Roue de frein

La roue de frein est le principal composant tournant d’un système de freinage externe par contraction, tel qu’un frein bloc industriel ou un frein à patin. C’est une roue robuste et lourde, généralement intégrée à une demi-couplage, qui est montée sur l’arbre de transmission de la machine (par exemple arbre de sortie du moteur ou du boîtier). Son objectif fondamental est de servir de surface de frottement cinétique et de masse thermique pour les blocs ou les patins de frein fixes.

En fonctionnement, la roue de frein tourne à la même vitesse que l’arbre. Pour décélérer ou maintenir une charge, l’actionneur de frein force les blocs de frein radialement vers l’intérieur contre le bord extérieur de la roue de frein en rotation. Le frottement résultant convertit l’énergie cinétique du système en énergie thermique, qui est absorbée et dissipée par la roue de frein, générant ainsi le couple de freinage nécessaire.

Dun point de vue d’ingénierie, la roue de frein n’est pas une simple coulée mais un composant critique régi par des principes de conception stricts :

1. Sciences des matériaux : Les roues de frein sont fabriquées à partir de matériaux de haute qualité, typiquement acier moulé ou fonte ductile spécialisée, choisis pour une combinaison de résistance à la traction élevée, excellente conductivité thermique et résistance à l’usure supérieure. La surface de frottement du bord est souvent soumise à un traitement de durcissement superficiel, tel que le revenu par induction, pour obtenir une dureté superficielle élevée. Cela est crucial pour résister à l’usure abrasive des garnitures et prévenir le marquage de surface, garantissant ainsi une longue durée de vie opérationnelle.
2. Gestion thermique : La masse et la géométrie de la roue de frein sont conçues pour fonctionner comme un dissipateur thermique.Elle doit posséder une capacité thermique suffisante pour absorber les gros pics d’énergie générés lors du freinage dynamique sans connaître des hausses de température excessives qui pourraient conduire à des fissures thermiques ou à une réduction du coefficient de frottement (fade).
3. Précision de fabrication : Pour toute application à grande vitesse, la roue de frein doit être équilibrée dynamiquement selon des tolérances strictes. Tout déséquilibre induirait des vibrations significatives lors de la rotation, entraînant une usure prématurée des roulements, arbres et autres composants de la chaîne de transmission. La finition de surface de la face de friction est également contrôlée avec précision pour assurer une interaction optimale avec les garnitures de frein.

Il est essentiel de distinguer la roue de frein des composants similaires en fonction de la direction de la force de freinage appliquée :

• Roue de frein : est soumise à une force radiale externe provenant des blocs de frein en contraction.
• Tambour de frein : est soumis à une force radiale interne des patins de frein en expansion.
• Disque de frein (Rotor) : est soumis à une force d’emprise axiale des plaquettes de frein.

la roue de frein est l’élément fondamental d’un système de freinage industriel lourd. Son intégrité matérielle, ses propriétés thermiques et sa précision de fabrication sont primordiales, car sa défaillance ou une usure prématurée compromettrait la sécurité et la fiabilité de l’ensemble de la machine.