Dans l'industrie du transpout vertical, la sélection des matériaux pour les composants critiques tels que les poulies de traction (également appelées poulies motrices) est une décision qui a un impact à la fois sur la sécurité et sur les coûts d'exploitation à long terme. Fonte grise , en particulier les qualités telles que HT250 ou ASTM Classe 35/40, sont restées la noume de l'industrie pendant des décennies. Cette préférence n’est pas simplement une question d’héritage hisàrique mais est enracinée dans les propriétés métallurgiques uniques du matériau.
L'un des avantages les plus significatifs de la fonte grise dans moulage d'équipement d'ascenseur est sa structure interne. Contrairement à l’acier, la fonte grise contient un réseau de paillettes de graphite. Ces flocons agissent comme des absorbeurs de micro-vibrations. Lorsqu'un moteur d'ascenseur fonctionne, des vibrations harmoniques à haute fréquence sont générées. Si ces vibrations pouvaient traverser une poulie en acier rigide, elles s'amplifieraient à travers les câbles métalliques et dans la cabine, ce qui rendrait le trajet bruyant et inconfortable pour les passagers.
L'interface entre le poulie de traction d'ascenseur et le câble en acier est une zone de friction intense. La fonte grise offre une qualité « autolubrifiante » unique. Au fur et à mesure que le câble se déplace dans les rainures, des quantités microscopiques de graphite sont libérées, fournissant une couche de lubrifiant sec qui empêche le grippage métal sur métal courant dans les composants en acier. Cette propriété garantit que, même si la poulie est suffisamment durable pour conserver son profil, elle est suffisamment « sacrificielle » pour protéger les câbles en acier, beaucoup plus coûteux et critiques pour la sécurité, contre un effilochage prématuré.
La sécurité est la pierre angulaire non négociable du secteur des ascenseurs. De équipements de sécurité to tambours de frein , chaque composant moulé doit fonctionner parfaitement sous des contraintes extrêmes. Les processus de moulage de précision, y compris le moulage en sable de résine et le moulage avancé en coque, garantissent que ces composants répondent aux normes de sécurité rigoureuses requises par les régulateurs mondiaux.
Le moulage au sable traditionnel peut parfois conduire à des défauts cachés comme des évents, des cavités de retrait ou des inclusions de scories. Dans le cadre d'un bloc de sécurité d'ascenseur ou un boîtier de machine de levage , un vide interne pourrait entraîner une défaillance structurelle catastrophique sous une charge de pointe. Les fonderies de précision modernes utilisent la simulation de solidification CAE (Ingénierie Assistée par Ordinateur) pour prédire comment le fer en fusion va refroidir, garantissant ainsi une structure de grain dense et uniforme qui garantit l'intégrité structurelle.
Les ascenseurs à grande vitesse nécessitent des composants avec des tolérances incroyablement serrées pour garantir un mouvement parfaitement aligné. Précision bâti de fonte d'équipement d'ascenseur réduit le besoin d’un usinage secondaire important. Lorsqu’une pièce moulée est produite avec une précision dimensionnelle élevée, le processus d’usinage final enlève moins de « peau de pièce moulée » – la partie la plus dure et la plus résistante à l’usure du fer – conservant ainsi la résistance maximale du composant.
Alors que la fonte grise est la reine de l'amortissement et de la résistance à l'usure, Fonte ductile (également connu sous le nom de fer nodulaire) est de plus en plus utilisé pour les composants qui nécessitent une résistance à la traction et une résistance aux chocs plus élevées. Comprendre les compromis entre ces deux matériaux est essentiel pour les ingénieurs spécialisés dans conception de composants d'ascenseur .
La fonte ductile se caractérise par ses nodules de graphite sphériques plutôt que par ses flocons. Cette différence structurelle permet au métal de se déformer légèrement sous la charge plutôt que de se casser, offrant ainsi un niveau de « ténacité » comparable à celui de l'acier moulé, mais avec la coulabilité supérieure du fer.
| Propriété | Fonte grise (HT250/GG25) | Fonte ductile (QT450/GGG40) |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | Modéré (250-300 MPa) | Élevé (450-700 MPa) |
| Amortissement des vibrations | Excellent | Bon |
| Ductilité (allongement) | Très faible (<1%) | Élevé (10-18%) |
| Résistance à l'usure | Supérieur (autolubrifiant) | Bon |
| Applications typiques | Réas de traction, contrepoids | Attaches de corde, équipements de sécurité |
Pour les composants comme attaches de câble d'ascenseur ou robuste bâtis de machines , la fonte ductile est souvent préférée. Sa capacité à résister aux chocs sans rupture fragile le rend idéal pour les pièces critiques pour la sécurité qui peuvent subir des forces dynamiques soudaines, comme lors de l'engagement de l'équipement de sécurité ou d'un arrêt d'urgence.
Même la plus haute qualité composants en fonte peut bénéficier d’un traitement thermique après coulée. Le traitement thermique est la « sauce secrète » qui permet aux fabricants d’affiner la dureté et la durabilité des pièces d’ascenseur pour répondre aux exigences spécifiques du cycle de service.
Pendant le processus de refroidissement dans la fonderie, des contraintes résiduelles internes peuvent se développer au sein de pièces moulées complexes comme réas de grand diamètre . Si ces contraintes ne sont pas relâchées, le composant peut se déformer lors de l'usinage ou, pire encore, se fissurer en service. Le « recuit anti-stress » consiste à chauffer la pièce moulée à une température spécifique et à la refroidir lentement, garantissant ainsi que la pièce finale est dimensionnellement stable pendant toute sa durée de vie de 20 ans.
Pour les ascenseurs des immeubles commerciaux de grande hauteur ou des centres de transit, les poulies de traction subissent des millions de cycles. Dans ces cas, la trempe par induction ou la trempe à la flamme peuvent être appliquées spécifiquement aux rainures du réa. Ce processus augmente la dureté de la surface jusqu'à un niveau Rockwell (HRC) spécifique, prolongeant considérablement le temps entre les intervalles d'entretien de « recreusage » sans rendre l'ensemble de la pièce moulée fragile.
Sélection d'un partenaire de fabrication pour bâti de fonte d'équipement d'ascenseur est une décision à enjeux élevés. Une fonderie fiable doit faire plus que simplement fondre du métal ; ils doivent comprendre les écosystèmes de sécurité stricts du secteur des ascenseurs.
Une certification ISO 9001 constitue la base, mais les fournisseurs de premier plan doivent également démontrer leur conformité aux normes spécifiques à leur secteur, telles que FR 81 or ASME A17.1 . Lors d’un audit, portez une attention particulière à la traçabilité des matières premières. La fonderie peut-elle fournir un rapport d’analyse chimique et un certificat d’essai de propriétés mécaniques pour chaque lot de fer coulé ?
Une classe mondiale fournisseur de moulage d'ascenseur devrait disposer d’un laboratoire interne robuste. Cela comprend :
1. Quelle est la qualité de fer la plus couramment utilisée pour les poulies de traction ?
La plupart des leaders de l'industrie utilisent Fonte grise HT250 (GG25) or HT300 (GG30) en raison de son excellent équilibre entre usinabilité, amortissement et rentabilité.
2. Les réas en fonte peuvent-ils être réparés si les rainures sont usées ?
Oui, de nombreuses poulies en fonte peuvent être « recreurées » sur un tour pour restaurer le profil d'origine, à condition qu'il reste suffisamment d'épaisseur de jante pour respecter les marges de sécurité.
3. Pourquoi ne pas utiliser de l’acier moulé pour tous les composants de l’ascenseur ?
L'acier moulé est nettement plus cher, plus difficile à couler sans défauts et ne possède pas les propriétés d'amortissement des vibrations et d'autolubrification de la fonte grise, essentielles au confort des passagers.
