Blocage

Freins à blocs, également couramment appelés freins à patins, sont le type de frein lourd le plus classique et répandu dans les applications industrielles. Son principe de fonctionnement est très intuitif : un ou deux blocs de frein (patins) sont pressés radialement contre une roue de frein tournante (Tambour) par un actionneur, générant un couple de freinage par friction.

Vous pouvez le visualiser comme une main (bloc de frein) qui serre le bord d'une roue tournante (roue de frein). Plus la prise est ferme, plus vite la roue s’arrête.

Composants principaux et principe de fonctionnement :

Roue/Tambour de frein : Monté sur l’arbre d’entraînement de l’équipement, généralement une roue lourde en fonte ou en acier.
Bloc/ patin de frein : Composé d’une base métallique et de garnitures de friction remplaçables. Les garnitures de friction sont les principaux composants consommables qui entrent directement en contact avec la roue de frein pour générer la friction.
Bras de frein : Un mécanisme à levier qui transmet et amplifie la force de l’actionneur, pressant le bloc de frein contre la roue de frein.
Actionneur : L’unité qui fournit de l’énergie. Dans les freins à blocs, l’actionneur le plus courant est un vérin électrohydraulique. Il utilise l’électricité pour entraîner une petite pompe à huile, générant une pression hydraulique pour ouvrir le bras de frein (déverrouillant le frein). Lorsque l’alimentation est coupée, la force des ressorts ou la gravité ramène le bras de frein à sa position fermée (application du frein), constituant une conception typique de sécurité en cas de défaillance.
Analyse professionnelle et jugement :

Avantage 1 : Structure robuste, durabilité fiable : Le frein à bloc présente une conception simple avec une construction mécanique extrêmement robuste. Il résiste à des environnements d’exploitation difficiles (par exemple poussière, vibrations, fluctuations de température), gagnant sa réputation de « cheval de travail » industriel.

Avantage 2 : Entretien facile : Sa pièce d’usure principale — la garniture de friction (plaquette de frein) — est généralement conçue comme une unité modulaire permettant une inspection et un remplacement simples, réduisant considérablement la complexité de maintenance et les temps d’arrêt.

Avantage 3 : Couple de freinage élevé : En tirant parti du principe de levier et d’actionneurs puissants, les freins à blocs offrent un couple de freinage exceptionnellement élevé, ce qui les rend adaptés aux équipements lourds et de grande envergure.

Inconvénient 1 : Forces radiales déséquilibrées : Les freins à patin unique exercent une pression radiale unidirectionnelle sur l’arbre de la roue de frein, pouvant provoquer une déviation de l’arbre et une usure accélérée des roulements. Par conséquent, la plupart des conceptions modernes utilisent des configurations symétriques à patin double (ou à plaquettes doubles) pour contrebalancer ces forces radiales.

Inconvénient 2 : Encombrant et lourd : Comparés aux freins à disque délivrant le même couple, les freins à blocs sont généralement plus volumineux et nécessitent plus d’espace.

Inconvénient 3 : Dissipation de chaleur modérée : Bien que supérieure aux freins à patin, leur capacité de refroidissement reste inférieure à celle des freins à disque ventilé, ce qui les rend inadaptés aux applications de freinage dynamique à très haute fréquence ou à énergie élevée soutenue.

Les freins à blocs constituent la pierre angulaire du freinage des équipements industriels lourds. Ils ne sont pas conçus pour des applications légères ou un contrôle de haute précision mais pour offrir des capacités d’arrêt et de maintien absolument fiables dans les environnements les plus durs. Par conséquent, ils dominent des applications telles que les ponts roulants, les grues portiques, les machines portuaires, les équipements métallurgiques et les convoyeurs à bandes. Lorsque la fiabilité, la durabilité et la maintenabilité sont vos principales préoccupations par rapport à la compacité et à la réactivité dynamique, le frein à bloc est typiquement le choix optimal incontesté.