Explorer les types de roulements : billes, rouleaux et options de précision

1. ROULEMENTS À BILLES :

Un roulement à billes à gorge profonde est un type de roulement à rouleaux qui utilise des billes pour maintenir la séparation entre les parties mobiles.

La tâche d'un roulement à billes est de réduire le frottement de rotation et de transmettre des charges radiales et axiales. Il y parvient en utilisant au moins deux bagues pour maintenir les billes et transmettre les charges à travers elles. Généralement une bague est fixe. La rotation d'une bague fait aussi tourner les billes. Comme les billes roulent, elles ont un coefficient de frottement bien plus faible que si deux surfaces plates tournaient l'une par rapport à l'autre.

Les roulements à billes ont tendance à avoir une capacité de charge inférieure due à leur taille que d'autres roulements à rouleaux, du fait de la plus petite surface de contact entre billes et chemins de roulement. Cependant, ils tolèrent certains désalignements des bagues intérieures et extérieures.

Comparés aux autres roulements à rouleaux, les roulements à gorge profonde sont les moins chers, principalement grâce au faible coût de production des billes. Il existe plusieurs conceptions courantes, chacune avec différents compromis. Ils peuvent être en acier inoxydable, acier chromé et céramique. Un roulement hybride a des billes en céramique et des bagues métalliques.

1.1. Roulement à billes à une rangée :

a) Général : Le roulement à rangée rigide offre un excellent rapport qualité-prix ; il est relativement universel.

b) Aptitudes : Bonne capacité pour charges radiales et axiales dans les deux sens. Présente un pivotement et existe en version instrumentée pour déterminer la vitesse de rotation de l'arbre.

c) Applications : Utilisés dans tous les domaines du génie mécanique (volets, roulements de turboréacteur, engrenages d'hélicoptère, équipements de pont...). Disponible avec un segment permettant le blocage axial sans paroi de retenue dans le logement.

1.2. Roulement à billes à deux rangées :

a) Général : Ces roulements exigent un bon alignement entre l'arbre et le logement.

b) Aptitudes : Permettent charges radiales et axiales élevées dans les deux sens. Parfois on voit un mode préférentiel pour les gorges de remplissage. Ce roulement peut être monté seul ou avec un autre (quand l'alignement est requis).

c) Applications : Pompes, réducteurs (roue et vis), équipements...

1.3. Roulement à billes à deux rangées auto-alignant :

a) Général : Le roulement auto-alignant a deux rangées de billes et une gorge sphérique concave commune dans la bague extérieure. Il est par conséquent auto-alignant et insensible aux désalignements angulaires de l'arbre par rapport au logement.

b) Aptitudes : Les roulements auto-alignants à bague intérieure étendue sont conçus pour applications moins exigeantes avec arbres de qualité commerciale. La tolérance de trou spéciale permet un montage/démontage facile.

c) Applications : Particulièrement adaptés aux applications avec flèche d'arbre ou désalignement significatif attendu. En outre, ils ont le frottement le plus faible de tous les roulements à rouleaux, permettant un fonctionnement plus froid même à haute vitesse. Les roulements à bague intérieure allongée sont axiaux sur l'arbre par une goupille ou vis à tête cylindrique dans une rainure d'un côté de la bague, empêchant aussi la rotation de la bague sur l'arbre. Quand deux tels roulements supportent un arbre, ils doivent être positionnés avec les rainures face à face ou aux positions externes des bagues extérieures. Sinon, l'arbre n'est localisé axialement que dans un sens.

1.4. Roulement à contact oblique à une et deux rangées :

a) Général : Les roulements à contact oblique ont des gorges dans les bagues intérieure et extérieure décalées l'une par rapport à l'autre vers l'axe du roulement. Ils sont conçus pour supporter des charges combinées, c'est-à-dire radiales et axiales agissant simultanément.

b) Aptitudes : La capacité de charge axiale augmente avec l'angle de contact. L'angle de contact est l'angle entre la ligne joignant les points de contact de la bille aux gorges dans le plan radial (transfert de charge) et une ligne perpendiculaire à l'axe. L'angle varie de 15° à 40° mesuré par rapport à une ligne perpendiculaire à l'axe. Ce sont des roulements de poussée unidirectionnels supportant de lourdes poussées et charges radiales modérées.

c) Applications : Peuvent avoir divers types de joints ou protections. Les joints offrent meilleure protection et rétention de graisse que les protections, mais vitesses maximales plus basses. Roulements de support de vis à billes conçus pour applications vis à billes ou vis de pression. Certains peuvent être à bride. Différentes options de lubrification.

2. ROULEMENTS À ROULEAUX :

Les roulements à rouleaux sont parmi les plus utilisés en industrie. Ils portent ce nom car ils supportent la charge en plaçant des éléments ronds entre deux parties. Quand les éléments bougent, ces éléments roulent, aidant à porter la charge.

La plupart utilisent des cylindres dont la longueur dépasse légèrement le diamètre. Les roulements à rouleaux ont une capacité de charge radiale supérieure aux roulements à billes, mais frottement plus élevé et capacité axiale faible sous charges axiales.

2.1. Applications des roulements à rouleaux :

Utilisés dans applications rotatives pour remplacer le mouvement de glissement par roulement à faible frottement. Les techniques de réglage automatisées offrent avantages : temps de réglage réduit, coût d'assemblage, réglage fiable. Pour choisir le bon roulement, il faut déterminer la durée de vie souhaitée et un classement de charge dynamique de base suffisant. Utilisés dans production d'énergie, éoliennes, entraînements d'engrenages, laminoirs, broches de machines-outils, unités de réduction d'engrenages, etc. Ce sont les plus anciens roulements à éléments roulants connus.

2.2. Roulements cylindriques à une et deux rangées :

a) Général : Supportent charges axiales dans un seul sens. Généralement utilisés par paires, s'opposant. Leur jeu doit être réglé pour obtenir bonne rigidité. Peuvent aussi être montés côte à côte.

b) Aptitudes : Supportent charges combinées à composante axiale prédominante à hautes vitesses. Roulements standard : angle de contact ~40° ; roulements de précision : 15° ou 25°. Roulements montés par paires ont limites de vitesse inférieures aux roulements simples.

c) Usages : Avions, roulements de turboréacteurs, moteurs électriques, alternateurs, balais de machines, etc.