Qu'est-ce qu'un roulement à rouleaux?

Les roulements à rouleaux sont des composants essentiels des systèmes mécaniques qui impliquent un mouvement rotatif ou oscillant. Contrairement aux roulements à billes, qui utilisent des éléments de roulement sphériques, les roulements à rouleaux utilisent des rouleaux cylindriques, effilés ou en forme d'aiguille pour transporter des charges et réduire les frictions entre les pièces mobiles. Cette structure leur permet de prendre en charge les charges radiales plus lourdes et, selon la conception, les charges axiales également.

Les roulements à rouleaux se trouvent couramment dans un large éventail d'industries, de l'automobile et de l'aérospatiale aux machines lourdes et à la production d'électricité. Leur capacité à gérer la rotation à grande vitesse tout en minimisant l'usure et la perte d'énergie en fait un composant essentiel pour améliorer l'efficacité et la longévité de l'équipement.

Comprendre les différents types de roulements à rouleaux, leur fonctionnement et comment les installer correctement est vital pour les ingénieurs, les équipes de maintenance et les opérateurs de machines dans les secteurs.

Comment fonctionne un roulement à rouleau

Les roulements à rouleaux fonctionnent en utilisant des éléments roulants (rouleaux) placés entre deux anneaux concentriques appelés races ou voies de course. Ces rouleaux roulent lorsque la course intérieure (connectée à l'arbre rotatif) se déplace, tandis que la course extérieure reste immobile ou tourne à une vitesse différente. Ce mouvement roulant réduit considérablement le coefficient de frottement par rapport au mouvement coulissant, permettant un fonctionnement plus lisse sous des charges lourdes.

Voici comment les composants de base fonctionnent ensemble:

1. Anneau intérieur : s'adapte étroitement sur la tige rotative et se déplace avec.

2. Anneau extérieur : généralement monté sur un boîtier stationnaire.

3. Rouleaux : positionnés entre les anneaux intérieurs et extérieurs, ils roulent sous charge, permettant à l'arbre de tourner avec une résistance minimale.

4. Cage (retenue) : maintient les rouleaux espacés uniformément et guide leur mouvement, empêchant le contact entre les rouleaux individuels.

Selon la conception des roulements, les roulements à rouleaux peuvent s'adapter:

1. Charges radiales : perpendiculairement à l'arbre.

2. Charges axiales (poussées) : parallèle à l'arbre.

3. Charges combinées : à la fois radiale et axiale simultanément.

Une lubrification et un alignement appropriés sont des facteurs clés qui influencent les performances, la durée de vie et les niveaux de bruit du roulement.

Quels sont les types de roulements à rouleaux

Les roulements à rouleaux sont disponibles en plusieurs types, chacun conçu pour s'adapter aux conditions de charge spécifiques et aux environnements opérationnels. Explorons les principaux types et leurs applications.

Roulement à rouleaux à aiguille

Un roulement à rouleaux à aiguille utilise de longs rouleaux minces qui ressemblent à des aiguilles. Ces rouleaux ont un rapport longueur / diamètre élevé, ce qui permet au roulement de prendre en charge des charges radiales élevées tout en maintenant un profil compact.

Applications :

• Boîtes de vitesses

• Moteurs à deux temps

• Transmissions automobiles

Avantages :

• Conception d'économie d'espace

• Excellente capacité de charge par rapport à la taille

• Bonne résistance aux chocs

Roulement à rouleaux sphériques

Les roulements à rouleaux sphériques sont conçus pour gérer à la fois des charges radiales et axiales élevées. Leurs rouleaux sont en forme de baril et peuvent s'auto-aligner, ce qui les rend adaptés aux applications où un désalignement ou une déviation de l'arbre peut se produire.

Applications :

• Équipement d'exploitation

• Papeterie

• Machinerie lourde

Avantages :

• Capacité de charge élevée

• Tolérer le désalignement

• Durable dans des environnements sévères

Roulement à rouleaux effilés

Un roulement à rouleaux effilés se compose de voies de course à anneaux intérieures et extérieures effilées, avec des rouleaux coniques entre les deux. Ces roulements sont spécialement conçus pour transporter des charges axiales et radiales combinées.

Applications :

• Centres de roues automobiles

• Spindles de la machine-outil

• Boîtes de vitesses

Avantages :

• Excellente capacité de charge dans les deux directions

• Robuste sous le choc et l'impact

• Gère efficacement la poussée

Roulement à rouleaux cylindriques

Les roulements à rouleaux cylindriques utilisent des rouleaux cylindriques droits. Contrairement aux rouleaux effilés, ils ne transportent que des charges radiales et fournissent des capacités à grande vitesse en raison de la réduction des frottements de roulement.

Applications :

• Moteurs électriques

• Pumps

• Compresseurs

Avantages :

• Frottement faible

• Performance à grande vitesse

• Capacité de charge radiale élevée

Roulement à rouleaux droit

Un roulement à rouleaux droit fait généralement référence à une conception cylindrique standard sans aucune inclination dans les éléments roulants. Il est souvent utilisé de manière interchangeable avec un roulement à rouleaux cylindrique , bien qu'il puisse se référer plus spécifiquement à la géométrie des rouleaux.

Applications :

• Systèmes de tapis roulant

• Applications rotatives à charge lourde

Avantages :

• Simplicité

• Rigidité élevée

• Effectif de rentabilité dans les environnements à faible charge et à faible complexité

Comprendre le bon type de roulement à rouleaux pour votre application est crucial. L'utilisation du mauvais type peut entraîner une usure précoce, des problèmes de désalignement et une défaillance potentielle du système.

Comment installer un roulement à rouleaux

Une bonne installation d'un roulement à rouleaux garantit des performances optimales, empêche la défaillance précoce et réduit les coûts de maintenance. Suivez ce guide étape par étape pour une installation de roulements efficace:

1. Préparation

• Inspectez les pièces : assurez-vous que l'arbre, le boîtier et le roulement sont propres et exempts de entailles ou de fouilles.

• Vérifier les tolérances : Vérifiez que les dimensions de l'arbre et du boîtier correspondent aux spécifications de roulement.

• Rassemblez des outils : vous aurez généralement besoin d'un radiateur de roulement (pour l'ajustement d'interférence), des jauges de feeller, des indicateurs de cadran et des gants propres.

2. Montant le roulement

• Montage froid (roulements plus petits) :

• Appliquez une fine couche de lubrifiant sur l'arbre.

• Faites glisser le roulement sur l'arbre à l'aide d'une force lumineuse ou d'une presse à roulement.

• Évitez d'appliquer une pression directement sur les éléments roulants.

• Montage chaud (roulements plus grands) :

• Chauffer le roulement à environ 80–100 ° C (176–212 ° F) à l'aide d'un radiateur à induction.

• Faites rapidement glisser le roulement élargi sur l'arbre.

• Laissez-le refroidir et rétrécir sur l'arbre naturellement.

3. Assemblage du logement

• Positionnez doucement le roulement avec une arbre dans le boîtier.

• Si vous utilisez un boîtier fendu, assurez-vous que l'ajustement est bien ajusté et aligné.

• Fixez le couvercle du boîtier ou le capuchon à l'aide de boulons, en appliquant les valeurs de couple recommandées.

4. Lubrification

• Appliquez le type et la quantité de lubrifiant correct (généralement de la graisse ou de l'huile) comme spécifié par le fabricant.

• Pour les roulements graissés, assurez-vous que la cavité de roulement est remplie d'environ un tiers pleine pour éviter l'excès de chaleur.

5. Alignement et test

• Utilisez un indicateur de cadran pour vérifier le désalignement.

• Faites pivoter l'arbre manuellement pour vérifier le fonctionnement lisse.

• Démarrez la machine à basse vitesse et augmentez progressivement aux conditions de fonctionnement normales.

• Surveillez la température et le bruit pendant le fonctionnement initial.

Une mauvaise installation peut entraîner un désalignement, une défaillance du lubrifiant et des problèmes de vibration. Il est crucial de suivre les directives du fabricant pour garantir les performances de palier de pointe.

Conclusion

Les roulements à rouleaux sont des composants indispensables dans les systèmes mécaniques qui nécessitent un support de charge et un mouvement de rotation en douceur. Des roulements à rouleaux à aiguille qui économisent de l'espace aux roulements à rouleaux sphériques qui permettent un désalignement, chaque type sert un objectif unique basé sur la conception et l'application.

Choisir le bon roulement - qu'il s'agisse d'un roulement à rouleaux effilés pour votre essieu de voiture ou un roulement à rouleaux cylindrique pour les machines à grande vitesse - est essentiel aux performances du système et à la durabilité. Une installation, une lubrification et une maintenance appropriées améliorent encore leur efficacité et leur durée de vie.

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