Un AGV s'arrête au milieu de l'allée parce qu'un roulement de roue porteuse est grippé. Le véhicule transporte une palette de 1 200 kg et les rouleaux de guidage présentent déjà des méplats. La cause première est rarement le moteur ou le système de navigation. Il s’agit souvent du plus petit composant acheté dans la chaîne cinématique : le roulement. Pour les équipements de manutention AGV, la sélection des roulements détermine si le véhicule se déplace en douceur, maintient la précision du positionnement et reste en service entre les fenêtres de maintenance. Si vous avez un mauvais roulement, vous en paierez le prix en temps d'arrêt imprévus, en bruit excessif et en remplacement prématuré des roues. Faites les choses correctement et l'AGV devient un élément fiable du flux de matériaux.
Ce qui compte comme équipement de manutention AGV
L’équipement de manutention AGV couvre tout véhicule à guidage automatique qui déplace des matériaux sans opérateur humain. Dans la pratique, cela inclut les AGV à charge unitaire transportant des palettes ou des bacs, les AGV de remorquage tirant des chariots, les AGV à chariot élévateur soulevant des supports, les transporteurs de charges lourdes déplaçant des bobines d'acier et les AGV hybrides qui basculent entre les modes manuel et automatique. Ces véhicules fonctionnent dans les entrepôts, les cellules de fabrication, les entrepôts frigorifiques et les cours extérieures. Le fil conducteur est le mouvement contrôlé : démarrer, arrêter, tourner, soulever et positionner une charge à plusieurs reprises.
Des roulements apparaissent à plusieurs endroits sur ces véhicules. Les ensembles de roues motrices utilisent des roulements pour soutenir le moyeu de roue et transmettre le couple. Les ensembles de roues directrices utilisent des roulements pour permettre la rotation sous charge. Les roues porteuses supportent le poids du véhicule et la charge utile. Les rouleaux de guidage maintiennent l'AGV sur la bonne voie ou suivent un rail. Les colonnes de levage et les ponts de convoyeur utilisent des roulements dans les poulies, les rouleaux et les points de pivotement. Chaque position a une direction de charge, une vitesse et une exposition environnementale différentes. C'est pourquoi un type de roulement convient rarement à toutes les applications AGV.
Types de roulements utilisés dans les équipements de manutention AGV
Le tableau ci-dessous mappe les types de roulements courants aux positions typiques des AGV. Utilisez-le comme point de départ et non comme spécification finale. L'ampleur de la charge, le cycle de service et le niveau de contamination détermineront le choix final.
Types de roulements typiques et leurs rôles dans les équipements de manutention AGV. | Type de roulement | Position typique de l'AGV | Pourquoi ça convient |
| Roulements à billes à contact oblique à deux rangées | Boîtes de vitesses d'entraînement et de direction, ensembles pivots | Supporte des charges radiales et axiales combinées avec une rigidité élevée |
| Roulements rigides à billes | Arbres moteurs, petites roues, rouleaux de convoyeur | Support radial simple, faible frottement, disponible avec joints ou boucliers |
| Galets de roulement avec bague extérieure cylindrique ou couronnée (LR) | Roues porteuses, rouleaux de guidage sur rails plats | Fonctionne sur des rails ou des sols, s'adapte à un léger désalignement |
| Galets de roulement avec rainure en arc gothique (LFR) | Galets de guidage de précision sur rails profilés | Capacité de charge élevée et mouvement linéaire fluide |
| Galets de roulement de la série W | Systèmes de guidage sur rail linéaire | Mouvement linéaire de haute précision avec faible friction |
| Galets de roulement à rainure en V (roulements Vee'D) | Guidage sur rail V et systèmes de rails profilés | Fonctionnement à faible friction sur des chenilles en forme de V |
Dans de nombreux modèles d'AGV, la roue motrice utilise un roulement à billes à contact oblique à double rangée car la roue doit supporter à la fois le poids du véhicule et les forces latérales de la direction. Les roues porteuses utilisent souvent des galets de roulement avec une bague extérieure couronnée, car le plancher ou le rail n'est jamais parfaitement plat. Les rouleaux de guidage sur un rail linéaire peuvent utiliser une conception de rainure en arc gothique pour contrôler le jeu et maintenir la précision du positionnement. La combinaison exacte dépend de l'architecture du véhicule.
Galets de roulement cylindriques ou couronnés pour roues porteuses Pour les roues porteuses AGV sur planchers ou sur rails simples, l'anneau extérieur couronné aide à réduire les contraintes de bord en cas de léger désalignement. Voir le produit → Pour les roues porteuses qui roulent sur des planchers ou de simples rails, un galet de roulement avec une bague extérieure cylindrique ou couronnée est souvent le choix pratique. Le profil couronné permet d'éviter les contraintes sur les bords lorsque la roue est légèrement désalignée.
Faire correspondre les roulements aux cas de charge AGV
Commencez par la charge par roue. Un AGV de charge unitaire de 1 500 kg équipé de quatre roues porteuses ne divise pas simplement 1 500 kg par quatre. Il faut ajouter le poids du véhicule, le facteur dynamique d'accélération et de freinage, ainsi que la répartition de la charge lorsque la palette est décentrée. Une charge statique de 375 kg par roue peut devenir 600 kg ou plus lors d'un arrêt d'urgence. La charge dynamique nominale du roulement doit couvrir ce pic, pas seulement l'état stable.
La vitesse et le cycle de service viennent ensuite. Un AGV qui fonctionne 16 heures par jour à 1,5 m/s a une durée de vie différente de celui qui fonctionne 8 heures par jour à 0,8 m/s. Le calcul de la durée de vie des roulements doit utiliser la vitesse réelle et le spectre de charge. Pour un galet de roulement de 50 mm fonctionnant à 200 tr/min, la durée de vie requise du L10 peut être de 20 000 heures. Pour un rouleau de guidage qui se déplace uniquement pendant le positionnement, la durée de vie requise peut être inférieure mais l'exigence de précision est plus élevée.
Le jeu et la précharge comptent également. Un roulement à billes à contact oblique à double rangée avec un jeu trop important permettra à la roue de vaciller, ce qui se traduira par du bruit et une usure inégale des pneus. Une précharge trop importante augmente la friction et la chaleur, ce qui réduit la durée de vie de la graisse. La même logique s'applique aux galets de roulement : le jeu axial affecte la précision du guidage. Un fabricant qui contrôle la géométrie des chemins de roulement et utilise un équipement d'inspection approprié peut maintenir ces tolérances de manière cohérente. C'est là qu'un système de qualité ISO 9001 et une inspection à réception de l'arrondi des chemins de roulement et de l'état de surface font la différence.
Galets de chenille à rainure en arc gothique pour rouleaux de guidage de précision Pour les rouleaux de guidage de précision sur rails profilés, la rainure en arc gothique de la série LFR prend en charge la répartition de la charge et un fonctionnement stable dans le guidage AGV à tolérance serrée. Voir le produit → Pour les rouleaux de guidage de précision sur les rails profilés, une conception de rainure en arc gothique peut améliorer la répartition de la charge et réduire les contraintes par rapport à une simple rainure circulaire. C'est un choix courant lorsque l'AGV doit respecter une tolérance de trajectoire stricte.
Le risque d’approvisionnement est un autre facteur. Les roulements contrefaits ou de qualité mixte peuvent entrer dans la chaîne d’approvisionnement par des canaux à faible coût. Un roulement qui semble identique peut avoir une qualité d'acier, un traitement thermique ou un remplissage de graisse différent. Le résultat est une roue qui tombe en panne en quelques semaines au lieu d'années. Demandez des certificats de matériaux, des rapports dimensionnels et des données de tests de bruit. Si le fournisseur ne peut pas les fournir, le risque est votre responsabilité. Pour un aperçu plus approfondi de la sélection des rouleaux, consultez ce guide sur comment choisir le bon roulement à rouleaux de chenille .
Étanchéité, lubrification et environnement
Les équipements de manutention AGV fonctionnent dans plus d’environnements que ce à quoi s’attendent de nombreux concepteurs. Un AGV d’entrepôt peut fonctionner dans une allée propre et climatisée. Le même modèle de véhicule peut être utilisé dans une chambre froide à -20 °C, une zone de transformation alimentaire avec des produits chimiques de lavage ou une cour extérieure avec de la poussière et de la pluie. Le joint de roulement et le lubrifiant doivent correspondre au pire des cas et non au meilleur.
Pour les roulements rigides à billes utilisés sur les arbres de moteur, les joints de contact 2RS sont courants car ils empêchent la poussière de pénétrer et retiennent la graisse. Pour une vitesse plus élevée ou une traînée plus faible, des boucliers métalliques ZZ peuvent être utilisés, mais ils ne assurent pas l'étanchéité contre les liquides. Les galets de roulement utilisent souvent des boucliers métalliques ou des versions scellées en fonction de l'environnement ferroviaire. Dans les zones de lavage, des roulements en acier inoxydable ou revêtus peuvent être nécessaires, et la graisse doit être de qualité alimentaire. En chambre froide, la graisse doit rester suffisamment molle pour éviter un couple de démarrage excessif.
Galets de voie linéaire série W pour guidage ferroviaire Pour le guidage sur rail linéaire AGV, les rouleaux de la série W sont conçus pour un mouvement linéaire précis et peuvent être scellés contre la contamination des chemins de roulement. Voir le produit → Les systèmes de guidage sur rail linéaire sur les AGV utilisent souvent des galets de roulement de la série W. Ces rouleaux sont conçus pour un mouvement linéaire de haute précision et peuvent être scellés pour empêcher la contamination du chemin de roulement. Si l'AGV suit un rail au sol ou un guide fixe, le choix du profil du rouleau et du joint détermine la durée pendant laquelle le système de guidage reste précis.
La lubrification affecte également le bruit. Un roulement de haute précision et à faible bruit nécessite le bon remplissage de graisse et un assemblage propre. Un remplissage excessif peut provoquer du barattage et de la chaleur. Un remplissage insuffisant peut provoquer un contact métal sur métal et endommager les chemins de roulement. Le remplissage correct dépend de la vitesse, de la charge et de l'orientation. Pour les puits verticaux, un remplissage plus petit est souvent préférable. Pour les arbres horizontaux, un remplissage légèrement plus important peut aider à répartir la graisse.
Liste de contrôle de maintenance et de dépannage
Même un roulement bien spécifié finira par s'user. Le but est de détecter le problème avant qu'il n'arrête l'AGV. Utilisez les vérifications suivantes lors de la maintenance planifiée.
- Écoutez les changements de bruit. Un bourdonnement constant est normal. Un bruit de grincement ou de clic suggère un dommage ou une contamination du chemin de roulement.
- Mesurez le jeu axial et radial. Comparez avec la spécification originale. Un jeu accru signifie souvent une usure ou une coupe ample.
- Vérifiez la température des roues et des rouleaux après un changement de vitesse. Un roulement qui chauffe peut être surchargé, sous-lubrifié ou mal aligné.
- Inspectez les joints pour déceler toute coupure, tout durcissement ou toute fuite. Un joint endommagé laisse pénétrer la poussière et l’eau dans le chemin de roulement.
- Recherchez une usure inégale des pneus ou des rouleaux. Cela peut indiquer un problème de jeu des roulements ou un essieu plié.
- Vérifiez le couple de montage. Les boulons desserrés permettent au roulement de bouger, ce qui endommage le boîtier et l'arbre.
Si un roulement de roue porteuse tombe en panne, remplacez le roulement et le joint. La réutilisation d'un joint après son retrait entraîne souvent des fuites. Vérifiez également l'usure de l'arbre et du boîtier. Un boîtier usé ne maintiendra pas correctement le nouveau roulement et la panne se répétera. Pour les rouleaux de guidage, vérifiez le rail pour déceler des bosses, des débris ou de l'usure. Le rouleau ne peut pas compenser une chenille endommagée.
Liste de contrôle des spécifications pour les équipements de manutention AGV
Avant d'envoyer une demande de prix pour des roulements AGV, rassemblez les informations suivantes. Cette liste aide le fabricant de roulements à recommander le bon produit et à éviter les allers-retours.
- Charge par roue ou rouleau : statique et dynamique, y compris les pics d'accélération et de freinage.
- Vitesse et cycle de service : régime maximum, régime moyen et heures par jour.
- Interface de montage : diamètre de l'arbre, alésage du boîtier, largeur et classe de tolérance.
- Direction de la charge : radiale, axiale ou combinée. Notez le ratio s’il est combiné.
- Jeu ou précharge : jeu axial ou précharge requis pour l’application.
- Étanchéité : ouverte, blindée, scellée ou matériau spécial pour le lavage.
- Lubrification : type de graisse, niveau de remplissage et plage de température.
- Environnement : poussière, eau, produits chimiques, température et fréquence de lavage.
- Durée de vie prévue : L10 heures ou distance, et niveau sonore acceptable.
- Documentation qualité : certificats de matériaux, rapports dimensionnels et données de tests de bruit.
Ningbo Wanshun Bearing Co., Ltd. fabrique des roulements à billes à contact oblique à deux rangées, des roulements à billes à gorge profonde et des galets de roulement pour ces types de systèmes de mouvement. L'entreprise travaille à Cixi, à Ningbo, une région connue comme la ville natale des roulements en Chine, et exploite un système de qualité ISO 9001 avec des équipements d'inspection pour la géométrie et le bruit des chemins de roulement. Sa gamme de produits comprend des galets de roulement LR, des galets à arc gothique LFR et des galets de roulement de la série W, qui couvrent de nombreuses positions de roues porteuses et de rouleaux de guidage AGV. Si vous spécifiez des roulements pour un nouvel AGV ou remplacez une roue défaillante, partagez dès le début le cas de charge et l'environnement avec le fournisseur de roulements. Cette conversation coûte moins cher qu’une panne en milieu de travail.
L’équipement de manutention AGV est aussi fiable que ses plus petites pièces mobiles. En adaptant le type de roulement, la capacité de charge, le jeu, l'étanchéité et la lubrification au service réel du véhicule, vous réduisez le bruit, prolongez les intervalles de maintenance et maintenez le flux de matériaux en mouvement. Commencez par la charge par roue, vérifiez l'environnement et demandez des données de qualité documentées. Le roulement est peut-être petit, mais il supporte le poids de l'ensemble du système.
