Roulements radiaux expliqués : types, applications et performance

Qu'est-ce qu'un roulement radial ?

Un roulement radial est un type de roulement à éléments roulants qui est principalement utilisé pour supporter des charges radiales. Certains types classiques de roulements radiaux incluent les roulements à billes à gorge profonde, les roulements à aiguilles et les roulements à rouleaux cylindriques. Qu'est-ce qu'un roulement à éléments roulants ? Les roulements à éléments roulants peuvent être subdivisés en roulements radiaux, roulements à contact oblique ou roulements de butée selon le type de charge que le roulement va supporter.

Les roulements à éléments roulants fonctionnent avec un faible frottement de roulement, les rendant appropriés pour les essieux. Quand ils portent des charges relativement légères comme les vélos, les roulements à billes sont largement utilisés. D'autre part, quand on vise à supporter des charges plus lourdes ou les charges pourraient être significativement affectées pendant les virages, le roulement à rouleaux coniques est préféré, par exemple, dans un camion. Quant au support de charges axiales comme les applications d'arbres verticaux, les roulements de butée sont les roulements préférés. Certains styles classiques de roulements de butée incluent les roulements à billes de butée, roulements à rouleaux cylindriques de butée, roulements à rouleaux sphériques de butée et roulements à rouleaux coniques de butée.

Dans certaines applications lourdes où un faible frottement est requis, les roulements hydrostatiques et magnétiques, qui n'ont pas d'élément roulant dans la structure, sont aussi populaires à utiliser. Bien que dans certaines conditions les roulements radiaux aient la capacité de porter des charges de butée limitées, l'utilisation principale du roulement radial, comme son nom l'implique, est pour les applications radiales.

Que considérer lors de l'utilisation de roulements radiaux ?

Comme mentionné, les roulements radiaux créent un faible frottement pendant les opérations. Ces roulements radiaux accomplissent leur mission avec des charges nominales maximales et une haute performance. Pour avoir des durées de vie aussi longues que possible, les roulements devraient être correctement lubrifiés avec des lubrifiants tels que l'huile et la graisse.

Les lubrifiants appropriés devraient avoir au moins une viscosité dynamique minimale qui est appropriée pour les roulements radiaux particuliers. La lubrification peut être incorporée avec des huiles, qui ont des avantages incluant la permission de charges plus élevées que les charges nominales maximales. Cependant, l'huile devrait être maintenue dans les roulements par différentes méthodes sinon l'opération du roulement radial a généralement tendance à manquer de ce type de lubrifiant.

L'utilisation d'huile comme élément de lubrification est appropriée pour les applications qui effectuent les opérations mécaniques à des températures relativement plus basses, où l'huile ne deviendra pas plus chaude que 50 °C, et dans les conditions, l'huile devrait être régulièrement remplacée une fois par an. Dans les applications où l'huile devient plus chaude que 50 °C mais plus froide que 100 °C, l'huile devrait être remplacée quatre fois par an. Aussi, dans les moteurs de véhicules, les lubrifiants deviennent 100 °C, donc le moteur est équipé d'un filtre à huile pour maintenir la qualité de l'huile, avec l'aide de l'accessoire, l'huile peut être remplacée moins fréquemment que les huiles dans les roulements radiaux.

Dans le cas où le roulement radial est utilisé sous oscillation, l'huile est un choix idéal pour la lubrification. Quand la graisse est requise pour la lubrification, il est recommandé d'utiliser de la graisse avec une vitesse de saignement plus élevée et une viscosité d'huile de base plus basse. En plus, lors de l'application de la lubrification à la graisse, la composition devrait être appropriée pour les paramètres qui sont créés dans l'opération.

Différents types de roulements radiaux

Les roulements radiaux peuvent être principalement divisés en trois sortes de roulements à éléments roulants, incluant les roulements à billes à gorge profonde, les roulements à aiguilles et les roulements à rouleaux de type cylindrique. Les roulements roulants peuvent supporter et porter une grande variété de charges légères à lourdes en plaçant des billes ou des rouleaux entre les bagues de roulement. Les bagues de roulement sont aussi appelées pistes. Les mouvements relatifs entre les bagues de roulement mènent au roulement des billes ou rouleaux avec peu de résistance.

● Roulement à billes à gorge profonde :

La conception à gorge profonde des roulements radiaux est le style le plus commun et classique des roulements radiaux. Les roulements à billes utilisent des billes pour maintenir la séparation entre les bagues. Les roulements peuvent être faits d'une grande variété de matériaux, par exemple, acier inoxydable, nitrure de silicium, acier au chrome, et ainsi de suite. La plupart des roulements à billes ont une capacité de charge relativement plus faible due à la taille et la zone de contact plus petite entre l'élément roulant et les pistes que les autres roulements roulants. Cependant, ils sont capables de tolérer le désalignement des bagues intérieures et extérieures.

Dans les roulements radiaux à billes à gorge profonde, les dimensions des bagues de roulement sont très similaires à celles des billes qui travaillent en eux. Les roulements à billes à gorge profonde permettent des charges plus lourdes qu'un type à gorge peu profonde, et ils peuvent être utilisés pour des charges radiales et axiales tout comme les roulements à contact oblique. Cependant, le style à gorge profonde des roulements radiaux manque le choix dans l'angle de contact de la capacité de charge.

Les roulements à billes à gorge profonde peuvent réduire efficacement le frottement de rotation. Une piste sera stationnaire tandis qu'une autre sera attachée à l'arbre ou au moyeu. Les billes fournissent une résistance beaucoup plus faible que l'arrangement où les surfaces glissent l'une contre l'autre.

● Roulements à rouleaux cylindriques :

Les roulements à rouleaux utilisent typiquement des cylindres qui sont plus grands en dimensions que les diamètres. La plupart des roulements à rouleaux ont tendance à avoir une capacité de charge plus élevée que les roulements à billes pour la charge radiale. Cependant, sous charges axiales, ils ont un frottement relativement élevé et une faible capacité de charge.

La capacité de ce type de roulement radial réduit typiquement rapidement chaque fois que les bagues de roulement intérieures et extérieures sont désalignées. Comme tous les types de roulements radiaux, la charge externe sera constamment rafraîchie et distribuée parmi les rouleaux cylindriques. En général, moins de la moitié des rouleaux supportent une portion considérable de charge.

● Roulements à rouleaux à aiguilles :

Quant au troisième type de roulements radiaux, le roulement à rouleaux à aiguilles, ce sont un style spécial de roulements à rouleaux. Dans la structure du roulement à rouleaux à aiguilles, il y a des rouleaux cylindriques longs et significativement minces qui travaillent. Dans les types de roulements à rouleaux généraux, les rouleaux cylindriques sont seulement légèrement plus longs que le diamètre. Cependant, dans ce type de roulement radial, les rouleaux à aiguilles sont au moins 4 fois plus longs que le diamètre. Ils sont aussi efficaces pour réduire le frottement de rotation de la surface et grandement appropriés pour les charges radiales.