Le cylindre d’une ligne de transport ou de traitement ne s’use pas progressivement mais brusquement : il commence par battre, puis expulse les roulements, puis arrête la ligne. Le remplacement trimestriel de cylindres métalliques ou en caoutchouc n’est pas seulement coûteux : il crée un risque d’arrêts imprévus au moment le plus critique. Le gainage de cylindres en polyuréthane TIMOL offre une durée de vie 10 fois supérieure au caoutchouc, protège le noyau métallique contre l’abrasion et la corrosion, et fait passer la maintenance d’un régime d’urgence à un régime planifié. Cet article explique pour quels noeuds le polyuréthane convient, comment il se compare aux matériaux concurrents et comment commander un gainage sur mesure.
À quoi sert le gainage polyuréthane des cylindres
Le gainage protège le métal du cylindre du contact direct avec l’abrasif, le milieu chimique ou le matériau traité. La couche de polyuréthane agit comme un élément sacrificiel : elle s’use à la place du métal et peut être remplacée sans changer le cylindre principal. La haute élasticité du polyuréthane (rebond élastique 34-61 %) permet également d’absorber les charges à impact, ce qui réduit l’usure des roulements et des portées.
Le gainage polyuréthane est optimal dans les noeuds où la combinaison résistance à l’usure et amortissement des vibrations est essentielle. Dans l’industrie minière : rouleaux de norias et convoyeurs à bande, bandages de tambours. En métallurgie : rouleaux de lignes de transport et de traitement. En imprimerie et dans l’industrie alimentaire : cylindres d’entraînement à contact délicat avec le matériau traité. Dans l’industrie pétrolière et gazière : rouleaux de déplacement de tubes, résistants aux produits pétroliers.
La technologie de coulée libre TIMOL permet de reproduire la couche polyuréthane de n’importe quelle épaisseur et profil directement sur le noyau métallique. Le profilage de surface (rainures, gorges, moletage) est réalisé dès l’étape de coulée : l’usinage mécanique supplémentaire n’est pas toujours nécessaire.
Avantages du polyuréthane par rapport au caoutchouc, au caprolone et à l’acier
Le polyuréthane TIMOL surpasse toutes les alternatives classiques par la combinaison résistance à l’usure, élasticité et résistance chimique. L’abrasion selon DIN 53516 : 38-39 mm³, soit 2 à 10 fois inférieure à celle des différentes nuances de caoutchouc. Dans des conditions de travail identiques, la couche polyuréthane supporte des cycles nettement plus longs entre les remplacements.
Le caoutchouc SBR (abrasion 100-200 mm³) et NBR (80-150 mm³) présentent une résistance à la traction plus faible (8-25 MPa contre 39-87 MPa pour le polyuréthane) et une température de service maximale inférieure. Le caoutchouc naturel, bien qu’ayant un rebond plus élevé (40-75 %), présente une mauvaise résistance aux huiles et une température maximale de seulement +70 °C, ce qui le rend inadapté à la plupart des conditions industrielles. De plus, le caoutchouc vieillit sous l’effet de l’ozone et des ultraviolets lors d’une utilisation en extérieur.
Le caprolone (PA6/PA66) est un plastique structurel rigide d’une dureté de 75-85D. Son abrasion (30-90 mm³) est comparable à celle du polyuréthane, mais son rebond élastique n’est que de 5-15 % : sous charge à impact, il se fissure. Le polyuréthane d’une dureté de 70D présente une résistance à l’usure équivalente mais supporte les impacts et retrouve sa forme.
L’acier ne remplace pas un élastomère : il n’amortit pas les vibrations, n’absorbe pas les chocs, se corrode rapidement en milieu humide et pèse 6 à 7 fois plus que le polyuréthane.
Tableau comparatif des caractéristiques des matériaux de gainage de cylindres
| Matériau | Abrasion DIN 53516, mm³ | Temp. de service, °C | Dureté | Résistance à la traction, MPa | Rebond élastique, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Polyuréthane TIMOL | 38-39 | -60…+100 | 85A-95A | 39-87 | 34-61 |
| Caoutchouc NBR | 80-150 | -30…+100 | 40A - 90A | 10-25 | 20-45 |
| Caoutchouc SBR | 100-200 | -40…+80 | 40A - 80A | 8-20 | 30-55 |
| Caoutchouc naturel NR | 60-130 | -50…+70 | 30A - 80A | 20-30 | 40-75 |
| Caprolone PA6/PA66 | 30-90 | -40…+100 | 75D - 85D | 60-85 | 5-15 |
| Acier de construction | — | -40…+500 | 120-250 HB | 370-700 | — |
Le polyuréthane présente l’abrasion la plus faible parmi les élastomères (38-39 mm³) tout en conservant une élasticité absente dans le caprolone. Cela explique pourquoi, dans les noeuds à impact et sur matériaux abrasifs, les cylindres polyuréthane durent 10 fois plus longtemps que les cylindres en caoutchouc et ne se fissurent pas, contrairement aux cylindres en caprolone.
Conseil de l’ingénieur : choisissez une dureté de gainage polyuréthane dans la partie haute de l’échelle Shore A, 80-95 Shore A, pour les noeuds de transport lourds et abrasifs. Pour les cylindres d’entraînement en imprimerie, dans l’industrie alimentaire ou sur des lignes délicates, 50-60 Shore A est préférable. N’oubliez pas : la qualité de préparation de la surface métallique pour l’adhérence est critique pour la durée de vie — une base non nettoyée ou non dégraissée entraîne le décollement de la couche dès le premier impact ou vibration.
Secteurs d’application des gainages polyuréthane de cylindres
L’industrie minière est le plus grand consommateur de gainages polyuréthane pour cylindres en raison de l’usure abrasive intense lors du transport de minerai, de charbon et de pierre. Les bandages et rouleaux à couche polyuréthane supportent les conditions de carrière et de mine sans remplacements fréquents.
La métallurgie utilise des cylindres polyuréthane dans les lignes à rouleaux de traitement des métaux, où la combinaison résistance à l’usure et protection contre la corrosion est essentielle. La production de tubes choisit le polyuréthane pour les rouleaux de déplacement des tubes : le matériau ne raye pas et assure un contact uniforme sur toute la longueur du tube.
L’industrie de l’imprimerie apprécie le polyuréthane pour sa capacité à fabriquer un cylindre avec un profil de surface précisément défini, assurant une pression uniforme sur la bande sans déformation. Les industries alimentaire et cellulosique-papetière choisissent le polyuréthane pour son inertie chimique : le matériau n’affecte pas le goût ni la qualité du produit et se nettoie facilement.
L’industrie pétrolière et gazière utilise des cylindres polyuréthane pour travailler simultanément en présence de produits pétroliers et d’abrasif. Le transport ferroviaire et les ports y ont recours pour les noeuds à charge cyclique et en environnement extérieur. La liste complète des produits est disponible dans le catalogue des produits polyuréthane.
Technologie de fabrication et montage du gainage polyuréthane de cylindres
Le processus commence par la préparation du noyau métallique : le cylindre est débarrassé de ses anciens revêtements, de la rouille et de la graisse, un sablage est effectué pour obtenir la rugosité requise, puis il est dégraissé et un primaire d’adhérence est appliqué. Cette préparation assure une liaison fiable entre le polyuréthane et le métal pour toute la durée de vie de la pièce.
Ensuite, la coulée libre de l’élastomère polyuréthane est réalisée dans le moule. L’épaisseur de couche, le profil de surface (stries, rainures, cylindre droit) et la dureté sont définis à cette étape. La polymérisation s’effectue à température contrôlée pendant plusieurs heures. Un usinage mécanique est ensuite réalisé pour amener la géométrie aux valeurs de calcul : le cylindre est vérifié par rapport au dessin.
Le montage du cylindre gainé est standard : la pièce est installée sur les roulements ou dans les noeuds de fixation sans modification de la conception de l’équipement. Lors de la restauration d’un cylindre usé, l’ancienne couche est retirée mécaniquement ou chimiquement, la surface est à nouveau préparée et le nouveau polyuréthane est coulé. Plus de détails sur la technologie dans la section informations de référence.
Comment commander la fabrication d’un gainage de cylindres sur mesure
Pour passer commande, fournissez le dessin ou un échantillon de la pièce avec les dimensions et les ajustements. Décrivez les conditions de travail : type de charge (abrasif, impact, glissement), milieu de travail (huiles, eau, chimie), plage de température, régime de fonctionnement. Cela permettra de sélectionner la formulation optimale du polyuréthane et de calculer l’épaisseur de la couche.
La fabrication est possible pour des cylindres neufs comme pour la restauration de cylindres usés (dans ce cas, le cylindre lui-même est envoyé). Le volume de commande va d’un seul cylindre à des séries. Après validation du cahier des charges, les délais et conditions sont définis.
Pour une consultation et une commande, contactez-nous via les contacts de l’usine TIMOL. Les ingénieurs vous aideront à sélectionner le matériau, à calculer les paramètres et organiseront la fabrication selon vos exigences.