Principes de conception du frottement et des roulements

Avez-vous déjà glissé sans effort sur une patinoire ? Ou glissé sur un plancher de bois dans vos chaussettes ? Si vous ne l'avez pas fait, vous devez absolument le faire. Si c'est le cas, vous avez fait l'expérience de l'apesanteur exaltante qui découle d'un faible frottement. Bien qu'il s'agisse d'une force essentielle dans notre monde matériel, la friction peut causer des problèmes, en particulier dans les machines.

Les compresseurs d'air y remédient en utilisant des roulements pour atténuer la friction pendant le processus de compression, mais tous les roulements ne sont pas créés égaux. Aujourd'hui, nous allons examiner les avantages et les inconvénients de trois types de roulements couramment utilisés dans les compresseurs. Avant de commencer, prenons un moment pour examiner la physique du frottement.

Qu'est-ce que le frottement ?

Selon le dictionnaire Merriam-Webster, le frottement est "la force qui résiste au mouvement relatif entre deux corps en contact". Il existe deux types de frottement :le frottement statique et le frottement cinétique. Le frottement statique est la force nécessaire pour initier un mouvement entre deux objets immobiles. Le frottement cinétique est la force de résistance entre deux objets en mouvement.

Le frottement statique est supérieur au frottement cinétique. Pensez à essayer de pousser une lourde boîte sur le sol. Vous devez appliquer plus de force pour initier le mouvement que pour maintenir la boîte en mouvement.

Lors de la détermination du frottement entre deux objets, quelques facteurs doivent être pris en compte. Le coefficient de frottement détermine la façon dont les objets s'accrochent les uns aux autres (chaque objet a son propre coefficient), et la force normale presse les objets l'un contre l'autre. Le couple et la traction entrent en jeu lorsque l'un des objets en mouvement est un pneu en rotation.

Des frottements élevés peuvent générer de la chaleur et user les objets. Essayez de vous frotter les mains et vous vous sentirez immédiatement plus chaud. Le même principe s'applique aux pièces d'un compresseur. Comme ils se frottent continuellement les uns contre les autres et créent de la chaleur, ils s'usent plus rapidement qu'ils ne le feraient avec moins de frottement. Heureusement, des éléments comme les roulements offrent moins de friction aux compresseurs d'air, leur permettant de fonctionner plus rapidement sans s'user.

Types de roulements

Il existe trois principaux types de roulements utilisés dans les compresseurs, chacun avec ses propres avantages et inconvénients.

Roulement à rouleaux

Les roulements à rouleaux sont généralement le type de roulement le moins cher. Ils ont des charges radiales, ce qui signifie que la charge agit à angle droit par rapport à l'axe de rotation du roulement. Les roulements à rouleaux ont généralement une longue durée de vie et sont l'une des premières conceptions de roulements connues.

Roulement à rouleaux coniques

Les roulements à rouleaux coniques sont un type de roulements à rouleaux de forme conique. Ceux-ci sont souvent plus chers que les roulements à rouleaux, mais ils peuvent supporter des charges radiales et axiales. Une charge axiale exerce une force parallèle à l'axe de rotation. Étant donné que les roulements à rouleaux coniques peuvent supporter modérément les deux forces de charge, ils ont tendance à s'user plus rapidement que les roulements à rouleaux.

Roulements à billes

Les roulements à billes sont le type de roulement le plus cher. Ils peuvent supporter des charges radiales et axiales, et ils sont très fiables. Il existe de nombreux types de roulements à billes, notamment à contact oblique, axiaux et à gorge profonde.

La prochaine fois que vous patinerez ou que vous glisserez simplement dans la maison dans vos chaussettes, pensez à la physique derrière le plaisir. Bien qu'une faible friction puisse être agréable, elle permet également à votre machine de fonctionner plus efficacement tout au long de sa durée de vie.

Quel type de roulement votre compresseur utilise-t-il ? Faites-nous savoir votre préférence dans les commentaires ci-dessous.