contrainte de contact hertzienne cyclique entre la bande de roulement de la roue et le rail, des fissures de fatigue souterraines se forment et se propagent : plus la bande de roulement est dure, plus la contrainte de contact qu'elle peut supporter est élevée avant que les dommages par fatigue ne se produisent.
La relation entre la dureté de la bande de roulement et la résistance à la fatigue de contact est d'environ :
$$L_{fatigue} propto H^3$$
Où $$H$$ est la dureté de la bande de roulement en HB. Cela signifie que l'augmentation de la dureté de la bande de roulement de 280 HB à 340 HB (une augmentation de 21 %) augmente la durée de vie en fatigue de contact d'environ :
$$left( rac{340}{280} ight)^3 environ 1,79 imes$$
— presque doubler la durée de vie en fatigue pour une augmentation de la dureté de 21 %. L’investissement dans un traitement thermique approprié est largement récompensé par la durée de vie prolongée des roues.
Classe de service de grue |
Dureté de bande de roulement recommandée |
Qualité du matériau |
Traitement thermique |
A1–A3 (service léger) |
260-300 HB |
Acier au carbone 55# |
Questions et réponses uniquement |
A4–A5 (usage moyen) |
300-340 HB |
55# ou 42CrMo |
Q&T + trempe des jantes |
A6–A7 (usage intensif) |
320-360 HB |
42CrMo |
Q&T + trempe des jantes |
A8 (très lourd / louche) |
340-380 HB |
42CrMo ou 34CrNiMo6 |
Q&T + trempe par induction |
Basse température (< −20°C) |
300-340 HB |
34CrNiMo6 |
Q&T + trempe des jantes |
La sélection du diamètre de roue correct est un calcul structurel et non une question de jugement. Une roue sous-dimensionnée échouera par fatigue de contact bien avant sa durée de vie prévue.
La charge sur roue est la force que chaque roue doit supporter. Pour un chariot standard à 4 roues sur pont roulant :
$$P_{roue} = rac{(Q + G_{pont}) imes f_{dynamique}}{n_{roues}}$$
Où:
$$Q$$ = capacité de levage nominale (kN)
$$G_{pont}$$ = poids propre du pont (kN) — généralement 0,3 à 0,5 × Q pour les grues légères, 0,5 à 0,8 × Q pour les grues lourdes
$$f_{dynamic}$$ = facteur de charge dynamique — généralement 1,1 à 1,3 en fonction de la classe et de la vitesse de la grue
$$n_{wheels}$$ = nombre de roues partageant la charge (généralement 4 pour un camion standard)
Exemple : pont roulant de 50 tonnes, poids du pont 30 tonnes, facteur dynamique 1,2, 4 roues :
$$P_{roue} = rac{(500 + 300) imes 1,2}{4} = rac{960}{4} = 240 ext{ kN par roue}$$
La contrainte de contact entre la bande de roulement de la roue et le rail détermine la durée de vie en fatigue. Pour une bande de roulement cylindrique sur un rail à sommet plat (configuration standard), la pression de contact hertzienne maximale est :
$$p_0 = 0,418 sqrt{ rac{P cdot E}{R cdot b}}$$
Où:
$$P$$ = charge de roue (N)
$$E$$ = module élastique de l'acier (210 000 MPa)
$$R$$ = rayon de roue (mm)
$$b$$ = largeur de contact effective (mm) — approximativement égale à la largeur du champignon du rail pour un rail à sommet plat
La contrainte de contact admissible est liée à la dureté de la bande de roulement :
$$p_{0,allowable} environ 3,5 imes H_{HB} ext{ (MPa)}$$
Pour une bande de roulement de 340 HB : $$p_{0,allowable} environ 1 190 ext{ MPa}$$
Implication pratique : pour une charge de roue donnée, une roue de plus grand diamètre produit une contrainte de contact plus faible (surface de contact plus grande). Si la contrainte de contact dépasse la valeur admissible, augmentez le diamètre de la roue – n'augmentez pas simplement la dureté, car cela réduit la ténacité.
À titre de guide pratique, le tableau suivant indique les diamètres de roue minimaux recommandés pour les classes de service standard des grues :
Charge de roue (kN) |
Service A3 (diamètre min.) |
Service A5 (diamètre min.) |
Service A7 (diamètre min.) |
50 kN |
200 millimètres |
250 millimètres |
315 millimètres |
100 kN |
250 millimètres |
315 millimètres |
400 millimètres |
200 kN |
315 millimètres |
400 millimètres |
500 millimètres |
400 kN |
400 millimètres |
500 millimètres |
630 millimètres |
630 kN |
500 millimètres |
630 millimètres |
800 millimètres |
1 000 kN |
630 millimètres |
800 millimètres |
1 000 millimètres |
Ces valeurs sont des estimations prudentes basées sur les pratiques standard de l’industrie. Vérifiez toujours avec un calcul formel de contrainte de contact en utilisant la charge réelle des roues, la taille du rail et les propriétés des matériaux.
La bride est l'élément de guidage latéral de la roue de la grue : elle empêche la roue de dérailler en s'appuyant contre le côté du rail. Une géométrie de bride correcte est essentielle à la fois pour les performances de guidage et la durée de vie de la bride.
La hauteur du boudin (la distance entre la surface de roulement et le sommet du boudin) doit être suffisante pour empêcher la roue de grimper sur le rail sous l'effet des forces latérales. Les hauteurs de bride standard sont :
$$h_{bride} geq 0,12 imes D_{roue}$$
Pour une roue de diamètre 500 mm : hauteur de boudin minimum = 60 mm.
L'épaisseur de la semelle (l'épaisseur de la semelle au niveau de la bande de roulement) doit être suffisante pour résister aux forces latérales sans céder ni se fracturer. Les épaisseurs de bride standard sont :
$$t_{bride} geq 0,08 imes D_{roue}$$
Pour une roue de diamètre 500 mm : épaisseur de boudin minimum = 40 mm.
Il s'agit de valeurs minimales : pour les grues robustes soumises à des forces latérales importantes (charge de vent sur les portiques extérieurs, forces d'inclinaison dues à des rails de roulement mal alignés), augmentez les dimensions des brides en conséquence.
La largeur de la bande de roulement doit être plus large que le champignon du rail pour garantir que la charge de la roue est portée sur la bande de roulement et non sur le pied du boudin. Le dégagement standard est :
$$b_{bande de roulement} geq b_{tête de rail} + 2 imes c_{latéral}$$
Où $$c_{latéral}$$ est le jeu latéral entre la face intérieure de la bride et le côté du rail — généralement 5 à 15 mm par côté en fonction de la tolérance d'alignement du rail de piste.
Contrôle de compatibilité des rails : vérifiez toujours que la largeur de bande de roulement spécifiée des roues est compatible avec la taille du rail installé. Des inadéquations courantes se produisent lorsque les rails de grue sont remplacés par un profil différent sans mettre à jour les spécifications des roues.
Bande de roulement cylindrique : La surface de la bande de roulement est parallèle à l'axe de la roue. Simple à fabriquer et à inspecter. La roue ne s'auto-centre pas sur le rail — le positionnement latéral est entièrement contrôlé par les boudins. Les brides supportent des charges latérales en permanence, ce qui entraîne une usure plus élevée des brides.
Bande de roulement conique (bande de roulement conique) : La surface de la bande de roulement a une légère conicité – généralement 1:20 (2,86°). Le côté de plus grand diamètre du cône se trouve du côté de la bride. Lorsque la roue se déplace latéralement vers le côté du flasque, le diamètre plus grand fait rouler la roue plus rapidement de ce côté, générant une force de rappel qui ramène la roue vers le centre. Cette action d'auto-centrage réduit considérablement le contact et l'usure de la bride.
Recommandation : Spécifiez une bande de roulement conique (1:20) pour :
Grues à grande vitesse (vitesse de déplacement > 40 m/min)
Grues lourdes (A5 et plus)
Grues à longue portée où l'alignement des rails de piste est difficile à maintenir
Toute application où l'usure des brides est un problème récurrent
Spécifier le matériau et la géométrie corrects est nécessaire mais pas suffisant : le processus de fabrication doit être contrôlé pour garantir que les propriétés spécifiées sont réellement obtenues dans la roue finie.
Taux de forgeage : Le taux de forgeage (rapport entre la surface de la section transversale de la billette d'origine et la surface de la section transversale du forgeage fini) détermine le degré de raffinement du grain atteint. Pour les roues de grue, un rapport de forgeage minimum de 3:1 est requis pour obtenir un raffinement adéquat du grain. Les meules forgées à partir de billettes surdimensionnées avec une réduction insuffisante auront une structure de grain plus grossière et des propriétés mécaniques inférieures à celles spécifiées.
Forgeage sous pression par rapport au forgeage à matrice ouverte : pour des diamètres de roue allant jusqu'à environ 800 mm, le forgeage à matrice (forgeage à matrice fermée) est préférable : la matrice contraint le flux de matière et produit une forme et un flux de grains plus cohérents que le forgeage à matrice ouverte. Pour les très grandes roues (> 800 mm de diamètre), le laminage annulaire ou le forgeage à ciel ouvert sont utilisés.
Contrôle de la température de forgeage : la température de forgeage doit être contrôlée dans la plage appropriée pour la nuance d'acier : une température trop élevée provoque la croissance des grains ; trop froid provoque des fissures de forgeage. La surveillance et l'enregistrement de la température pendant le forgeage sont une exigence de qualité pour les roues de grue critiques.
Étude de dureté : Après trempe de la jante, mesurer la dureté de la bande de roulement en 4 points minimum autour de la circonférence et à 3 profondeurs (surface, profondeur 10 mm, profondeur 20 mm). La dureté doit respecter la plage spécifiée à tous les points de mesure. Un gradient de dureté qui diminue trop rapidement avec la profondeur indique une profondeur de boîtier insuffisante : la couche durcie sera usée avant que la roue n'atteigne sa durée de vie nominale.
Exigence de profondeur de dureté :
Profondeur minimale du boîtier jusqu'à 300 HB : ≥ 20 mm pour des roues jusqu'à 630 mm de diamètre
Profondeur minimale du boîtier jusqu'à 300 HB : ≥ 30 mm pour les roues d'un diamètre de 630 à 1 000 mm
Profondeur minimale du boîtier jusqu'à 300 HB : ≥ 40 mm pour les roues > 1 000 mm de diamètre
Dimension |
Tolérance |
Diamètre de la bande de roulement |
±0,5 mm (paires assorties : ±0,3 mm) |
Largeur de bande de roulement |
±1,0 mm |
Hauteur de bride |
±1,0 mm |
Épaisseur de la bride |
±1,0 mm |
Diamètre d'alésage |
H7 (pour ajustement serré avec l'essieu) ou comme spécifié |
Concentricité alésage-bande de roulement (voix) |
≤ 0,3 mm TIR |
Faux-rond de la face de la bande de roulement (axial) |
≤ 0,3 mm TIR |
Finition de la surface de la bande de roulement |
Ra ≤ 3,2 μm |
Paires appariées : pour les grues dont deux roues partagent un essieu commun (bogies à deux roues), les deux roues doivent être fournies par paire appariée avec des diamètres de bande de roulement inférieurs à 0,3 mm l'un de l'autre. Une différence de diamètre fait qu'une roue supporte plus de charge que l'autre, accélérant l'usure de la roue de plus grand diamètre.
Test |
Standard |
Portée |
Tests par ultrasons (UT) |
EN 10228-3 ou ASTM A388 |
100 % du corps de roue — détecte la porosité interne et les inclusions |
Contrôle par magnétoscopie (MT) |
EN 10228-1 |
Surface de la bande de roulement et pied de bride : détectez les fissures de surface |
Test de dureté |
Brinell (HB) |
Minimum 4 points sur la bande de roulement par roue |
Contrôle dimensionnel |
Par dessin |
100% des roues |
Pour les roues de grue de poche et autres applications critiques pour la sécurité, ajoutez :
Essai d'impact Charpy à −20°C (ou moins si spécifié)
Tests complets des propriétés mécaniques (traction, élasticité, allongement) à partir de barres d'essai forgées avec la même chaleur
Même les roues de grue correctement spécifiées et fabriquées s'usent avec le temps. La mise en place d'un programme de surveillance systématique évite les pannes inattendues et permet de planifier le remplacement pendant les fenêtres de maintenance programmées.
Mesure du diamètre de la bande de roulement :
Utilisez un grand micromètre extérieur ou une jauge de diamètre de roue dédiée pour mesurer le diamètre de la bande de roulement en plusieurs points autour de la circonférence. Comparez avec le diamètre nominal d'origine - la différence est l'usure totale de la bande de roulement.
Mesure de l'épaisseur de la bride :
Utilisez une jauge d'épaisseur de bride (un outil dédié disponible auprès des fournisseurs de maintenance de grues) pour mesurer l'épaisseur de la bride au niveau de la bande de roulement. Comparer à l'épaisseur nominale d'origine.
Mesure de profil :
Pour les grues à usage intensif, utilisez une jauge de profil (modèle) pour vérifier le profil de la bande de roulement et de la bride par rapport au profil nominal. Les concentrations d'usure (creusement du centre de la bande de roulement, usure du pied de boudin) sont détectées par comparaison de profils.
Paramètre d'usure |
Mesures |
Seuil de remplacement |
Réduction du diamètre de la bande de roulement |
Micromètre |
> 2 % du diamètre nominal (par exemple > 10 mm sur une roue de 500 mm) |
Réduction de l'épaisseur de la bride |
Jauge à bride |
> 25% de l'épaisseur nominale |
Réduction de la hauteur de bride |
Étrier |
> 25% de la hauteur nominale |
Dureté de la surface de la bande de roulement |
Brinell portatif |
< 250 HB (couche durcie usée) |
Creux du profil de la bande de roulement |
Jauge de profil |
> Profondeur de creux de 2 mm au centre |
Toute fissure visible |
Visuel / MT |
Remplacement immédiat – pas de seuil |
Fissure de racine de bride |
Inspection MT |
Remplacement immédiat |
Classe de service de grue |
Inspection visuelle |
Mesure dimensionnelle |
Inspection MT |
A1-A3 |
Annuellement |
Tous les 2 ans |
Tous les 5 ans |
A4-A5 |
Tous les 6 mois |
Annuellement |
Tous les 3 ans |
A6-A7 |
Trimestriel |
Tous les 6 mois |
Annuellement |
A8 (poche-grue) |
Mensuel |
Trimestriel |
Tous les 6 mois |
Comprendre les modes de défaillance permet de diagnostiquer les problèmes et de prévenir leur récidive après le remplacement.
Apparence : Écaillage ou piqûres de la surface de la bande de roulement, généralement dans une bande autour de la circonférence.
Cause fondamentale : la contrainte de contact dépasse la limite de fatigue du matériau de la bande de roulement, en raison d'un diamètre de roue sous-dimensionné, d'une dureté de bande de roulement insuffisante ou d'une surcharge.
Prévention : sélection correcte du diamètre de roue en fonction du calcul de la charge ; spécifier une dureté de bande de roulement adéquate ; ne surchargez pas la grue.
Apparence : rupture soudaine d’une ou des deux brides, souvent sans avertissement préalable.
Cause fondamentale : forces latérales dépassant la résistance à la flexion des brides, causées par un désalignement des rails de piste, une inclinaison de la grue ou des dimensions de bride insuffisantes. Rupture fragile des roues en fonte ou en acier moulé à faible ténacité.
Prévention : Préciser des roues en acier forgé avec une ténacité adéquate ; maintenir l'alignement des rails de piste ; vérifiez l'inclinaison de la grue.
Apparence : réduction uniforme du diamètre de la bande de roulement à un rythme plus rapide que prévu.
Cause fondamentale : dureté de la bande de roulement insuffisante pour le niveau de contrainte de contact ; contamination de la surface des rails (calcaire, poussière abrasive); patinage des roues sur le rail (problèmes de frein ou de transmission).
Prévention : Augmenter la spécification de dureté de la bande de roulement ; nettoyer les surfaces des rails ; vérifier les systèmes d'entraînement et de freinage.
Apparence : Le centre de la bande de roulement s'use plus rapidement que les bords, créant un profil de bande de roulement concave (creux).
Cause fondamentale : Le champignon du rail est plus étroit que la largeur de la bande de roulement, concentrant les contraintes de contact au centre de la bande de roulement. Fréquent lorsque les rails sont remplacés par un profil plus petit sans mettre à jour les spécifications des roues.
Prévention : Assurez-vous que la largeur du champignon du rail est compatible avec la largeur de la bande de roulement ; spécifier un profil de bande de roulement conique pour répartir le contact.
Apparence : Une bride s'use beaucoup plus vite que l'autre, ou une extrémité de la grue s'use plus vite que l'autre.
Cause fondamentale : désalignement des rails de roulement – les rails ne sont pas parallèles, ce qui oblige la grue à fonctionner selon un angle (inclinaison), ce qui charge une bride en continu.
Prévention : Enquête et correction de l'alignement des rails de piste ; vérifier l'équerrage de l'extrémité du camion de la grue.
Une roue de grue forgée est façonnée en pressant ou en martelant une billette d'acier chauffée, produisant une structure de grain raffinée, une porosité fermée et des propriétés mécaniques supérieures, en particulier une résistance aux chocs et une durée de vie à la fatigue. Une roue de grue en fonte est produite en versant de l'acier en fusion dans un moule, ce qui peut entraîner une structure de grain plus grossière et une porosité interne. Pour les grues lourdes (A5 et supérieures), les grues de poche et les portiques extérieurs, les roues forgées sont fortement préférées en raison de leur résistance supérieure à la fatigue et à la rupture fragile.
La dureté de la bande de roulement dépend de la classe de service de la grue et de la charge des roues. À titre indicatif : 260 à 300 HB pour les travaux légers (A1 à A3) ; 300-340 HB pour service moyen (A4-A5) ; 320-360 HB pour les poids lourds (A6-A7) ; 340–380 HB pour les grues très lourdes et les grues à poche (A8). Pour les roues forgées en 42CrMo avec trempe par induction, 340 à 380 HB sont réalisables avec une profondeur de carter de 25 à 40 mm. Spécifiez toujours à la fois la plage de dureté et la profondeur minimale du boîtier.
Calculez la charge des roues (capacité de la grue + poids du pont × facteur dynamique ÷ nombre de roues), puis calculez la contrainte de contact hertzienne pour les diamètres de roues candidats à l'aide de la formule $$p_0 = 0,418sqrt{PE/Rb}$$. Sélectionnez le plus petit diamètre où la contrainte de contact est inférieure à la valeur admissible pour la dureté de bande de roulement spécifiée (environ 3,5 × HB en MPa). Pour une estimation rapide, utilisez le tableau de sélection des diamètres standards dans la partie 4 de ce guide.
Pour les roues partageant un essieu commun (bogies à deux roues), remplacez-les toujours par paire assortie — le diamètre de la bande de roulement doit être inférieur à 0,3 mm entre les deux roues. Pour les roues indépendantes sur le même camion d'extrémité, il est préférable de remplacer les quatre roues simultanément pour maintenir des diamètres de bande de roulement égaux et une répartition uniforme de la charge. Remplacer uniquement la roue la plus usée crée une inadéquation de diamètre qui fait que la nouvelle roue supporte une charge disproportionnée.
Oui — si le corps de roue est structurellement solide (pas de fissures, épaisseur de jante restante adéquate), les roues de grue usées peuvent être retournées sur un tour pour restaurer le profil et le diamètre corrects de la bande de roulement. Cependant, le retournement enlève du matériau de la surface de la bande de roulement, réduisant ainsi la profondeur du carter durci restant. Après le retour, vérifiez que la profondeur restante du boîtier répond toujours à l'exigence minimale (≥ 20 mm à 300 HB pour la plupart des applications). Si la profondeur du carter est insuffisante après le retournement, la roue doit être durcie à nouveau ou remplacée.
Fournir : le diamètre de la roue (nominal), la largeur de la bande de roulement, la hauteur et l'épaisseur du rebord, le diamètre de l'alésage et l'ajustement (H7 ou comme spécifié), la qualité du matériau (ou la classe de service pour notre recommandation), l'exigence de dureté de la bande de roulement, la quantité et toute exigence particulière (paires appariées, rainure de clavette, bande de roulement conique). Si des dessins sont disponibles, veuillez les inclure. Pour les remplacements par ingénierie inverse, fournissez la roue usée ou des photographies claires avec les dimensions clés. Contact jasmine@yileindustry.com — nous répondons dans les 24 heures.
Yile Machinery fabrique des roues de grue en acier forgé et moulé pour les ponts roulants, les portiques, les grues EOT, les grues de poche et les grues métallurgiques spécialisées - des tailles standard du catalogue aux conceptions entièrement personnalisées fabriquées selon vos dessins.
Nos capacités de fabrication de roues de grue comprennent :
Capacité de forgeage : Roues jusqu'à 1 200 mm de diamètre, en acier au carbone 55#, 42CrMo et acier allié 34CrNiMo6
Traitement thermique : Trempe et revenu de la roue entière + durcissement par induction de la bande de roulement — dureté de la bande de roulement jusqu'à 380 HB avec profondeur d'encaissement contrôlée
Usinage de précision : tournage CNC selon les tolérances dimensionnelles selon le tableau de la partie 6 de ce guide
NDT : 100 % UT + MT sur toutes les roues, avec documentation d'inspection complète
Paires appariées : diamètre de bande de roulement adapté à ±0,3 mm pour les bogies à double roue
Profils personnalisés : bande de roulement cylindrique, bande de roulement conique (1:20 ou comme spécifié), à simple bride, à double bride, sans bride
Nous fabriquons également la gamme complète de réas à câble métallique et de poulies de grue, d'accouplements à engrenages et d'accouplements d'arbres pour les entraînements de grue, ce qui permet un approvisionnement auprès d'une source unique pour votre programme de maintenance de grue.
Pour recevoir un devis, indiquez :
✅ Diamètre de roue, largeur de bande de roulement, dimensions de boudin, diamètre d'alésage
✅ Type de grue, capacité et classe de service
✅ Exigences en matière de matériau et de dureté (ou décrire l'application – nous vous recommanderons)
✅ Quantité et date de livraison souhaitée
✅ Dessins ou photographies de roues existantes (pour rétro-ingénierie)
E-mail: jasmine@yileindustry.com
Soumettez votre demande de prix : www.yilemachinery.com/contactus.html
Toutes les demandes techniques reçoivent une réponse dans les 24 heures. Les commandes de paires appariées et de dépannage urgentes bénéficient d'une planification prioritaire.
