Types de roulements : comment choisir le roulement adapté à votre application.
Les nombreux types de roulements disponibles sur le marché résolvent tous le même problème fondamental : un arbre doit tourner, un chariot doit glisser ou un pivot doit osciller, mais le choix entre les deux dépend entièrement de votre application technique. Quelque chose doit supporter la charge tout en permettant ce mouvement avec le moins de résistance possible. Les familles de roulements qui font ce travail ne sont pas interchangeables. Ils diffèrent en ce qui concerne les directions de charge qu'ils acceptent, les vitesses qu'ils tolèrent, l'espace qu'ils peuvent occuper et les conditions environnementales dans lesquelles ils survivent.
Ce guide explique la sélection des roulements, en expliquant les décisions techniques impliquées, puis présente chaque famille de roulements comme la réponse à une version particulière de celle-ci : un itinéraire allant de votre application à une liste restreinte de solutions potentielles.
Contenu :
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Roulements à billes et roulements à rouleaux : ce qui diffère réellement
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Tableau des types de roulements : comparaison de la charge, de la vitesse et de l'environnement
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Sélection des matériaux lors de la spécification des roulements
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Comment fonctionnent les roulements
Chaque roulement existe pour contraindre un élément mobile dans certaines directions tout en le laissant libre dans d'autres, le tout avec le moins de friction possible selon l'application et les tolérances. Seules deux stratégies mécaniques fournissent ces propriétés.
Le premier est le contact glissant. Deux surfaces s'appuient directement l'une contre l'autre, avec des matériaux choisis ou traités pour glisser proprement sans se gripper ni provoquer de friction excessive. C'est le principe qui sous-tend les paliers lisses.
Le second est le contact par roulement. Des rouleaux ou des billes durcis, également appelés « éléments roulants », sont maintenus entre un chemin de roulement intérieur et un chemin de roulement extérieur, de sorte que le mouvement relatif fait rouler plutôt que traîner. Comme un élément roulant n'établit qu'un petit point de contact avec chaque chemin de roulement, la résistance au mouvement diminue fortement par rapport à deux surfaces glissant l'une sur l'autre. C'est l'idée qui sous-tend les familles d'éléments roulants : roulements à billes, roulements à rouleaux et leurs dérivés.
Chaque type de roulement est une variante de ces deux stratégies, façonnée par la direction de la charge et par l'espace disponible pour la transporter ; savoir lequel choisir dépend d'un certain nombre de facteurs critiques au stade de la conception.
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Types de charge portante : radiale, axiale ou combinée
La première étape cruciale de la sélection des roulements consiste à déterminer la direction des forces agissant sur l'assemblage dans lequel votre roulement sera logé.
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Les charges radiales agissent perpendiculairement à l'axe de rotation. Une poulie tendue par une courroie, une roue porteuse ou un engrenage entraîné imposent tous des forces radiales. Les roulements radiaux présentent une géométrie de chemin de roulement spécialement conçue pour supporter ces charges perpendiculaires tout en transférant efficacement la rotation souhaitée.
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Les charges axiales (poussée) agissent parallèlement à l'axe de rotation. Une broche verticale supportant une masse, une vis mère poussant un chariot ou une table rotative appuyant sur sa base génèrent des forces axiales. La géométrie du chemin de roulement requise pour supporter les charges de poussée diffère considérablement de celle des conceptions radiales.
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Les charges combinées se produisent dans la plupart des applications du monde réel. L'établissement du rapport entre la force radiale et la force axiale est le moyen le plus rapide d'affiner vos options de roulements. Les forces principalement radiales ou axiales dictent des familles de roulements spécifiques, tandis que les charges véritablement mixtes nécessitent soit un roulement de charge combiné spécialisé (tel qu'un roulement à rouleaux coniques) soit un agencement à deux roulements où chacun gère un vecteur de force dédié.
Une fois le profil de charge principal de votre projet établi, deux autres contraintes opérationnelles finalisent la spécification :
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Vitesse de rotation : les roulements à éléments roulants sont conçus pour une rotation continue à grande vitesse avec un minimum de friction, tandis que les surfaces de glissement (roulements lisses) sont souvent mieux adaptées à des oscillations lentes ou à des charges statiques extrêmement élevées.
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Enveloppe spatiale : La pièce radiale et axiale disponible dans votre logement dicte souvent le choix final. Les contraintes d'espace restreintes excluent souvent les roulements standard, ce qui nécessite des solutions spécialisées telles que des roulements à section mince ou à aiguilles.
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Roulements à billes et roulements à rouleaux : ce qui diffère réellement
Il existe deux familles standard d'éléments roulants dans les roulements à rouleaux : à billes et cylindriques. La géométrie de l'élément roulant dicte les caractéristiques de performance fondamentales du roulement, principalement en ce qui concerne les compromis entre la capacité de charge, la vitesse maximale et la rigidité du système.
Les roulements à billes utilisent des éléments sphériques qui entrent en contact avec les chemins de roulement en un seul point, qui se déforme légèrement en ellipse sous les charges de fonctionnement. Cette surface de contact minimale réduit considérablement la friction de roulement, faisant des roulements à billes le choix standard pour une rotation continue à grande vitesse. Leur géométrie de contact ponctuel tolère également intrinsèquement de légères déformations de l'arbre ou un mauvais alignement du boîtier sans défaillance catastrophique. Cependant, comme la force est concentrée dans une zone très localisée, la capacité de charge globale et la rigidité du système sont fondamentalement inférieures à celles d'un roulement à rouleaux cylindriques de taille comparable.
Les roulements à rouleaux, qu'ils soient cylindriques, coniques ou à aiguilles, entrent en contact avec les chemins de roulement le long d'une ligne continue le long de la face du rouleau. La répartition de la charge sur une plus grande surface augmente considérablement la capacité et la rigidité du roulement dans la même enveloppe spatiale qu'un roulement à billes, ce qui en fait la préférence absolue lors de la manipulation de charges lourdes. Cette surface accrue se fait au prix d'une friction et d'une génération de chaleur plus élevées, ce qui limite généralement les vitesses de fonctionnement maximales par rapport aux variantes à billes. En outre, il convient de garder à l'esprit que le contact linéaire standard rend les roulements à rouleaux très sensibles au désalignement angulaire, ce qui peut entraîner de fortes contraintes de charge sur les bords si l'arbre et le boîtier ne sont pas alignés avec précision.
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Les types de roulements à billes les plus courants
Les roulements à billes constituent la plus grande famille d'éléments roulants si l'on considère le nombre d'options disponibles et couvrent le plus large éventail de types d'applications potentiels. Les variantes des roulements à billes concernent principalement les options de montage, la hauteur de section et la capacité de charge.
Roulements à billes à rainure profonde
Le roulement à billes à rainure profonde est le roulement par défaut des éléments roulants et le bon point de départ pour la plupart des arbres rotatifs. Ses chemins de roulement sont découpés sous forme de rainures profondes dont les arcs correspondent étroitement au diamètre de la bille, ce qui lui permet de supporter une charge radiale comme principale fonction, ainsi qu'une charge axiale modérée dans les deux sens. Il fonctionne bien à grande vitesse, ne nécessite aucun montage spécial et convient à la grande majorité des applications rotatives générales.
Si vous avez un arbre rotatif, une charge principalement radiale et aucune contrainte inhabituelle, commencez par des roulements à billes à gorges profondes et ne passez à autre chose que si quelque chose les exclut.
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Roulements à billes à brides
Un roulement à billes à bride est un roulement à rainure profonde dont la bague extérieure comporte une bride intégrée. La bride place le roulement axialement contre la face du boîtier, de sorte que l'alésage n'a pas besoin d'être usiné avec un épaulement ou équipé d'une bague de retenue pour régler sa profondeur.
Il s'agit d'une solution de montage plutôt que d'une solution de charge. Choisissez des roulements à billes à bride lorsqu'il est plus facile de réaliser un trou traversant qu'un alésage échelonné, ou lorsqu'une position axiale positive est importante dans une paroi mince du boîtier. Lorsqu'un alésage lisse est conservé à la place, les anneaux élastiques pour arbres font le même travail du côté de l'arbre.
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Roulements à billes à section mince
Un roulement à billes à section mince a une section transversale exceptionnellement petite par rapport à son diamètre d'alésage, ce qui signifie que les bagues sont fines à la fois radiale et axiale. Le principal avantage est son facteur de forme : un arbre plus grand peut être installé sans le grand diamètre extérieur qu'exigerait une section standard.
Les roulements à billes à section mince constituent donc la famille idéale pour les joints rotatifs, les cardans, la robotique et les instruments de travail lorsqu'un arbre ou un boîtier doit passer à travers le roulement et qu'il n'y a pas d'espace libre autour de celui-ci. Le compromis est la charge axiale : une section mince supporte moins qu'une section complète du même alésage, ce qui signifie que la charge supportée hors piste est réduite.
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Roulements à billes à deux rangées
L'ajout d'une deuxième rangée d'éléments au même roulement augmente la charge que l'unité peut supporter et améliore sa résistance aux charges axiales, car les deux rangées sont séparées le long de l'axe du chemin de roulement. Un roulement à billes à deux rangées convient donc aux applications dans lesquelles une seule rangée serait marginale en termes de capacité, ou lorsque l'arbre est chargé de manière à essayer de faire basculer le roulement au lieu de simplement le pousser latéralement.
Le coût réside dans l'augmentation de la largeur ajoutée par le deuxième ensemble d'éléments à billes, de sorte que les roulements à billes à deux rangées ont leur place là où l'espace axial est disponible et où l'espace radial n'est pas la contrainte contraignante.
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Roulements à billes à section mince à deux rangées
Cette famille combine les deux idées ci-dessus. Deux rangées de billes sont placées dans une section transversale étroite, offrant une plus grande capacité et une meilleure résistance axiale qu'un roulement à section mince à une rangée tout en conservant la petite enveloppe radiale qui rendait un roulement à section mince attrayant en premier lieu. Il s'agit d'une réponse spécialisée à un problème spécifique et assez courant : un arbre de grande taille, une enveloppe radiale étroite et une charge comprenant un élément inclinable.
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Roulements à billes miniatures
Les roulements à billes miniatures utilisent le même principe de rainure profonde que les roulements à billes compacts, pour les mécanismes d'instruments, les petits moteurs, les dispositifs dentaires et médicaux, la modélisation et les prototypes de précision. À cette échelle, les priorités changent. Le couple de fonctionnement, la régularité et la régularité entre les unités sont généralement plus importants que la capacité de charge brute.
Spécifiez les roulements à billes miniatures dont l'assemblage lui-même est petit plutôt que simplement légèrement chargé.
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Paliers de butée pour charges axiales
Un palier de butée est conçu pour supporter la charge le long de l'axe de l'arbre. Ses chemins de roulement sont disposés comme des faces opposées plutôt que comme une rainure autour d'un arbre, de sorte que la force de pression le long de l'axe est transférée carrément entre eux.
Les applications sont celles où un objet tourne tout en supportant une poussée ou un poids aligné sur son axe : broches verticales, tables rotatives, plateaux tournants, vérins à vis, plaques d'indexation de style lazy-susan et joints pivotants. Dans ces cas, le choix d'un roulement radial reviendrait à porter la charge dans la direction qui lui convient le moins.
Un palier de butée n'est pas conçu pour supporter une charge radiale importante. Lorsqu'une application impose les deux, la solution habituelle est de laisser un palier de butée prendre la composante axiale tandis qu'un palier radial séparé place l'arbre latéralement, plutôt que de s'attendre à ce qu'un composant fasse les deux.
Les butées font partie des gammes les plus récemment ajoutées à l'offre de roulements d'Accu, aux côtés des rouleaux à aiguilles et d'autres types d'éléments roulants.
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Roulements à aiguilles pour enveloppes radiales étroites
Un roulement à aiguilles utilise des rouleaux présentant un rapport longueur/diamètre élevé : longs et fins plutôt que courts et robustes. Chaque aiguille entre en contact avec le chemin de roulement le long d'une ligne, de nombreuses aiguilles étant entassées autour de la tige. Ces roulements supportent une charge radiale élevée et, comme les aiguilles sont fines, ils le font dans une petite enveloppe radiale.
Cette combinaison est la raison d'être de la famille. C'est la réponse à une application qui nécessite une capacité radiale réelle lorsqu'un roulement à billes à rainure profonde d'une capacité nominale suffisante ne peut tout simplement pas s'adapter à l'espace autour de l'arbre. Les arbres de transmission, les tringleries compactes, les culbuteurs, les joints universels et les mécanismes denses en sont les caractéristiques typiques.
Les compromis découlent de la géométrie. Le contact avec la ligne entraîne plus de friction qu'avec une balle, c'est pourquoi les rouleaux à aiguilles préfèrent les vitesses modérées aux vitesses élevées. Les rouleaux fins sont également moins tolérants aux défauts d'alignement et à une surface d'arbre non arrondie ou sous-durcie. La préparation de l'arbre et du boîtier est donc plus importante ici que dans le cas d'un roulement à billes. Les roulements à aiguilles peuvent être combinés avec des bagues intérieures de roulement lorsqu'un arbre n'est pas conforme aux spécifications ou est fabriqué à partir d'un matériau ductile qui ne supportera pas la face du roulement.
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Roulements lisses et roulements lisses
Les roulements lisses fonctionnent par contact glissant plutôt que par roulement. Une douille, un collier ou un patin plat sépare deux composants et est choisi de telle sorte que l'interface coulissante présente un faible coefficient de frottement et s'use de manière prévisible. Il n'y a pas de balles, pas de rouleaux, pas de cage et pas de pistes.
Cette simplicité est la principale raison pour laquelle les ingénieurs choisissent les roulements lisses. En l'absence d'éléments roulants, il n'y a rien à enfoncer dans le sable, aucune cage ne fatigue et, souvent, aucune exigence de lubrification lorsqu'un matériau autolubrifiant est utilisé. Les roulements lisses sont adaptés à une utilisation à basse vitesse et oscillants ; ils tolèrent mieux la contamination que les roulements à éléments roulants et ils sont silencieux, légers, peu coûteux et compacts. Ce qu'ils ne font pas, c'est correspondre à un élément roulant pour une efficacité à vitesse continue.
Roulements à glissière
Un roulement à glissière est la forme cylindrique d'un palier lisse : une douille située entre un arbre et son boîtier de sorte que l'arbre tourne ou glisse contre la douille plutôt que contre l'alésage du boîtier. Utilisez des roulements lisses sur les pivots, les charnières, les amortisseurs, les leviers et les arbres à rotation lente, en particulier lorsque le fonctionnement est intermittent ou oscillant et lorsqu'un roulement étanche serait trop spécifié pour le travail à effectuer.
Roulements à plaques
Un support à plaques est la forme plate d'un palier lisse : une rondelle ou un patin qui sépare deux faces en appui l'une contre l'autre, transportant la charge le long de l'axe tout en permettant une rotation ou de petits mouvements de glissement entre les deux surfaces. Les roulements à plaques sont l'équivalent à palier lisse d'une butée à roulement, choisis lorsque la charge est faible, le mouvement est lent et la simplicité vaut plus que l'efficacité.
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Roulements linéaires pour mouvement en ligne droite
Un roulement linéaire limite le mouvement à une ligne droite, supportant ainsi un chariot lorsqu'il se déplace le long d'un arbre à axe fixe, contrairement au mouvement de rotation observé dans les roulements à billes et à rouleaux.
La logique de sélection utilisée pour les roulements à rouleaux se répercute directement sur les roulements linéaires. La charge est toujours radiale ou axiale par rapport à l'axe de déplacement, l'environnement décide toujours de la tolérance du roulement à la contamination et l'enveloppe spatiale limite toujours ce qui convient. Ce qui change, c'est que la surface de roulement est un arbre ou un rail plutôt qu'un anneau, de sorte que l'alignement sur toute la longueur de la course devient une considération de conception à part entière.
Les roulements linéaires sont généralement présents sur les glissières, les actionneurs, les portiques, les têtes d'impression et d'inspection, les bancs d'essai et tout axe sur lequel un composant doit se déplacer le long d'une trajectoire définie sous charge.
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Bagues intérieures de roulement et montage d'arbre
Certains roulements fonctionnent directement sur l'arbre plutôt que sur leur propre bague usinée. Cela ne fonctionne que lorsque le matériau de la surface de l'arbre est suffisamment dur, suffisamment rond et fini avec une tolérance suffisamment fine pour servir de chemin de roulement, ce qui n'est souvent pas le cas.
Une bague intérieure de roulement résout ce problème. Il s'agit d'un manchon trempé et rectifié séparément monté sur l'arbre, donnant aux éléments roulants un chemin de roulement approprié sans avoir à durcir et à meuler l'arbre lui-même. Il permet également de remplacer un chemin de roulement usé en tant que composant plutôt qu'en tant qu'assemblage.
La précision d'un roulement dépend du siège sur lequel il repose et de l'épaulement sur lequel il repose. Les pièces environnantes font donc partie de la spécification. Les bagues de réglage définissent la position axiale de l'arbre, les clés parallèles transmettent le couple entre l'arbre et le moyeu, les circlips et les bagues de retenue maintiennent le roulement axialement, les goujons maintiennent les boîtiers en alignement et les accouplements d'arbre flexibles absorbent le désalignement résiduel qui serait autrement transmis directement dans le roulement.
Achetez des bagues intérieures pour roulements.
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Tableau des types de roulements : comparaison de la charge, de la vitesse et de l'environnement
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Famille Bearing |
Direction de la charge |
Mouvement et vitesse |
Le mieux adapté à |
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Radial, avec axe modéré |
Rotation continue, haute vitesse 14 000-150 000 tr/min |
Rotors de moteurs électriques, rouleaux de bande transporteuse, arbres de pompe centrifuge, appareils électroménagers. |
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Radial, avec axe modéré |
Rotation continue, haute vitesse 34 000-100 000 tr/min |
Moteurs pas à pas pour imprimantes 3D, joints robotiques légers, assemblages de châssis en tôle. |
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Radial, avec axe modéré |
Rotation continue, haute vitesse 26 000 à 37 000 tr/min |
Cardans aérospatiaux, articulations des poignets des bras robotiques, supports optiques, boîtiers de caméra pour drones. |
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Radial, avec moments d'inclinaison |
Rotation continue, haute vitesse 6 300 à 22 000 tr/min |
Moyeux de roues automobiles, boîtes de vitesses industrielles robustes, transmissions de machines agricoles. |
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Radial, avec moments d'inclinaison |
Rotation continue, haute vitesse 3 500 à 18 000 tr/min |
Supports d'antenne radar, grandes tables d'indexation industrielles, scanners d'imagerie médicale. |
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Radial, avec lumière axiale |
Rotation continue, haute vitesse 30 000 à 150 000 tr/min |
Broches pour disques durs, forets dentaires, anémomètres, micro-servos, instruments de précision. |
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Axial uniquement |
Rotation sous charge axiale, haute vitesse 1 300-15 000 tr/min |
Vis mères pour levage à ciseaux, dispositifs de débrayage pour automobiles, crochets de grue robustes, broches pour machines-outils. |
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Radial, haute capacité |
Rotation à vitesse modérée, 4 400 à 46 000 tr/min |
Transmissions manuelles automobiles, joints universels, bielles pour moteurs à deux temps, pompes à compresseur. |
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Contact radial et glissant |
Faible vitesse, oscillant |
Tringleries de godet d'excavatrice, pivots triangulaires de suspension, charnières de four industriel, treuils marins. |
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Contact axial et glissant |
Faible vitesse, rotation du visage |
Mécanismes Lazy Susan, présentoirs de vente au détail, vis de réglage à basse vitesse. |
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Radial ou axial pour se déplacer |
Voyages réciproques |
Axes X-Y de routeur CNC, guides de machines d'emballage automatisés, rails de tête d'impression pour imprimantes 3D, découpeuses laser. |
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Soutient le circuit |
En tant que face porteuse d'hôte. |
Arbres de pompe en acier inoxydable souple, arbres d'entraînement en aluminium, bancs d'essai prototypes où la cémentation n'est pas viable. |
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Sélection des matériaux lors de la sélection des roulements.
Le choix du matériau détermine généralement le comportement d'un roulement dans son environnement d'exploitation plutôt que son comportement sous charge, ce qui constitue souvent la principale contrainte qui permet de réduire la liste restreinte.
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Catégorie de matériau |
Principaux avantages |
Compromis courants |
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Aciers à roulements trempés |
La norme industrielle pour les éléments roulants et les pistes de roulement. Offre une dureté élevée et une résistance exceptionnelle à la fatigue pour les surfaces de contact chargées à plusieurs reprises. |
Offre une très faible résistance naturelle à la corrosion sans protection ou lubrification supplémentaires. |
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acier inoxydable |
Les grades martensitiques échangent un degré de dureté ultime contre une résistance essentielle à la corrosion. Idéal pour les environnements humides, marins, alimentaires ou médicaux. |
Possède généralement une capacité de charge maximale inférieure à celle d'un acier à roulement standard équivalent. |
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Bronze |
Matériau de palier lisse traditionnel très tolérant aux chocs et à la contamination incrustée dans l'assemblage. |
Nécessite généralement une lubrification continue, ce qui le rend mieux adapté aux assemblages entretenus plutôt qu'aux unités scellées à vie. |
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Plastiques techniques |
Les matériaux tels que le PTFE et le POM offrent des capacités de fonctionnement à sec, une friction extrêmement faible, des profils légers et un fonctionnement silencieux sans lubrification externe. |
Capacité de charge limitée, sensibilité au fluage sous pression soutenue et plafonds de température de fonctionnement inférieurs à ceux des métaux. |
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Céramique |
Exceptionnellement dur, léger, non magnétique et chimiquement inerte. Utilisé lorsque des vitesses extrêmes, des températures ou la nécessité d'une isolation électrique excluent la présence de métal. |
Coût plus élevé et fragilité inhérente en cas de choc soudain. |
En règle générale, les roulements à éléments roulants sont fabriqués en métal car leurs chemins de roulement exigent une dureté de surface extrême. À l'inverse, les paliers lisses offrent un choix de matériaux beaucoup plus large car l'interface coulissante constitue elle-même la surface de travail principale.
Protéger ces matériaux de la contamination environnementale et conserver une lubrification vitale est la tâche des protecteurs et des joints d'étanchéité des roulements. Les protections métalliques constituent une barrière sans contact contre les gros débris sans ajouter de friction rotative, tandis que les joints en caoutchouc créent une barrière de contact physique qui offre une défense supérieure contre l'humidité et la poussière fine au prix d'une légère traînée de rotation. Pour obtenir un guide complet sur le décodage des configurations exactes du joint et du blindage pour un composant spécifique, veuillez consulter le tableau des codes d'identification des roulements.
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Une liste de sélection avant de spécifier
L'examen de la liste de critères de sélection des roulements ci-dessous peut vous aider à réduire vos options à une seule famille de roulements. Tenez-en compte lors de la conception de votre projet ou lors de la sélection des composants finaux.
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Vecteur et ratio de charge : la force est-elle principalement radiale, axiale ou combinée ? Spécifiez des rouleaux cylindriques ou à rainure profonde pour les fortes charges radiales, des butées pour les forces purement axiales et des rouleaux à contact angulaire ou coniques spécialisés pour les charges véritablement mixtes.
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Profil de mouvement : La rotation continue à grande vitesse nécessite des éléments roulants pour minimiser la friction. À l'inverse, les oscillations lentes ou les fortes charges statiques nécessitent souvent des paliers lisses pour éviter les faux brinages (empreintes d'usure).
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Enveloppe spatiale : évaluez indépendamment la pièce radiale et axiale disponible. Spécifiez les roulements à aiguilles si l'espace radial est strictement limité, ou les roulements à section mince lorsque la largeur axiale est épuisée en premier.
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Charges de moment : si l'assemblage est soumis à des forces de torsion ou d'inclinaison, un seul roulement étroit ne suffit pas. Vous devez spécifier des roulements à deux rangées, des paires assorties ou espacer deux roulements plus larges sur l'arbre pour supporter la charge et ses forces de manière uniforme.
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Environnement de fonctionnement : l'acier à roulement standard se corrode facilement. Les conditions humides ou chimiquement agressives nécessitent de l'acier inoxydable, des plastiques techniques ou des hybrides céramiques. Spécifiez des joints en caoutchouc (2RS) pour exclure l'humidité, ou des protections métalliques (ZZ) pour une protection contre les débris à faible frottement.
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Intégration de l'arbre : l'utilisation de l'arbre comme chemin de roulement intérieur permet d'économiser de l'espace radial mais nécessite que l'arbre soit durci et rectifié avec précision. Sinon, l'utilisation d'une bague intérieure standard est beaucoup plus rentable et offre un élément d'usure remplaçable à un prix nettement inférieur à celui d'une pièce usinée.
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Montage et rétention : déterminez immédiatement votre stratégie de localisation. Choisissez des ajustements par interférence, des bagues de retenue, des circlips ou des épaulements de boîtier usinés en fonction des spécifications du roulement, et non pas après coup.
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Emballer.
La sélection des roulements est en fin de compte un processus d'élimination stricte. En évaluant systématiquement vos vecteurs de charge, votre enveloppe spatiale et votre environnement d'exploitation, un vaste catalogue de composants se réduit rapidement à une seule famille optimale.
Que votre conception exige l'efficacité à haute vitesse d'un roulement à billes à rainure profonde ou la simplicité robuste d'une douille lisse autolubrifiante, la définition de ces contraintes physiques dès la phase de conception est la seule solution fiable pour un assemblage réussi et durable.
Lectures complémentaires :
Comment mesurer les roulements - Découvrez la science de l'ingénierie qui sous-tend les codes des roulements.
Comment utiliser un pied à coulisse - Découvrez la science de la métrologie avec Accu.
Qu'est-ce que le fluage dans les matériaux ? - En savoir plus sur la science des matériaux avec Accu.
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FAQs.
Q : Quelle est la différence entre un roulement à billes et un roulement à rouleaux ?
R : La forme de l'élément roulant. Une bille entre en contact avec chaque piste en un point, ce qui permet de réduire la friction, de permettre une rotation continue à grande vitesse et de tolérer un léger désalignement, tout en concentrant la force sur une petite zone. Un rouleau entre en contact avec chaque chemin de roulement le long d'une ligne, répartissant la charge sur une plus grande surface afin d'augmenter la capacité et la rigidité dans le même espace. Le compromis est une augmentation de la friction et de la chaleur, une vitesse maximale plus faible et une tolérance bien moindre au désalignement angulaire.
Q : Comment les roulements à billes réduisent-ils la friction ?
R : Ils remplacent le contact glissant par un contact roulant. Dans un buisson plat, l'arbre traverse une surface fixe sur toute sa surface de contact. Dans un roulement à billes, les billes roulent entre un chemin de roulement intérieur et un chemin de roulement extérieur, ne touchant chacune d'elles qu'à un petit point qui se déforme légèrement sous la charge. Étant donné que si peu de matière est en contact et que rien n'est entraîné, la résistance au mouvement diminue fortement pour la même tâche.
Q : Un palier de butée peut-il supporter une charge radiale ?
R : Pas de manière significative. Les chemins de roulement d'un roulement de butée sont disposés de manière à former des faces opposées afin qu'il puisse transmettre la force le long de l'axe de l'arbre, qui est la seule direction dans laquelle un roulement radial est mal géré. Cette même géométrie lui confère peu de capacité à localiser un arbre latéralement. Lorsqu'une application impose les deux, utilisez un palier de butée pour le composant axial et un palier radial distinct pour localiser l'arbre, plutôt que de demander à un seul composant d'effectuer les deux tâches.
Q : Quand dois-je utiliser un roulement lisse au lieu d'un roulement à billes ?
R : Lorsque le mouvement est lent ou oscillant, lorsque l'environnement est sale ou humide, ou lorsque l'accès à la lubrification et à la maintenance est limité. Un palier lisse ne comporte aucun élément de roulement susceptible de provoquer l'indentation du sable et aucune cage susceptible de se fatiguer ; les matériaux autolubrifiants suppriment complètement les exigences en matière de graissage. Il est également plus silencieux, plus léger et plus compact. Ce qu'il ne fera pas, c'est correspondre à un roulement à élément roulant pour plus d'efficacité en cas de rotation continue à grande vitesse.
Q : Comment puis-je savoir si un roulement est défectueux ?
R : Les signes habituels sont audibles et tactiles avant d'être visibles. Écoutez un grondement, un grondement ou un clic périodique qui augmente avec la vitesse. Sentez la rugosité, l'encoche ou le jeu libre lorsque le manche est tourné à la main. Une température nettement plus élevée que d'habitude, une augmentation des vibrations ou une perte visible de graisse vont dans le même sens. Tous ces éléments sur un assemblage important sont une raison de les démonter et de les inspecter plutôt que d'attendre, car la défaillance des roulements est progressive.
Q : Ai-je besoin d'une bague intérieure de roulement ?
R : Uniquement lorsque le puits lui-même ne peut pas servir de chemin de roulement. Le fait de placer un roulement directement sur l'arbre permet d'économiser de l'espace radial, mais nécessite un arbre suffisamment dur, rond et fini avec une tolérance suffisamment fine pour accueillir les éléments roulants. Lorsque l'arbre est un matériau plus souple ou plus ductile, ou lorsqu'il ne serait pas rentable de le durcir et de le meuler, une bague intérieure trempée et rectifiée séparément confère au roulement un chemin de roulement approprié et transforme la surface d'usure en un composant remplaçable.
