Une grue montée sur camion nécessite à la fois une force de rotation et un support solide pour déplacer une charge autour du véhicule. Sur certaines petites et moyennes grues à flèche articulée, un cylindre rotatif à crémaillère et pignon fournit la force de rotation. Parallèlement, un roulement de rotation supporte la structure supérieure rotative et transfère les charges de levage vers la base.

Ces éléments fonctionnent ensemble, mais leurs rôles diffèrent. Comprendre cette différence facilite la sélection des composants, les vérifications de pannes et l'entretien quotidien.

Comment fonctionne un cylindre rotatif à crémaillère et pignon ?

Un cylindre rotatif à crémaillère et pignon transforme la pression hydraulique en mouvement rotatif.

Tout d'abord, l'huile sous pression pousse un piston relié à une crémaillère dentée. Lorsque la crémaillère se déplace en ligne droite, ses dents s'engrènent avec un pignon. Le pignon fait ensuite tourner la colonne rotative ou la structure supérieure de la grue via la sortie.

L'inversion du flux d'huile déplace la crémaillère dans la direction opposée. Ainsi, la grue peut tourner à gauche ou à droite.

La crémaillère possède une course fixe, la rotation est donc limitée. Selon la conception, l'angle disponible peut varier de 270° à 400°. Même un dispositif avec plus de 360° de course doit finir par s'inverser ; il ne peut pas tourner continuellement.

Quel est le rôle du cylindre rotatif ?

Le cylindre rotatif fournit le couple nécessaire pour déplacer la flèche, la colonne et les équipements associés autour de la base de la grue. Cela permet à l'opérateur de placer une charge à côté du camion ou de la déplacer entre les positions de travail.

Ses principales fonctions incluent :

• Générer un couple de rotation : La force hydraulique devient le couple nécessaire pour faire tourner la structure supérieure.
• Contrôler le mouvement : La valve directionnelle sélectionne la rotation à gauche ou à droite, tandis que le contrôle de débit aide à régler la vitesse.
• Soutenir un positionnement précis : Un contrôle de valve adapté et un engrenage bien réglé permettent des mouvements petits et contrôlés.
• S'adapter aux espaces compacts : Un actionneur intégré peut réduire l'espace nécessaire pour un moteur et un réducteur séparés.

Cependant, le mécanisme d'engrenage n'est pas autobloquant mécaniquement. Le maintien de la position dépend du circuit hydraulique, de l'état des joints et de tout frein ou dispositif de maintien installé.

Un agencement approprié de vannes de contrepoids doubles peut aider à contrôler le mouvement entraîné par des forces externes et réduire la dérive. La sélection et les réglages des vannes doivent correspondre à la conception de la grue.

Quel est le rôle du roulement de rotation ?

Le roulement de rotation forme le joint rotatif entre la structure supérieure de la grue et sa base fixe.

Un roulement de rotation de grue est conçu pour supporter des charges combinées :

• Charge axiale : Force agissant le long de l'axe de rotation.
• Charge radiale : Force agissant perpendiculairement à l'axe de rotation.
• Moment de renversement : L'effet de basculement créé par la charge et la portée de la flèche.

Il guide également la rotation et aide à maintenir l'alignement.

Dans une conception avec un roulement de rotation séparé, le roulement et ses connexions boulonnées forment le chemin principal pour les charges de levage. Ces forces passent ensuite par la base de la grue, le châssis auxiliaire et le système de support du véhicule.

L'entraînement par crémaillère et pignon fournit principalement le couple de rotation. Cependant, ses dents et son arbre subissent toujours des forces d'engrenage. Un mauvais alignement ou un mouvement structurel excessif peut augmenter ces forces et endommager l'entraînement.

Certaines grues utilisent une colonne et des bagues au lieu d'une couronne d'orientation séparée. Par conséquent, confirmez toujours la disposition de support réelle à partir des plans de la grue.

Pourquoi utiliser cette combinaison sur une grue à flèche articulée ?

Un actionneur à crémaillère et pignon avec un agencement de roulement approprié offre une solution compacte pour la rotation à angle limité.

La courte chaîne cinématique peut fournir une réponse directe. De plus, un système bien conçu peut offrir des démarrages en douceur, des inversions contrôlées et un positionnement utile à basse vitesse.

Ces caractéristiques conviennent à des tâches telles que :

• La plantation d'arbres et les travaux d'aménagement paysager.
• La maintenance des services publics.
• Les tâches de levage municipales.
• Le chargement et le déchargement dans des zones de travail étroites.

Le système peut également comporter moins de composants d'entraînement qu'un agencement séparé moteur-réducteur. Cependant, le coût total et les besoins en service dépendent de la taille de l'actionneur, des commandes et du cycle de travail.

Un mouvement fluide et un faible jeu sont des résultats de conception, plutôt que des caractéristiques automatiques de chaque ensemble crémaillère-pignon.

Entraînement à crémaillère et pignon vs entraînement par moteur hydraulique

Une rotation continue nécessite également un routage approprié des tuyaux ou des joints rotatifs, ainsi que des anneaux collecteurs électriques si nécessaire. Un moteur hydraulique seul ne rend pas toute la grue capable d'une rotation illimitée.

De même, la capacité de la grue seule ne détermine pas le meilleur entraînement. Le couple requis, la portée, la vitesse de fonctionnement, l'espace et le cycle de travail comptent tous.

Pannes courantes et leurs causes possibles

Dérive de rotation après l'arrêt

Les causes possibles incluent une fuite du joint du piston, une fuite à travers les vannes de commande ou de maintien et des réglages incorrects des vannes. Le couple externe peut provenir du vent, de l'inclinaison du véhicule ou du mouvement de la charge.

Bruit, à-coups ou points de résistance

Vérifiez la mauvaise lubrification, les chemins de roulement endommagés, les boulons de montage desserrés et l'engrènement inégal des engrenages. Des guides de crémaillère usés peuvent également permettre à la crémaillère de se désaligner.

Rotation faible sous charge

Une basse pression d'alimentation, une fuite interne, une pression de retour excessive ou une valve restreinte peuvent réduire le couple de sortie. Une friction accrue du roulement peut également rendre la grue difficile à tourner.

Impact violent près de la limite de course

Un fonctionnement rapide, un amortissement défaillant, un réglage incorrect de l'amortissement ou des butées endommagées peuvent provoquer un impact violent. Selon le circuit, des passages d'amortissement bloqués peuvent également créer une pression anormale.

Dents ébréchées ou cassées

Une charge de choc, des impacts répétés en butée, un mauvais contact des dents ou des connexions structurelles desserrées peuvent surcharger les dents de l'engrenage.

Fuites d'huile externes

Inspectez les joints de couvercle d'extrémité, les joints d'arbre, les raccords et les tuyaux. Un actionneur à crémaillère et pignon n'a pas toujours une tige de piston exposée, donc les points de fuite varient selon la conception.

Ces symptômes peuvent partager plusieurs causes. Confirmez la panne avec la procédure d'inspection du fabricant avant de remplacer des pièces.

Vérifications et maintenance quotidiennes

Commencez par les supports de roulement et autres connexions porteuses. Inspectez les boulons aux intervalles de service indiqués, en utilisant la méthode spécifiée par le fabricant et les exigences de précharge. Un serrage répété sans procédure définie peut endommager les fixations.

Ensuite, lubrifiez le roulement et les surfaces d'engrenage si nécessaire. Utilisez la graisse spécifiée et évitez d'introduire de la saleté.

Vérifiez également :

• Les tuyaux, raccords, couvercles et joints pour les fuites.
• Le jeu du roulement et les changements dans le jeu des engrenages.
• Les butées, capteurs d'angle et dispositifs d'amortissement.
• Bruit inhabituel ou mouvement inégal lors d'une vérification fonctionnelle approuvée.
• Maintien de la position dans les conditions définies dans le manuel d'entretien.

Abaissez et fixez la charge, puis isolez l'énergie hydraulique stockée avant les travaux de réparation. Tout test de maintien en charge doit suivre la procédure du fabricant de la grue.

Choisir un cylindre rotatif pour votre grue

La sélection commence par le couple de rotation et l'angle de course requis. Vérifiez ensuite la pression de travail, le débit disponible, l'espace de montage, la connexion de l'arbre, le cycle de travail et les charges externes attendues.

Le système de support nécessite également des vérifications séparées pour la capacité du roulement, la charge des boulons et la rigidité de montage. Le tonnage de la grue seul ne suffit pas à dimensionner l'un ou l'autre composant.

Shellppon Hydraulic fournit des solutions de vérins hydrauliques et des composants d'actionneurs rotatifs. Pour une discussion de projet, partagez vos dessins, le couple requis, l'angle de rotation, la pression et les détails de montage via la page de contact de Shellppon.