Étude de cas Groupe SKF

Concevoir efficacement un nouveau type de roulement révolutionnaire

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Le groupe SKF, dont le siège social se trouve à Göteborg, en Suède, est le principal fournisseur mondial de produits, solutions client et services dans le secteur des roulements mécaniques et des joints d'étanchéité. Au cours du siècle dernier, SKF, aujourd'hui une entreprise de 40 000 employés réalisant un chiffre d'affaires de 6 milliards de dollars, a été à l'origine de tous les nouveaux types de roulement mécanique, l'une des technologies les plus omniprésentes du monde industriel.

Le roulement à rouleaux toroïdaux CARB® a été lancé en 1995. Ce type de roulement a été entièrement conçu avec PTC Mathcad, un environnement de conception visuelle qui permet aux ingénieurs de tous les secteurs d'activité de puiser dans différentes sources de données durant la phase de conception d'un produit et de documenter tous les calculs et formules mathématiques.

Le défi : concevoir efficacement un nouveau type de roulement révolutionnaire

Magnus Kellstrom est responsable de la conception et du développement des roulements à rouleaux toroïdaux de la division industrielle de SKF. Il a cherché à créer un roulement capable de prendre en charge le désaxage angulaire, le déplacement axial et les charges élevées. Aucun roulement n'offrait de telles propriétés jusqu'alors. C'est ainsi qu'a été créé le roulement à rouleaux toroïdaux CARB.

Le roulement CARB combine la capacité d'auto-alignement d'un roulement à rouleaux sphériques, la capacité d'alignement axial d'un roulement à rouleaux cylindriques, la possibilité de basse section et la grande capacité de charge d'un roulement à aiguilles. Il est exclusivement utilisé en tant que roulement libre. Ce type de roulement entièrement nouveau offre de nouvelles opportunités de réduction de l'espace, du poids et des coûts d'agencement. Les applications du roulement CARB comprennent les machines à papier, roulettes continues, boîtes de vitesses, éoliennes, moteurs électriques, broyeurs de canne à sucre, grues mobiles/roues sur rails, compresseurs et centrales éoliennes. Il est également utilisé comme roulement ne nécessitant aucune maintenance pour les mouvements oscillatoires, notamment dans les mécanismes de direction.

Bonnes raisons de concevoir le roulement CARB à l'aide de PTC Mathcad

M. Kellstrom et son équipe ont sélectionné le logiciel PTC Mathcad, actuellement utilisé par plus de 1,5 million d'ingénieurs dans le monde, comme outil de conception pour cette innovation. PTC Mathcad exécute tous les calculs, des cotes de base au produit fini complet, avec toutes ses tolérances. Il prend également les décisions nécessaires concernant les matériaux et les cotes en se basant sur des règles données.

« PTC Mathcad était l'outil de conception idéal, car ce logiciel simplifie considérablement la lecture et le suivi du processus de conception », explique M. Kellstrom. « Ce programme nous permet de tester très rapidement différentes variantes de conception. Dès que nous sommes satisfaits, nous sauvegardons les derniers calculs sous forme de fichier Adobe Acrobat PDF. Pour chaque roulement conçu, une documentation complète indique comment et pourquoi chaque cote et tolérance a été choisie. Cela facilite le respect des exigences strictes de SKF en matière d'assurance qualité. 

Gestion mondiale des calculs de conception

SKF maîtrise la puissance de PTC Mathcad pour gérer ses calculs de conception critiques. Pour mettre les résultats à la disposition de ses unités de fabrication dans le monde entier, SKF utilise PTC Mathcad en conjonction avec une base de données et une interface Web. À partir des cotes de base, les programmes PTC Mathcad extraient des données de la base et renvoient les résultats après le calcul et l'optimisation des composants du roulement. Une fois ce processus terminé, ce qui peut prendre quelques minutes seulement, les unités de fabrication de SKF dans tous les pays peuvent accéder aux données dont elles ont besoin via une interface Web. En utilisant PTC Mathcad de cette façon, SKF a pu créer efficacement des centaines de conceptions de roulements à rouleaux toroïdaux dans des tailles allant de 50 millimètres à 2 mètres.

Rationaliser le processus de conception

PTC Mathcad rationalise le travail de conception de ces roulements de pointe en permettant aux ingénieurs de SKF d'effectuer facilement des calculs complexes via une interface simple qui affiche ces calculs tels qu'ils apparaîtraient sur une page écrite. M. Kellstrom et son équipe peuvent spécifier des paramètres de conception critiques, tels que la capacité nominale maximale, la taille et la composition de la matière, puis effectuer des analyses avec différentes tailles et applications de roulement. Grâce à son interface unique à documentation automatique, durant les processus de calcul, PTC Mathcad crée simultanément un enregistrement de la tâche et de l'idée sous-jacente. Il s'agit de la clé des conceptions parfaitement documentées de M. Kellstrom et des futurs produits qui seront basés dessus.