Quels types de roulements pour les applications à hautes charges ?


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Date de publication : 24/09/2023

Temps de lecture : 4 Minutes

Résumé

Les applications à hautes charges requièrent des roulements robustes et spécialement conçus pour supporter des forces importantes tout en assurant une rotation fluide.

Un roulement est un composant mécanique dont la fonction est de guider un ensemble tournant. Le roulement permet ainsi à un élément de tourner par rapport à un autre. Pour cette raison, les roulements sont des composants de haute précision qui permettent aux équipements de se déplacer à différentes vitesses tout en supportant efficacement des charges importantes. Ils doivent offrir une précision et une durabilité élevées, ainsi que la capacité de fonctionner à des vitesses élevées avec un minimum de bruit et de vibrations. Il existe différents types de roulements conçus pour supporter différents types de charges.

Comment choisir un roulement ?

Il y a plusieurs facteurs importants à prendre en compte lors du choix des roulements. Le premier facteur à considérer est la charge que le roulement peut supporter. Il existe deux types de charges :

  • Charge axiale : Parallèle à l’axe de rotation
  • Charge radiale : Perpendiculaire à l’axe

 

Chaque type de roulement est spécifiquement conçu pour supporter des charges axiales ou radiales. Certains roulements peuvent même supporter les deux charges : c’est ce qu’on appelle une charge combinée. Un autre facteur à considérer est la vitesse de rotation. Certains roulements peuvent supporter des vitesses élevées.

Quelle est la charge axiale ?

La charge radiale agit perpendiculairement à l'axe de rotation du roulement, le long du chemin de roulement de la bille ou du rouleau interne. Elle est principalement responsable de la capacité du roulement à supporter des charges verticales ou horizontales appliquées de manière latérale sur l'arbre ou l'axe, telles que le poids d'une machine, les forces de coupe ou les charges de freinage.

Quelle est la charge radiale ?

La charge axiale se manifeste sous forme de force agissant directement le long de l'axe de rotation du roulement. Sa fonction principale est de soutenir des charges qui sont appliquées dans la même direction que l'arbre ou l'axe, comme les forces de poussée ou de traction. Ces deux types de charges sont essentiels pour la conception et le fonctionnement efficace des roulements dans diverses applications industrielles et mécaniques. VOIR PLUS

La principale différence entre ces deux types de charges réside dans leur direction. Les charges radiales sont appliquées perpendiculairement à l'axe du roulement, tandis que les charges axiales sont appliquées le long de l'axe du roulement. Il existe différents types de roulements conçus pour supporter différents types de charges. Par exemple, les roulements à billes sont généralement utilisés pour supporter des charges radiales, tandis que les roulements à rouleaux coniques sont utilisés pour supporter des charges radiales , axiales et combinées.

Avantages des roulements à rouleaux

Faible frottement : La conception optimisée des faces des rouleaux et l'état de surface de l'épaulement réduisent le frottement, ce qui diminue les échauffements et l'usure. Cela permet de maintenir une précharge stable et réduit le bruit en fonctionnement.

Longue Durée de Service : Les profils spéciaux des pistes des roulements et les profils logarithmiques des pistes des roulements répartissent efficacement la charge, réduisent les contraintes aux extrémités des rouleaux et améliorent la résistance aux défauts d'alignement et à la flexion de l'arbre, par rapport aux profils conventionnels.

Fiabilité Opérationnelle Améliorée : Les surfaces de contact optimisées favorisent la formation d'un film lubrifiant hydrodynamique, améliorant la fiabilité opérationnelle.

Cohérence des Profils et Dimensions des rouleaux : Les rouleaux sont fabriqués avec des tolérances très serrées pour une répartition optimale de la charge, une réduction du bruit et des vibrations, et une précharge précise.

Montage Rigide : Un montage rigide peut être obtenu en utilisant deux roulements à rouleaux coniques en opposition avec une précharge.

Période de rodage Réduite : Les roulements réduisent considérablement la période de rodage, minimisant ainsi l'usure et les pointes de température grâce à une conception améliorée et à une installation et une lubrification appropriées.

Séparables et interchangeables : Les roulements à rouleaux coniques sont séparables, ce qui facilite le montage, le démontage et les inspections de maintenance. Les composants de roulements de même taille sont interchangeables.

Les différents types de roulements à billes

Il existe de nombreux roulements à billes avec des caractéristiques différentes : 

Roulements à billes à contact oblique : Les roulements à billes à contact oblique sont caractérisés par la présence d’un angle formé par les points de contact des bagues et des billes. Cette inclinaison permet au système de supporter des charges axiales et des charges combinées. La capacité de charge axiale de ces composants augmente en fonction de l’angle de contact.

Roulements rigides à billes : Les roulements rigides à billes sont des composants polyvalents. Ce sont les roulements les plus courants et les plus répandus dans diverses applications. Ils possèdent des gorges profondes au niveau des pistes de roulement et sont caractérisés par un faible frottement et une vitesse de rotation élevée. Ces types de roulements sont capables de fonctionner correctement même avec des défauts d’alignement.

Roulements à rotule sur billes : Les roulements à rotule sur billes sont composés de deux rangées de billes, d’une piste de roulement sphérique dans la bague extérieure et de deux chemins dans la bague extérieure. Ils sont insensibles aux défauts angulaires. Ils sont donc adaptés pour les cas d’alignement difficiles.

Quel roulement fait le plus de bruit entre les deux types ?

Les roulements à rouleaux font généralement plus de bruit que les roulements à billes. Cela est dû au fait que les rouleaux sont plus grands et plus lourds que les billes, et qu'ils génèrent donc plus de friction lorsqu'ils glissent sur les pistes de roulement. De plus, les rouleaux ont tendance à être moins étanches que les billes, ce qui permet à plus de particules étrangères de pénétrer dans le roulement et d'augmenter le bruit.

Cependant, il existe certains types de roulements à rouleaux qui sont plus silencieux que d'autres. Par exemple, les roulements à rouleaux coniques sont généralement plus silencieux que les roulements à rouleaux cylindriques.

Y a-t-il des exigences particulières en matière de maintenance ?

Le choix du lubrifiant est primordial pour garantir les performances et la durabilité des roulements. La lubrification remplit plusieurs fonctions importantes, notamment : 

  • Favorise le mouvement 
  • Eviter l'usure et la fatigue prématurée 
  • Réduire les frictions internes
  • Assurer l'étanchéité des roulements contre les objets extérieurs
  • Réduire le bruit de fonctionnement
  • Protéger le roulement contre la corrosion 

 

Dans l’ensemble, la lubrification à la graisse est simple, efficace et nécessite peu d’entretien et constitue la solution idéale. Il est toutefois recommandé d'utiliser le même système de lubrification que la machine dans laquelle le roulement est intégré, si celle-ci fonctionne à l'huile. Le choix entre graisse et huile dépend en grande partie de la charge, du type de fonctionnement (continu ou intermittent) et de la vitesse de rotation du roulement. Sous de lourdes charges, en fonctionnement continu et à vitesse de rotation élevée, l’huile est la solution idéale pour assurer le bon fonctionnement du système de roulement.

A noter : Pour bénéficier d'une expertise personnalisée et approfondir vos connaissances dans nos produits, nous vous encourageons vivement à vous rendre dans nos locaux ou à contacter nos spécialistes produits.

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