roulement à rouleaux

Roulements rigides à billes (exemple de structure et désignation des composants selon DIN 625)
1. Bague intérieure
2. Cage
3. Rondelle d'étanchéité
4. Elément roulant
5. Bague extérieure

Roulement à billes avec bague extérieure fixe

Roulements à rouleaux coniques

Les roulements sont des roulements dans lesquels entre une bague intérieure et une bague extérieure, contrairement à la lubrification des paliers lisses , les corps roulants réduisent la résistance de frottement . Ils sont utilisés pour fixer les axes et les arbres , et selon la conception, ils absorbent les efforts radiaux et/ou axiaux et permettent en même temps la rotation de l'arbre ou des composants montés sur un axe (par exemple une roue ). Le frottement de roulement se produit principalement entre les trois composants principaux de la bague intérieure, de la bague extérieure et des éléments roulants. Étant donné que les éléments roulants des bagues intérieure et extérieure roulent sur des surfaces en acier trempé avec une lubrification optimisée , le frottement de roulement de ces roulements est relativement faible.

Les roulements sont différenciés selon le type d'élément roulant (bille, rouleau, etc.), voir section Conceptions des roulements . En particulier, on parle de roulement à billes lorsque les éléments roulants sont des billes. Familièrement, d'autres types de roulements sont parfois appelés « roulements à billes ».

Histoire du roulement

L'histoire du roulement à rouleaux remonte à plus de 2 700 ans. Lors des fouilles d'un char celtique , de petits morceaux cylindriques de bois de hêtre ont été découverts près des moyeux de roues des véhicules . Les chercheurs concluent que les Celtes dès 700 av. Connaissait le roulement à rouleaux cylindriques.

Dans l' Empire romain , les roulements à rouleaux ont été décrits par Vitruve et, vers la fin de la République, les roulements à billes ont été utilisés dans les palans. Pendant le sauvetage des navires Nemi de l'empereur Caligula (durée du mandat: 37-41 AD), un palier de butée a été trouvé, ce qui peut avoir appartenu à une base de statue tournante.

Au cours de l' industrialisation , le besoin s'est fait sentir d'un roulement qui se comporte mieux que les paliers lisses à basse vitesse. Le palier lisse s'use très rapidement à basse vitesse et/ou en cas de graissage insuffisant. Dans les vieilles locomotives à vapeur, par exemple, ces roulements de roue étaient souvent remplacés.

Roulement à rouleaux intégré (1904)

• En 1759, l'horloger John Harrison invente un roulement à rouleaux avec cage pour son troisième chronomètre de marine, le H3.
• En 1794, l'Anglais Philip Vaughan a reçu le premier brevet pour les essieux, ici vous pouvez trouver les premiers roulements rigides à billes.
• En 1869, le Français Jules Suriray a reçu un brevet pour les roulements à billes sur les vélos.
• En 1883, Friedrich Fischer construisit la première rectifieuse à billes à Schweinfurt . Fischer et Wilhelm Höpflinger ont apporté des améliorations décisives au broyeur à billes. Des boules avec très peu d'écart par rapport à la forme idéale peuvent maintenant être produites. Cette idée est considérée comme le début historique de l'industrie des roulements.
• 1890–1910 : brevets sur les roulements à billes des industriels de Schweinfurt Friedrich Fischer, Wilhelm Höpflinger, Ernst Sachs et August Riebe
• En 1898, Henry Timken a déposé un brevet pour le roulement à rouleaux coniques aux États-Unis. Aujourd'hui, la société Timken .
• 1898-1901 : Les bases de la technologie des éléments roulants sont étudiées scientifiquement pour la première fois par l'Institut de recherche technique de Potsdam - Neubabelsberg sous la direction de Richard Stribeck .
• 1907 : Sven Gustaf Wingqvist invente le roulement à rotule sur billes et fonde la société Svenska Kullagerfabriken - SKF à Göteborg .
• 1934 : Erich Franke invente le roulement à fil basé sur le principe des fils de course insérés.

Au fil du temps, de nombreuses autres variantes se sont ajoutées. En particulier, la précision de fabrication et le développement de lubrifiants ont continué à se développer. De nombreuses normes fixent également des dimensions standard communes et simplifient ainsi la conception et la fabrication. Aujourd'hui, les roulements sont proposés avec des capteurs intégrés tels que la détection électronique de la force et de l'usure.

Histoire de l'industrie allemande des roulements

Siège social FAG Kugelfischer à Schweinfurt (jusqu'en 2001), aujourd'hui Schaeffler avec la marque FAG

Siège social SKF Deutschland GmbH à Schweinfurt

• En 1883, Friedrich Fischer construisit la première rectifieuse à billes à Schweinfurt et posa ainsi les bases de la production industrielle de billes d'acier rondes avec une précision suffisante et de l'industrie des roulements à rouleaux. La même année, il fonde la société Kugelfischer . Son collègue Wilhelm Höpflinger a apporté des améliorations décisives au broyeur à billes. Höpflinger a lancé sa propre entreprise en 1890 et a fondé la société Fries & Höpflinger avec Engelbert Fries, également à Schweinfurt . Les trois grands Kugelfischer, Fries & Höpflinger et Fichtel & Sachs ont établi la position de Schweinfurt en tant que centre de l'industrie allemande et européenne des roulements à rouleaux.
• Vers 1910 : D'autres fabricants allemands de roulements étaient la Deutsche Waffen- und Munitionsfabriken AG Berlin-Karlsruhe (DWM) , la Maschinenfabrik Rheinland ( Düsseldorf ), la Riebe-Werk ( Berlin ), la Deutsche Kugelagerfabrik (DKF, Leipzig), Fritz Hollmann ( Wetzlar ) , G. et J. Jäger ( Wuppertal ).
• 1912 : SKF prend une participation dans la Norma-Compagnie fondée par Albert Hirth à Stuttgart-Cannstatt .
• 1929 : Sous la pression de SKF, six fabricants allemands de roulements (division roulements de Fichtel & Sachs, division roulements de Berlin-Karlsruher Industriewerke (DWF), Fries & Höpflinger, Maschinenfabrik Rheinland, Riebe-Werke et SKF-Norma) rejoignent la Unis sous la direction suédoise Kugellagerfabriken AG (VKF, Schweinfurt). En tant que seul fabricant allemand leader de roulements, FAG Kugelfischer est resté indépendant. Les deux sociétés de Schweinfurt VKF et FAG Kugelfischer ont été les principaux fabricants allemands de roulements à billes pendant les décennies suivantes.
• 1933 : Kugelfischer rachète G. u.J. Jaeger GmbH, Wuppertal-Elberfeld.
• 1943-1945 : Pendant la Seconde Guerre mondiale , 15 raids aériens majeurs des Britanniques et des Américains ont causé de graves dommages à la ville de Schweinfurt et à ses installations de production pour l'industrie des roulements.
• 1946 : Georg et Wilhelm Schaeffler fondent l'entreprise de roulements à aiguilles INA à Herzogenaurach .
• En 1949, Erich Franke et Gerhard Heydrich fondent Franke & Heydrich KG - aujourd'hui Franke GmbH - à Aalen . En 1934, Erich Franke invente le roulement à fil basé sur le principe des fils de course insérés.
• 1953 : United Kugellagerfabriken AG (VKF) est renommée SKF Deutschland GmbH basée à Schweinfurt.
• 1991 : FAG Kugelfischer a racheté le fabricant de roulements à rouleaux de la RDA DKF à Leipzig du trust . Cet engagement s'est avéré économiquement insoutenable et, en 1993, FAG Kugelfischer s'est retrouvé dans une situation existentiellement dangereuse.
• 2001 : L'INA-Holding Schaeffler KG, jusque-là inconnu, acquiert le groupe DAX restructuré FAG Kugelfischer dans le cadre de la première prise de contrôle hostile de l' Allemagne après la guerre .
• 2006 : FAG Kugelfischer et INA fusionnent dans Schaeffler KG et deviennent ainsi le deuxième plus grand groupe de roulements au monde ; à SKF, dont la plus grande usine au monde est également située en Allemagne (Schweinfurt).

Éléments roulants et cage d'éléments roulants

Roulements à billes :
1. Bague extérieure
2. Guide
3. Éléments
roulants 4. Cage
5. Guide
6. Bague intérieure

Les roulements à billes familièrement connus sont un sous-groupe de roulements dans lesquels les billes servent d' éléments roulants .

Dans les roulements modernes, les éléments roulants (billes, cylindres, aiguilles, barillets ou cônes) sont maintenus à la même distance par une cage . Les types de roulements à rouleaux plus anciens et les conceptions spéciales ne nécessitent pas de cage. Les roulements dans les systèmes de commande d'aéronefs en particulier n'ont pas de cage. Cela signifie que plus d'éléments roulants peuvent être utilisés par roulement, ce qui augmente considérablement la capacité de charge. Cependant, ils ne conviennent que dans une mesure limitée pour des vitesses plus élevées.

Le matériau de la cage était autrefois en laiton car il fonctionnait plus facilement . Aujourd'hui, la cage est souvent en plastique (principalement renforcé de fibres de verre) ( polyamide ) pour des raisons de coût et de poids . Une cage en acier faiblement allié et non trempé est utilisée dans de nombreux types de roulements. Il y a encore des cages en laiton ; en particulier pour les roulements plus grands où les coûts d'outillage pour les cages en plastique ou en tôle d'acier ne valent pas la peine.

Assemblage d'un roulement à billes

Un roulement rigide à billes radial simple se compose comme suit :

Étape d'assemblage	Illustration	la description
1.		Les billes sont placées dans la bague extérieure, en appui les unes contre les autres.
2.		La bague intérieure est d'abord insérée à partir d'une position excentrique. Le nombre de boules est essentiellement limité par le fait que la bague intérieure peut être insérée dans cette constellation avec des boules en appui les unes contre les autres.
3.		La bague intérieure est enfoncée de manière à être approximativement concentrique.
4e		Les billes sont réparties de manière à être régulièrement espacées les unes des autres.
5.		La cage est insérée. La cage est soit élastique et monobloc, soit elle est composée de deux parties qui sont insérées de part et d'autre et reliées l'une à l'autre par un procédé approprié.

Les roulements à billes sont ensuite graissés ou huilés et, si nécessaire, munis de couvercle ou de rondelles d'étanchéité.

Matériaux de roulement

Les roulements sont généralement fabriqués en acier chromé, très dur mais facilement rouillé, dans la nuance d'acier 100Cr6 (matériau n° 1.3505), un acier avec une teneur d'environ 1% de carbone et 1,5% de chrome. D'autres aciers sont par exemple le 100CrMnSi6-4 et le 100CrMo7, les éléments d'alliage manganèse (Mn) et molybdène (Mo) sont utilisés pour une meilleure trempabilité.

Les aciers fortement alliés X65Cr13 (matière n° 1.4037) et X30CrMoN15-1 (matière n° 1.4108) sont également utilisés pour des applications en milieu corrosif . Ce dernier peut également être utilisé dans l'organisme humain, au moins pendant quelques jours. Les aciers durcissables ne sont jamais totalement « exempts de rouille », mais n'ont qu'une résistance accrue à la corrosion pendant un certain temps.

Les roulements à rouleaux suivants sont disponibles dans les conceptions suivantes pour des conditions de fonctionnement spéciales :

• Fabriqué en acier inoxydable (par exemple roulements à billes S6204 ou W6204)
• Roulements hybrides (deux matériaux) dans lesquels les bagues de roulement sont en acier et les éléments roulants sont en céramique ( nitrure de silicium ou dioxyde de zirconium), par exemple roulements de broche pour machines-outils
• Roulements en céramique, dans lesquels existent à la fois les bagues de roulement et les corps roulants en nitrure de silicium , en oxyde de zirconium ou en carbure de silicium
• Paliers en plastique avec éléments roulants en verre ou en céramique contre les acides ou alcalis agressifs dans les industries chimiques et alimentaires
• Roulements avec cage plastique ( ex. roulement à billes 6205 TN9 .C3) pour un fonctionnement silencieux
• Roulements avec un revêtement isolant le courant sur la bague extérieure ou intérieure afin d'empêcher le passage indésirable de courant à travers le roulement et ainsi les dommages dus à l'érosion électrique , par exemple lors de l'utilisation de convertisseurs de fréquence pour contrôler la vitesse de moteurs triphasés

Installation de roulements

Les roulements sont généralement montés sur des arbres ou des essieux .

Dans le cas d'exécutions spéciales (sans bague intérieure et extérieure séparées), les surfaces de roulement rectifiées ou laminées et durcies peuvent être pressées directement sur l'arbre ou l'essieu et/ou dans le boîtier de roulement et le roulement peut ainsi être intégré dans ces Composants. Cette variante est principalement choisie pour des raisons d'espace. Par conséquent, les rouleaux à aiguilles en particulier sont prédestinés à cette tâche.

Les roulements sont souvent protégés contre le glissement avec une bague de blocage, un contre-écrou ou une douille d'écartement. Pour protéger contre la contamination, les roulements sont intégrés dans un boîtier de roulement ou recouverts d'un joint d'arbre .

Afin de ne pas endommager le roulement, la force de pression ne doit pas être appliquée via les éléments roulants lors de l'installation. Avec des outils spéciaux tels qu'une douille d'enfoncement, par exemple, le roulement n'est enfoncé que via la bague extérieure. Les roulements à aiguilles doivent être enfoncés avec un mandrin.

Dans le cas de gros roulements, les forces d'enfoncement sont également plus importantes, c'est pourquoi ils sont chauffés à 80-100°C dans un bain d'huile ou un radiateur électrique avant assemblage. Les bagues se dilatent peu et peuvent ainsi être plus facilement pressées sur l'arbre ou l'essieu.

Lors de la dépose des roulements, veillez à utiliser le bon outil, par exemple un extracteur.

Les roulements défectueux peuvent être reconnus par une lenteur lors des rotations lentes à la main, un jeu de roulement notable ainsi que des bruits de fonctionnement et des vibrations à la vitesse de fonctionnement. Les roulements non lubrifiés tombent en panne immédiatement.

Plus d'informations à ce sujet sous installation .

Durée de vie des roulements

Bague intérieure usée ("cône") du roulement conique d'un vélo. La bande de roulement, qui est probablement trop fragile en raison du durcissement superficiel, s'est écaillée.

La durée de vie d' un roulement dépend de nombreux facteurs. Certaines variables d'influence peuvent être mesurées ou calculées (comme la charge portante ou la qualité de surface des composants). D'autres ne peuvent pas être déterminés numériquement (contamination ou condition de lubrification précise). Des outils de calcul simples sont disponibles sur les sites internet des constructeurs (voir liens internet ).

Les durées de vie requises des roulements vont de quelques centaines d'heures, par exemple pour les appareils électroménagers ou les équipements médico-techniques, à environ 100 000 heures pour les roulements des navires de haute mer, les pompes et soufflantes de mines et les machines à papier. Exprimés en tours, les roulements peuvent supporter 3 milliards de tours et plus, selon la charge. Par exemple, SKF spécifie une durée de vie de 2 milliards de tours pour certains roulements, mais cette durée est souvent largement dépassée.

Le fait qu'un roulement atteigne sa durée de vie dépend fortement des conditions de fonctionnement. Les charges de roulement élevées doivent être évitées autant que possible, ainsi que des conditions de fonctionnement sales, des températures de fonctionnement élevées ou la pénétration d'eau dans le roulement. De nombreux roulements sont également disponibles dans des conceptions encapsulées, en particulier pour rendre plus difficile la pénétration de la saleté et de l'eau.

Une lubrification unique par le fabricant sur une durée de vie spécifiée est également d' usage pour les roulements .

Dans les roulements, il y a des changements soudains de charge, tels que ceux-ci. B. peut se produire dans les roulements de roue des voitures, à éviter si possible, car ces forces peuvent entraîner une brève surcharge du roulement et ainsi affecter considérablement la qualité des roulements et la durée de vie.

Pour calculer la durée de vie des roulements, voir : Sélection des roulements .

Rigidité et comportement d'amortissement des roulements

Pour déterminer la rigidité statique des roulements, des méthodes de calcul relativement précises et éprouvées expérimentalement sont disponibles sur la base de la théorie hertzienne, voir par ex. B. les déclarations dans le livre "Rolling Bearing Analysis" de Tedric A. Harris (4e éd., 2000, Wiley-Interscience. ISBN 0-471-35457-0 ).

D'après des études scientifiques plus récentes, il existe également des modèles informatiques vérifiés expérimentalement pour décrire les propriétés dynamiques des roulements, y compris les propriétés d'amortissement des roulements, voir par ex. B. la revue de littérature approfondie dans l'ouvrage "Damping and Stiffness Features of Rolling Element Bearings" (Paul Dietl, Dissertation TU Wien, 1997).

Le point de départ des modèles mathématiques est généralement un modèle ressort-amortisseur linéarisé du contact de roulement EHD élasto-hydrodynamique. En utilisant un programme informatique pour résoudre le problème de contact instationnaire EHD, des coefficients d'amortissement équivalents peuvent ensuite être déterminés numériquement pour le film lubrifiant fortement sollicité dans le contact roulant. A partir des résultats numériques, une loi empirique d'approximation pour estimer l'amortissement du film d'huile dans le contact de roulement a été dérivée dans les travaux susmentionnés de Dietl.  

L'amortissement effectif du matériau et du frottement sec dans les contacts roulants peut être décrit par un facteur de perte qui est fréquemment utilisé dans la théorie de l'amortissement du matériau, qui selon les mesures dans les travaux susmentionnés de Dietl est d'environ 1 à 2%, selon l'influence du joint se rompt entre la bague extérieure et le boîtier.

Applications

Les roulements sont utilisés là où les roulements doivent fonctionner avec un faible frottement à basse vitesse et des charges élevées et où les vitesses changent fréquemment.

Conceptions de roulements

Classification selon les éléments roulants, la direction de la charge et l'absorption possible du désalignement des axes :

radial	radialement sphérique	en biais	obliquement sphérique	axial	axialement sphérique
roulement à billes
Roulements rigides à billes, roulements à rotule sur billes		Roulements à billes à contact oblique ou roulements coniques (simples, doubles), roulements à quatre points		Roulements rigides à billes axiaux
Roulements à rouleaux
roulements à rouleaux cylindriques et roulements à aiguilles, roulements à rotule sur rouleaux (roulements de barillet)		Roulements à rouleaux coniques, roulements à rouleaux croisés , butées à rotule sur rouleaux		roulements à rouleaux de butée

Selon la direction de la charge, une distinction est faite entre les roulements radiaux et axiaux . Pour la classification dans ces deux catégories est l' angle de contact utilisé comme aide, l'angle entre le plan radial et la ligne de pression , dans laquelle la position de la ligne de pression utilisée est fortement dépendante des éléments roulants et des voies de circulation. ${\ style d'affichage \ alpha}$

• Roulement radial : ${\ displaystyle 0 ^ {\ circ} <\ alpha <45 ^ {\ circ}}$
• Palier de butée : ${\ displaystyle 45 ^ {\ circ} <\ alpha <90 ^ {\ circ}}$

Il existe six formes de base de roulements :

1. roulement à billes
2. Roulements à rouleaux cylindriques
3. Roulements à aiguilles
4. Roulements à rouleaux coniques
5. Stockage de barils
6. Roulements à rouleaux toroïdaux (SKF CARB, FAG TORB)

Les roulements à billes sont les roulements les plus couramment utilisés. Le plus grand choix de différentes dimensions est disponible ici. Ils sont peu coûteux, mais ont une capacité de charge limitée en raison de leur conception.

Roulement radial

Divers roulements à rouleaux : (de l'intérieur vers l'extérieur) roulements à aiguilles, roulements à rouleaux cylindriques axiaux et roulements à billes dans un convertisseur de couple

• 

  Roulements rigides à billes

• 

  Roulement rigide à billes à double rangée

• 

  Roulements à billes à épaulement

• 

  Roulement à billes à contact oblique à une rangée

Roulements rigides à billes ( DIN 625 )

Roulement rigide à billes ouvert à une rangée

Le type le plus connu est le roulement rigide à billes . Il est conçu pour absorber des forces principalement radiales. Étant donné que les billes reposent également étroitement contre les rainures de roulement sur les côtés, de sorte que les bagues et les billes ne peuvent pas être déplacées axialement les unes contre les autres, ce roulement peut également absorber de petites forces axiales. En règle générale, la capacité de charge axiale est d'environ 50 % de la capacité de charge radiale. Selon le catalogue SKF 2005, la charge axiale ne doit généralement pas dépasser 0,5 C ₀ , et 0,25 C ₀ pour les roulements petits et légers . Les roulements rigides à billes à angle de contact sont disponibles sous forme de roulements à billes miniatures à partir de dimensions de 0,6 × 2,5 × 1 mm (d × D × W). Bien entendu, ces roulements rigides à billes sont également adaptés à une charge axiale, par ex. B. lors du stockage des broches dans de petites machines CNC. Comme cela a déjà été écrit, les performances de tels roulements sont alors limitées à environ 50 % de la capacité de charge radiale. Mais les roulements plus grands n'ont certainement aucun problème avec une charge de 50 % pour fournir un roulement sûr dans le sens axial. C ₀ est la capacité de charge radiale d'un roulement. Avec les petits roulements (diamètre d'alésage jusqu'à environ 12 mm) et avec les roulements légers avec les derniers chiffres 0, 1, 8 et 9, la charge axiale doit être  limitée à 0,25 fois C ₀ . Des charges axiales excessives peuvent entraîner une réduction considérable de la durée de vie des roulements. ${\ displaystyle \ alpha = 0 ^ {\ circ}}$

Roulements à billes à contact oblique ( DIN 628 )

Roulements à billes à contact oblique
(DIN 628)

Une seule rangée

Le roulement à billes à contact oblique peut absorber des forces radiales et des forces axiales dans une direction.

Un roulement à billes à contact oblique dans la construction automobile est appelé roulement conique ou roulement conique , qui se compose de deux surfaces de roulement montées individuellement, la coquille de roulement extérieure et le cône intérieur . Souvent le cône est vissé sur l' axe , ce qui permet un réglage facile du jeu du roulement. Dans le roulement interne de la bicyclette, la surface de roulement interne est souvent forgée sur l'essieu et la coquille de roulement externe est réglable.

Les roulements coniques sont généralement installés et préchargés par paires. Ils peuvent être installés par paires en version tandem, O ou X. Les forces résorbables axialement varient en fonction du type d'installation. L'inclinaison de la piste crée une force axiale (interne) qui ne peut être ignorée, même avec une charge purement radiale. Angle de pression${\ displaystyle \ alpha \ environ 40 ^ {\ circ}}$

Double rangée

Le roulement à billes à contact oblique à deux rangées correspond à deux roulements à billes à contact oblique à une rangée dans une disposition en O. Il peut supporter des charges élevées radialement et axialement dans les deux sens. Angle de pression${\ displaystyle \ alpha \ approx 25 ^ {\ circ}}$

Roulements à quatre points ( DIN 628 )

Ce roulement à rouleaux est une forme spéciale de roulement à billes à contact oblique avec un angle de contact de . Il y a quatre points de contact entre les éléments roulants et les chemins de roulement. La bague intérieure ou la bague extérieure fendue signifie que plus de billes peuvent être utilisées avec des dimensions plus petites. Pour cette raison, les forces axiales et radiales qui peuvent être absorbées augmentent dans les deux sens. ${\ displaystyle \ alpha \ approx 35 ^ {\ circ}}$

Roulements à billes à épaulement ( DIN 615 )

Le roulement à billes à épaulement est une forme spéciale de roulement à billes à gorge profonde qui peut être démonté. Il n'a qu'une faible capacité de charge dans le sens radial et dans le sens axial d'un côté et est utilisé pour les appareils à faibles charges, tels que les appareils de mesure et les appareils ménagers. Avec des roulements doubles (roulement-flinger-disque-roulement), des charges allant jusqu'à 2000 kg sont possibles. Il peut généralement être démonté. Les roulements à billes à épaulement à angle de contact sont normalisés jusqu'à 30 mm et adaptés aux vitesses élevées. ${\ displaystyle \ alpha \ approx 0 ^ {\ circ}}$

Roulements à rotule sur billes ( DIN 630 )

Le roulement à rotule sur billes a deux rangées de billes. Le chemin de roulement de la bague extérieure a une forme sphérique creuse. La bague intérieure, la cage et les billes peuvent pivoter de quelques degrés par rapport à la position centrale. De cette manière, les défauts d'alignement ou les déviations de l'arbre peuvent être compensés par le roulement auto-aligneur. La charge peut être axiale aussi bien que radiale dans les deux sens.

Roulements à rouleaux cylindriques (DIN 5412)

Roulements à rouleaux cylindriques de type NU (DIN 5412). La bague intérieure peut être retirée des deux côtés.

Le roulement à rouleaux cylindriques a une grande capacité de charge radiale, mais il n'est pas ou très peu chargeable dans le sens axial. Les éléments roulants des roulements à rouleaux cylindriques sont des cylindres circulaires. Les roulements à rouleaux cylindriques sont fabriqués dans différentes conceptions (voir tableau ci-dessous).

Selon la conception, ils ne peuvent absorber que des forces radiales (par exemple NU comme illustré) ou des forces axiales supplémentaires (par exemple unilatérales avec le type NJ). Les conceptions diffèrent par la disposition des « nervures » sur la bague intérieure et extérieure. Si les nervures manquent, la bague intérieure peut être retirée, avec la variante NU même des deux côtés. Les roulements à rouleaux cylindriques conviennent donc comme roulements flottants dans les roulements fixes/mobiles, car des déplacements axiaux sont possibles dans certaines limites.

Conceptions standard de roulements à rouleaux cylindriques à une rangée :

1. NU : deux nervures fixes sur la bague extérieure, aucune nervure sur la bague intérieure
2. N : pas de nervure sur la bague extérieure, deux nervures sur la bague intérieure
3. NJ : deux nervures sur la bague extérieure, une nervure sur la bague intérieure
4. NUP : deux nervures sur la bague extérieure, une nervure sur la bague intérieure et une rondelle à bride lâche sur la bague intérieure

Un roulement sans bague amovible reçoit le préfixe « R », de sorte que RNU202 désigne une bague extérieure de roulement à rouleaux cylindriques comprenant un jeu d'éléments roulants et une cage du roulement NU202 complet. Si nécessaire, une bague intérieure NJ202 peut également y être insérée. Cela conduit à la confusion lors des réparations. Le préfixe « R » peut également être trouvé sur de nombreux types de roulements à aiguilles et de rouleaux de support.

Roulements à rouleaux coniques ( DIN 720 , ISO 355)

Roulements à rouleaux coniques

Ce roulement peut supporter des charges très élevées aussi bien dans le sens radial que dans le sens axial. Il est généralement installé par paires : deux roulements sont positionnés l'un contre l'autre, car le roulement est constitué de deux éléments mobiles : la bague intérieure (cône) avec éléments roulants, et la bague extérieure (cuvette) en tant que coquille de roulement. Les applications courantes sont : les roulements de roue dans les voitures et les camions ; Roulements de direction pour motos .

Les éléments roulants sur la bague intérieure ont la forme d'un tronc de cône et ils sont également légèrement inclinés vers l'axe de l'arbre. Le jeu est réglable. Les pointes coniques (et toutes les génératrices des surfaces coniques) de la bague intérieure, de la bague extérieure et de tous les rouleaux coniques se rencontrent en un point sur l'axe de rotation, car ce n'est qu'alors que les rouleaux coniques peuvent rouler sans glissement .

Deux roulements à rouleaux coniques ([<) peuvent être montés en "O" ([<>]) ou en "X" ([> <]) comme roulements. Exemple : La disposition dos à dos est courante pour les roulements de tête de direction de moto, car les moments d'inclinaison externes peuvent être mieux absorbés par la roue avant. La bague extérieure est enfoncée en haut sous le maillon, la bague intérieure est placée dans la bague extérieure pointant vers le bas. Le contre-palier inférieur est monté avec la bague intérieure dirigée vers le haut.

Les roulements en dimensions métriques et en pouces sont courants, ces derniers ont un schéma de désignation complètement différent.

Roulements à barillet et à rotule sur rouleaux ( DIN 635 )

Roulements à rouleaux DIN 635-1

Ce roulement à rouleaux à une rangée est conçu pour des forces radiales élevées de type choc, mais ne peut être soumis qu'à de faibles charges dans le sens axial. Il est bien adapté pour compenser les défauts d'alignement. Ceux-ci sont réglables en angle (jusqu'à 4° par rapport à la position centrale), car la bague extérieure a une surface de roulement sphérique. Les corps roulants, appelés rouleaux cylindriques, sont en forme de tonneau . Les roulements de barillet sont à une rangée, c'est-à-dire c'est-à-dire qu'ils ont un certain nombre de rouleaux de baril dans une cage.

Roulements à rotule sur rouleaux DIN 635-2

Le roulement à rotule sur rouleaux résiste aux charges axiales et radiales et est bien adapté pour compenser les désalignements. Comme les roulements à barillet, les roulements à rotule sur rouleaux sont réglables angulairement (jusqu'à 2° avec une faible charge, sinon jusqu'à 0,5°), mais en deux rangées. Ils sont adaptés aux charges les plus lourdes, ils ont donc des capacités de charge élevées.

Roulements à aiguilles (DIN 617)

Ensemble rouleau et cage à aiguilles : cage à aiguilles sans boîtier ni bague intérieure

Un roulement à aiguilles comporte des éléments roulants cylindriques circulaires (aiguilles) de très grande longueur par rapport au diamètre de l'élément roulant (> 2,5). Il est très petit et est souvent utilisé dans les boîtes de vitesses et les moteurs. Les roulements à aiguilles en particulier n'ont souvent pas de bague intérieure, auquel cas l'arbre de conception appropriée (surface durcie) sert de chemin de roulement. Les roulements à aiguilles ne sont pas adaptés pour absorber le basculement de l'arbre, car une pression de bord élevée se produit ici, ce qui réduit considérablement la durée de vie.

Les roulements à aiguilles sont le terme générique pour toute une gamme de types spéciaux :

• Ensembles rouleaux à aiguilles et cages
• Manchons d'aiguille, manchons d'aiguille
• Roulements à aiguilles avec bague extérieure pleine
• roulements à aiguilles combinés (roulements à aiguilles et butées en une seule unité)
• Formes spéciales telles que les rouleaux de support à aiguilles

Roulements à rouleaux toroïdaux

Les roulements à rouleaux toroïdaux sont similaires aux roulements à rouleaux sphériques, mais ont des rouleaux légèrement sphériques. Associés à des chemins de roulement de forme appropriée, ils peuvent compenser les désalignements axiaux et angulaires sans augmenter le couple de frottement du roulement. Ainsi, un roulement à rouleaux toroïdaux peut remplir la fonction d'un roulement à rouleaux cylindriques et d'un roulement à rouleaux sphériques en même temps.

Roulements à billes

Les roulements à billes sont des roulements à rouleaux liés aux roulements rigides à billes. Ils utilisent des billes aplaties latéralement et, en raison de leur plus petite largeur, offrent des avantages en termes d'espace de montage par rapport aux roulements rigides à billes. Un autre avantage de ce type de roulement est la capacité de charge plus élevée, car la conception des éléments roulants permet d'en monter un plus grand nombre qu'avec un roulement rigide à billes de même taille.

Ce type de roulement n'a été développé qu'il y a quelques années, il n'est actuellement pas encore standardisé (décembre 2012).

Paliers de butée

Roulements axiaux à billes en plusieurs modèles

Roulements rigides à billes axiaux (DIN 711 ou DIN 715 )

Avec les roulements rigides à billes axiaux, les billes se déplacent entre deux ou trois disques, selon que la force axiale s'exerce dans les deux sens ou dans un seul. Lorsqu'une force est appliquée des deux côtés, le disque central est maintenu sur l'arbre, les deux externes dans le boîtier. Ces roulements ne peuvent absorber que des efforts axiaux.

Roulements axiaux à rouleaux cylindriques (DIN 722)

Ce type de roulement est composé d'une rondelle-arbre, d'une rondelle-logement et d'un ensemble à rouleaux cylindriques et cage. Il est particulièrement adapté aux fortes charges axiales. En raison des différences de vitesse entre l'intérieur et l'extérieur des rouleaux, ces roulements ne conviennent qu'aux faibles vitesses.

Roulements axiaux à rotule sur rouleaux (DIN 728)

La structure du roulement à rotule sur rouleaux axial est similaire à celle du roulement à rotule sur rouleaux radial, mais seul un certain nombre d'éléments roulants sont utilisés. En raison de la forme sphérique des chemins de roulement, les charges axiales élevées et les désalignements (jusqu'à 3 ° avec de faibles charges) peuvent être corrigés.

Sélection de roulement

Évaluation

Les valeurs nécessaires pour dimensionner un roulement sont :

• Force radiale
• Force axiale
• Vitesse ou
• Vitesse (surtout avec les roulements linéaires )
• Sens de charge
• Déflexion et désalignement de l'arbre ou de l'axe
• Capacité de charge statique et dynamique
• Les valeurs environnementales, telles que
  • Température
  • Valeurs de poussière
  • Vibrations
• Les conditions d'installation, telles que B. la rigidité d'un carter de machine dans la zone du point d'appui

Durée de vie (ISO 281)

1ère étape

Calculer la charge dynamique équivalente.

Variables d'entrée :

${\ style d'affichage X, Y}$ = Facteurs d'ajustement, tirés d'un catalogue d'entrepôt

${\ displaystyle F_ {r}}$ = Déterminez vous-même la force radiale sur le roulement, en kN

${\ displaystyle F_ {a}}$ = Déterminez vous-même la force axiale sur le roulement, en kN

Calculer la formule : ${\ displaystyle P = X \ fois F_ {r} + Y \ fois F_ {a}}$

Résultat:

${\ style d'affichage P}$ = Charge équivalente dynamique en kN

2ème étape

Variables d'entrée :

${\ style d'affichage C}$= Capacité de charge dynamique en kN (= kilonewtons . La capacité de charge pour un roulement donné peut être trouvée dans le tableau des roulements du fabricant)

${\ style d'affichage P}$ = Charge équivalente dynamique en kN (doit être calculée en premier, voir 1ère étape ci-dessus)

${\ style d'affichage p}$= Exposant de durée de vie , = 3 (pour les roulements à billes), = 10/3 (pour tous les autres roulements)${\ style d'affichage p}$${\ style d'affichage p}$

${\ style d'affichage n}$ = Vitesse en 1/min (tours par minute)

Résultats : Durée de vie en millions de tours avec une probabilité de défaillance de 10 % ${\ displaystyle L_ {10} = \ gauche ({\ frac {C} {P}} \ droite) ^ {p}}$

${\ displaystyle L_ {10h} = {\ frac {10 ^ {6}} {60 \ cdot n}} \ cdot L_ {10} = \ gauche ({\ frac {16666} {n}} \ droite) \ cdot \ gauche ({\ frac {C} {P}} \ droite) ^ {p}}$Durée de vie en heures avec une probabilité de défaillance de 10 %

La durée de vie des autres probabilités de défaillance est calculée en multipliant par un facteur : ${\ displaystyle L_ {10}}$

${\ displaystyle L_ {5} = 0 {,} 64 \ cdot L_ {10}}$ en millions de tours avec 5% de probabilité de défaillance

${\ displaystyle L_ {4} = 0 {,} 55 \ cdot L_ {10}}$ en millions de tours avec une probabilité de défaillance de 4%

${\ displaystyle L_ {3} = 0 {,} 47 \ cdot L_ {10}}$ en millions de tours avec 3% de probabilité de défaillance

${\ displaystyle L_ {2} = 0 {,} 37 \ cdot L_ {10}}$ en millions de tours avec une probabilité de défaillance de 2%

${\ displaystyle L_ {1} = 0 {,} 25 \ cdot L_ {10}}$ en millions de tours avec 1% de probabilité de défaillance

Si la vitesse n est variable, la vitesse moyenne doit être utilisée. Cette vitesse moyenne est calculée à partir des vitesses individuelles et de la durée d'action respective en % : ${\ displaystyle n _ {\ texte {m}}}$${\ displaystyle q}$

${\ displaystyle n_ {m} = n_ {1} \ cdot {\ frac {q_ {1}} {100}} + n_ {2} \ cdot {\ frac {q_ {2}} {100}} + \ dotsb }$

Comme le montre la deuxième formule, la charge sur le roulement due à la puissance a une très forte influence sur la durée de vie. Dans le cas de charges variables, des charges élevées qui ne sont efficaces que pendant une courte période ont donc une influence considérable sur la durée de vie. Ce qui suit s'applique alors à la charge dynamique équivalente :

${\ displaystyle P = {\ sqrt [{p}] {P _ {\ text {1}} ^ {p} \ cdot {\ frac {n _ {\ text {1}}} {n _ {\ text { m}} }} \ cdot {\ frac {q _ {\ texte {1}}} {100}} + P _ {\ texte {2}} ^ {p} \ cdot {\ frac {n _ {\ texte {2}}} { n _ {\ text {m}}}} \ cdot {\ frac {q _ {\ text {2}}} {100}} + \ dotsb}}}$

Exemple de calcul

L'arbre absorbe une force radiale de 12 kN à un point d'appui. L'arbre tourne à 6000 tr/min pendant le fonctionnement. Dans le cadre d'un roulement fixe / lâche, ce roulement doit être déplaçable axialement comme le roulement flottant, il ne doit donc pas absorber de forces axiales. Ce roulement doit être un roulement à rouleaux cylindriques. Il doit avoir une durée de vie d'au moins 10 000 heures.

Afin de sélectionner un roulement qui peut supporter cette charge, il faut d'abord déterminer la capacité de charge dynamique nécessaire. Pour ce faire, vous calculez d'abord la charge équivalente dynamique.

Pour le type de roulement à rouleaux cylindriques , les valeurs et peuvent être trouvées dans le catalogue des roulements ${\ style d'affichage X = 1}$${\ style d'affichage Y = 0}$

En d'autres termes: ${\ style d'affichage P = F_ {r}}$

Nous insérons maintenant le temps de fonctionnement requis de 10 000 heures, le nombre de tours et notre déterminé dans la formule pour . Cette formule n'a ensuite qu'à être convertie pour obtenir la charge dynamique nécessaire : ${\ displaystyle L_ {10h}}$${\ style d'affichage P}$${\ style d'affichage C}$

la fin

${\ displaystyle L_ {10h} = {\ frac {10 ^ {6}} {60 \ cdot n}} \ cdot \ gauche ({\ frac {C} {P}} \ droite) ^ {p}}$

volonté

${\ displaystyle C = \ gauche ({\ frac {L_{10h} \ cdot 60 \ cdot n} {10 ^ {6}}} \ droite) ^ {\ frac {1} {p}} \ cdot P}$

avec

${\ style d'affichage L_ {10h} = 10000}$

${\ displaystyle n = 6000 \, \ mathrm {min} ^ {- 1}}$

${\ style d'affichage p = 10/3}$

et

${\ displaystyle P = 12 \ \ mathrm {kN}}$

suit

${\ displaystyle C = \ left ({\ frac {10000 \ cdot 60 \ cdot 6000} {10 ^ {6}}} \ right) ^ {\ frac {3} {10}} \ cdot 12 \ \ mathrm {kN }}$

respectivement.

${\ displaystyle C = 140 \ \ mathrm {kN}}$

La capacité de charge dynamique doit donc être d'au moins . Un roulement approprié avec un diamètre d'arbre approprié peut maintenant être trouvé dans le catalogue de roulements. ${\ displaystyle C = 140 \ \ mathrm {kN}}$

Les valeurs indicatives suivantes peuvent être utilisées pour estimer la charge sur les roulements :

${\ displaystyle {\ frac {C} {P}}> 15}$ faible charge

${\ displaystyle {\ frac {C} {P}} <15}$ charge moyenne

${\ displaystyle {\ frac {C} {P}} <6}$ charge élevée

${\ displaystyle {\ frac {C} {P}} <3}$ charge très élevée sur le roulement

Lors de la conception du roulement, il est essentiel d'éviter les charges très élevées, même à basse vitesse. Les faibles charges doivent également être évitées, car les éléments roulants ne roulent pas, mais glissent. Les frottements de glissement doivent être évités à tout prix car ils provoquent une usure importante et une durée de vie raccourcie.

Dans le cas de roulements à billes à contact oblique ou de roulements à rouleaux coniques dans un roulement ajusté, une force radiale à absorber par le roulement provoque une force axiale interne, qui est prise en compte dans le calcul de la durée de vie à l' aide de facteurs et appropriés . ${\ style d'affichage X}$${\ style d'affichage Y}$

Pour la plupart des applications en génie mécanique général, la méthode de calcul de la durée de vie ci-dessus est suffisante. Dans certains cas, cependant, il peut être nécessaire d'effectuer un calcul de durée de vie prolongée, qui prend en compte d'autres influences telles que la viscosité du lubrifiant, la température de fonctionnement, la probabilité d'expérience et la propreté. La réglementation correspondante est également contenue dans la norme DIN ISO 281.

Schéma de désignation

Les roulements sont presque exclusivement sélectionnés dans des livres de tableaux ou des catalogues en ligne.

Les désignations consistent en des combinaisons de lettres et de chiffres qui sont structurées selon un principe logique normalisé dans la norme DIN 623 . Cela signifie que les roulements avec la même désignation peuvent être utilisés quel que soit le fabricant.

Le schéma de désignation comprend des préfixes, des identifiants de base et des suffixes. Un S608 2RS se décompose comme suit : un roulement en acier inoxydable (préfixe « S »), de dimensions principales 8 × 22 × 7 mm (code de base « 608 »), qui est scellé des deux côtés (suffixe « 2RS ») .

Dimensions du roulement

Les roulements sont largement standardisés tant au niveau de leurs dimensions (alésage, diamètre extérieur, largeur) que de leurs capacités de charge .

De plus, ces roulements sont également disponibles dans des blocs de roulement finis (voir unités de roulement , roulements de palier ), qui peuvent être pivotés ou avoir des tampons en caoutchouc pour absorber les chocs .

Certains modèles sont également fournis avec des rondelles d'étanchéité et des rondelles de graissage permanent ou de couvercle (voir joint ; suffixe : 2RS, ou 2Z ou, selon le fabricant, ZZ) afin que les surfaces de roulement soient protégées de la saleté ou de la poussière.

Une simple affectation de la désignation du roulement aux dimensions principales : Le diamètre de l'arbre (d) et le diamètre de la bague extérieure (D) peuvent être extraits du tableau suivant pour les roulements avec un diamètre d'arbre de 10 à 80 mm. Certains types de roulements sont également construits en différentes largeurs et peuvent donc être recherchés dans les catalogues des entrepôts (voir lien Web).

La désignation des différents types de roulements peut être déterminée comme suit (où "xxx" peut être tiré du tableau) : Pour ce faire, identifiez d'abord le type de roulement, puis le diamètre intérieur de la bague intérieure et le diamètre extérieur de la bague extérieure. Les roulements sont donc définis par deux diamètres nominaux .

Suivez maintenant la colonne de diamètre intérieur dans le tableau vers le bas et la rangée de diamètre extérieur vers la droite jusqu'au point d'intersection. Le numéro est ajouté à la désignation de type.

Exemple : Un roulement rigide à billes à une rangée, la désignation de type commence par 6, a d = 25 mm et D = 52 mm, au point d'intersection se trouve le numéro 205. Le roulement de remplacement approprié est donc un type 6205 avec un suffixe pour couvercle ou rondelles d'étanchéité.

Série de roulements courants

Les types spéciaux et les roulements à rouleaux rares ne sont pas répertoriés. Une distinction est faite entre

• 1xx = roulement à rotule sur billes, deux rangées (108, 126 à 129 et 135)
• 6xx = roulements rigides à billes à une rangée (603 à 609 et 617 à 630)
• 7xx = roulements à billes à contact oblique, une rangée (706 et 709xx)
• 1xxx = roulement à rotule sur rouleaux, à deux rangées, exécution étroite (12xx à 14xx)
• 2xxx = roulements à rotule sur billes, deux rangées, conception large (22xx et 23xx)
• 3xxx = roulements à billes à contact oblique, double rangée (30xx, 32xx et 33xx, 38xx et 39xx)
• 4xxx = roulement rigide à billes, double rangée (42xx et 43xx)
• 5xxx = roulement à rouleaux cylindriques (voir Nxxx et NNxxxx)
• 6xxx = roulements rigides à billes, à une rangée (60xx à 64xx)
• 7xxx = roulements à billes à contact oblique, une rangée (70xx, 72xx à 74xx)
• 11xxx = roulements à rotule sur billes avec bague intérieure large (112xx et 113xx)
• 16xxx = roulements rigides à billes, à une rangée, étroits (160xx et 161xx)
• 2xxxx = roulements à rotule sur rouleaux, deux rangées (222xx, 223xx, 223xx, 230xx à 233xx, 238xx à 241xx)
• 20xxx = roulement à barillet = roulement à rotule sur rouleaux à une rangée (202xx à 204xx)
• 29xxx = butée à rotule sur rouleaux (292xx - 294xx)
• 3xxxx = roulements à rouleaux coniques (302xx, 303xx, 313xx, 320xx, 322xx, 323xx, 329xx à 332xx)
• 51xxx = roulement rigide à billes axial, simple effet (511xx à 514xx)
• 52xxx = roulements rigides à billes axiaux, double effet (522xx à 524xx, 542xx à 544xx)
• 53xxx = roulement rigide à billes axial, simple effet avec rondelle-logement sphérique (532xx à 534xx)
• 54xxx = roulement rigide à billes axial, double effet avec rondelle-logement sphérique (542xx à 544xx)
• 6xxxx = roulements rigides à billes, à une rangée (617xx à 619xx, 622xx et 623xx, 630xx, 632xx à 633xx 638xx)
• 7xxxx = roulements à billes à contact oblique, une rangée (718xx et 719xx)
• 81xxx = roulements à rouleaux cylindriques axiaux, à une rangée (811xx à 812xx)
• 89xxx = roulements à rouleaux cylindriques axiaux, à une rangée (893xx à 894xx)
• 234xxx = roulements à billes axiaux à contact oblique, double effet (2344xx et 2347xx)
• 76xxxxx = roulements à billes axiaux à contact oblique, unidirectionnel (7602xxx et 7603xxx)
• Nxxx = roulements à rouleaux cylindriques à une rangée (NU, NJ, NUP - voir ci-dessous, RNU, NUB, NUC, NJP, NH, NUJ, RN, N, NF, NP, NCF ; NJF)
• NNxx = roulement à rouleaux cylindriques à double rangée (NN, NNU, NNC, NNCF, NNCL, NNF)
• Qxxx (x) = roulement à 4 points = roulement à billes à contact oblique avec bague extérieure fendue (Q2xx, Q3xx, Q10xx et Q12xx)
• QJxxx (x) = roulement à 4 points = roulements à billes à contact oblique avec bague intérieure fendue (QJ2xx, QJ3xx, QJ10xx et QJ12xx)

Cela facilite l'identification de tout roulement, peu importe à quel point il est rouillé.

Table de combinaison diamètre intérieur et extérieur

joint

De nombreux roulements sont disponibles dans des conceptions étanches. L'étanchéité est basée sur le principe de la bague d'étanchéité de l' arbre . Les désignations de joints spécifiques au fabricant suivantes sont possibles :

• Z = plaque de recouvrement en tôle unilatérale avec joint d'étanchéité
• ZZ / 2Z = comme ci-dessus, des deux côtés
• RS = joint en caoutchouc frottant unilatéral
• LU = comme ci-dessus
• 2RS = comme ci-dessus, des deux côtés
• LLU = comme ci-dessus
• EE = comme ci-dessus, toucher des deux côtés, faire glisser
• RZ = joint en caoutchouc unilatéral sans contact
• LB = comme ci-dessus
• 2RZ = comme ci-dessus, des deux côtés
• LLB = comme ci-dessus

Jeu axial

Le jeu axial est la quantité de roulements non installés par laquelle les bagues de roulement peuvent être décalées les unes contre les autres dans le sens axial d'une position d'extrémité à l'autre jusqu'au contact sans contrainte. Les roulements sont tournés dans le processus. En pratique, les roulements sont mesurés individuellement. La distance entre les deux faces d'extrémité (bague intérieure et extérieure) est mesurée. En les additionnant, on obtient la largeur de bague intermédiaire ou la quantité de bagues correspondantes (y compris la bague de roulement intérieure ou extérieure) à meuler. Pendant le fonctionnement, le roulement doit fonctionner avec un jeu axial nul ou avec une légère précharge. De ce fait, les efforts extérieurs sont répartis sur plus ou sur tous les éléments roulants.

Installation

Attachement

Selon qu'il s'agit d'un roulement fixe ou d'un roulement flottant, la bague extérieure et/ou la bague intérieure sont solidaires du palier ou de l'arbre.

Le moyen le plus simple est d'appuyer sur ou sur les deux anneaux. Pour ce faire, l'arbre et le boîtier doivent avoir une certaine tolérance dimensionnelle.

En gros, on peut supposer que la bague tournante (on parle ici de charge circonférentielle, extérieure ou intérieure) est réalisée avec un ajustement serré ( ajustement serré ) et la bague debout (charge ponctuelle) avec un ajustement lâche ( dégagement à l' ajustement de transition ) . Si des chocs agissent sur le roulement, les deux bagues sont collées. Un compromis doit être trouvé entre un (dé)montage aisé et l'empêchement de la rotation de la bague.

Sur un arbre, la bague intérieure peut également être serrée entre une collerette de butée (épaulement) et une vis de serrage ou un écrou, ou elle peut être pressée avec une douille de serrage .

Lors du processus de frettage , le roulement est porté à une température élevée (pour éviter une modification de la structure en acier, max. Environ 125 °C, selon le fabricant) (idéalement avec un appareil à induction). En raison du chauffage, l'ensemble du roulement se dilate, le roulement chauffé est maintenant rapidement poussé sur l'arbre froid. Lorsque le roulement refroidit, il se contracte à nouveau et repose extrêmement fermement sur l'arbre. Les limites de température doivent être respectées lors du chauffage.

Dans le boîtier, la bague extérieure avec le couvercle est généralement pressée contre un collier d'arrêt (épaulement) ou maintenue en place avec une bague de verrouillage . Avec les roulements flottants, la bague extérieure a un certain jeu longitudinal, mais la bague doit être enfoncée pour qu'elle ne tourne pas avec elle.

cas spéciaux

Les connexions adhésives se sont également avérées utiles pour les roulements de précision. Des adhésifs anaérobies avec des espaces adhésifs de 0,0004 à 0,001 x le diamètre de l'arbre ou de l'alésage du boîtier sont utilisés. Les limites de température sont comprises entre environ −20 °C et +100 °C. Un dosage d'adhésif adapté à l'application est important ; un excès d'adhésif peut pénétrer dans les roulements et les gripper.

Concepts de stockage

La disposition des roulements est divisée en stockage à lot fixe et stockage support-support . Le stockage support-support peut quant à lui être conçu comme un stockage flottant et un stockage ajusté .

Les montages de roulements tiennent compte du fait que l'élément à stocker ( arbre , axe , ...) se dilate lorsqu'il est chauffé. A l'exception du roulement surélevé , la dilatation thermique est autorisée sans que les roulements ne se déforment. Lors du choix de la disposition, les tolérances de fabrication doivent également être prises en compte.

Stockage en lots fixes

Avec le stockage fixe classique, l'un des roulements peut être déplacé et l'autre est fixe. Le palier fixe est monté sur l'élément à supporter de telle sorte qu'il ne puisse pas se déplacer dans le sens axial. Le palier fixe absorbe ainsi à la fois les efforts radiaux et axiaux. La taille de la force axiale maximale pouvant être absorbée dépend de la conception de ce roulement.

En contraste avec le fixe palier , le palier libre peut se déplacer dans la direction axiale. Aucune force axiale n'est absorbée par le palier flottant.

Support-support stockage

Avec ce type de stockage, chacun des deux roulements absorbe l'effort axial dans un seul sens.

Dans le cas du montage flottant 28 , un jeu axial est prévu entre les bagues intérieures ou extérieures des deux roulements afin de pouvoir compenser la dilatation thermique et d'éviter les tensions dans les roulements.

Dans le montage de roulements, des roulements à billes à contact oblique ou des roulements à rouleaux coniques sont utilisés et conçus de manière à pouvoir programmer la dilatation thermique se produisant en raison de la prise de tension standard axiale .

Unités de stockage

Les paliers complets sont un moyen particulièrement simple de stocker les arbres. Ils sont principalement utilisés dans la construction de machines spéciales et dans les machines agricoles. Ils se composent d'un roulement rigide à billes radial avec une bague extérieure sphérique (sphérique) et un boîtier de roulement.

Dans le boîtier, le roulement peut être ajusté de quelques degrés afin de compenser les désalignements. Les corps de palier sont en fonte grise , en fonte de métal léger , en plastique ou en tôle d'acier , selon l'utilisation prévue , et peuvent être facilement fixés au châssis de la machine.

Les formes de logement courantes sont :

• UCP et UCPE = paliers à semelle
• UCF et UCFE = roulements à bride carrée , quatre trous de montage,
• UCFL et UCFLE = roulement à bride, deux trous de fixation (FD),
• UCT = roulement à billes à insert radial.

• 

  Bloc d'oreiller

• 

  Palier à bride à quatre trous

• 

  Palier à bride à deux trous

• 

  Roulement à billes à insert radial

D'autres conceptions sont également disponibles, telles que les roulements à bride pouvant être serrés.

L'arbre est fixé soit avec des vis sans tête dans une bague intérieure prolongée d'un côté, soit avec une bague de serrage. A cet effet, la bague intérieure de l'unité de roulement et la bague de serrage ont chacune un évidement excentrique- conique.

D'autres conceptions

Les roulements peuvent également avoir lieu différemment de l'utilisation du roulement à composants remplaçables. La majorité - plus simple - des vélos ont des roulements coniques sur les roues, les vilebrequins (aussi: roulements centraux), les pédales et les commandes (roulements de fourche dans la tête de commande du cadre), qui doivent généralement aussi être ajustés et regraissés pour plus plus de cent ans . Les cônes sont vissés sur le filetage fin des axes de roues et, avec leur rainure conique, enfoncent les billes (éventuellement regroupées en bagues à billes) dans la rainure des coussinets qui sont fermement enfoncés dans les moyeux. Les cônes sont fixés par des contre-écrous avec peu ou pas de jeu de palier, selon la conception et l'état d'usure. Les axes de pédale se rétrécissent vers l'extérieur et ont une rainure de roulement conique roulée dans le côté le plus épais. Le petit cône extérieur des pédales en fibre de verre peut être vissé tout en étant riveté à l'axe. La plupart des supports de tête et de pédalier sont ajustés en vissant l'une des cuvettes de roulement, mais il existe également une conception inverse.

Afin de fabriquer les écrans d'ordinateur autrefois lourds , un support à gâteau et autres tourne-disques rotatifs avec des guides à billes entre deux anneaux métalliques minces d'un diamètre de 20 à 30 cm ont été développés. Des roulements linéaires à deux rangées de billes guident également de nombreux tiroirs de manière télescopique. Ces composants ne peuvent être ni ajustés ni séparés dans l'entrepôt.

Voir également

Dommages aux roulements

liens web

• "Réglage des roulements (rouleaux combinés) à l'aide d'excentriques, d'entretoises ou de plaques d'insertion". Tutoriels de mise en place , film vidéo. Dans : winkel.de , consulté en août 2019 (allemand)
• Film vidéo "Comment est fabriqué un roulement rigide à billes". (Commentaire en anglais)
• Petits roulements. Dans : fag-ina.at , consulté en février 2014
• Introduction du roulement antifriction. Notions de base sur les roulements , illustrées et animées. Dans : timken.com , consulté en mars 2014 (en anglais)
• Analyse des dommages aux roulements à rouleaux coniques. Analyse des dommages , illustrée. Dans : timken.com , consulté en mars 2014 (en anglais)

Preuve individuelle

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   • Catalogue interactif de roulements / roulements. SKF
   • Dessin technique - roulements. Dans : lehrerfreund.de , 7 novembre 2008
   • Calcul de la durée de vie des roulements à billes en plastique d' igus
6. ↑ schaeffler.com
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