Les roulements sont des composants indispensables utilisés dans une large gamme de systèmes mécaniques, permettant un mouvement fluide et efficace tout en réduisant la friction. Il en existe différents types, chacun étant adapté à des applications spécifiques. Dans cet article de blog, nous donnerons un aperçu de certains des roulements les plus courants, notamment les roulements à billes et à rouleaux, leurs types respectifs et leurs compétences en matière de manipulation des forces, des vitesses et des charges.
Les roulements sont des dispositifs mécaniques constitués d'une bague intérieure, d'une bague extérieure, d'éléments roulants (billes ou rouleaux) et d'une cage. Ils sont utilisés pour supporter des charges radiales et/ou axiales, faciliter le mouvement de rotation ou linéaire et réduire la friction entre les pièces mobiles. Les roulements trouvent des applications dans l'automobile, l'aérospatiale, les machines industrielles, la construction, l'agriculture, les mines, le médical, la gestion des déchets et bien d'autres secteurs où la fluidité du mouvement et la capacité de charge sont cruciales.
Charges axiales ou radiales
Un point clé de comparaison entre les différents types de roulements est leur capacité à supporter des charges. UN charger est simplement la force appliquée à un roulement. Ces charges peuvent être radiales ou axiales. Radial les charges sont des charges appliquées perpendiculairement à l'arbre, tandis que axial les charges sont des charges appliquées dans la même direction de l’arbre. UN combiné la charge est celle qui applique à la fois des forces radiales et axiales au roulement. Différents roulements ont des capacités de gestion de charge variables.
Roulements à billes vs roulements à rouleaux
Les roulements à billes et les roulements à rouleaux sont deux types distincts de roulements présentant des différences clés dans leur conception et leur fonctionnalité. Les roulements à billes utilisent des billes d'acier qui roulent entre les chemins de roulement intérieur et extérieur pour faciliter le mouvement. Ils offrent un faible frottement et d’excellentes capacités à grande vitesse. Alors que les roulements à billes excellent dans les applications à grande vitesse, les roulements à rouleaux sont préférés pour les situations de charges lourdes. Les roulements à rouleaux utilisent des rouleaux cylindriques ou coniques pour supporter les charges. La plus grande zone de contact des éléments roulants permet aux roulements à rouleaux d'offrir plus de rigidité, de stabilité et une capacité de charge plus élevée que les roulements à billes.
Roulements à bille
Roulements à billes à gorge profonde : Les roulements à billes à gorge profonde sont le type de roulements à billes le plus courant. Ils disposent de rainures profondes pour les chemins de roulement, leur permettant de supporter des charges radiales et axiales. Leur faible couple les rend compétents dans les applications à grande vitesse. Les roulements à billes à gorge profonde sont faciles à entretenir et peu sensibles aux conditions de fonctionnement, ce qui les rend bien adaptés à une variété d'applications.
Roulements à billes à auto-alignement : Les roulements à billes à auto-alignement sont constitués de deux rangées de billes guidées par une cage et d'un chemin de roulement à bague intérieure à double rangée. En raison de leur construction, ces roulements ont la capacité de s'adapter au désalignement entre l'arbre et le boîtier, ce qui les rend adaptés aux applications avec possibilité de déflexion ou de désalignement de l'arbre. Ils offrent une bonne capacité de charge radiale et sont couramment utilisés dans les applications à vitesses modérées.
Roulements à billes à contact oblique : Les roulements à billes à contact oblique peuvent supporter des charges combinées en raison de leur construction. Leurs chemins de roulement de bague intérieure et extérieure sont décalés l'un par rapport à l'autre dans la direction de l'axe du roulement. La capacité de charge axiale augmente à mesure que l'angle de contact (l'angle entre la ligne joignant les points de contact de la bille et les chemins de roulement dans le plan radial et une ligne perpendiculaire à l'axe du roulement) augmente. Cette conception leur permet de résister à des charges axiales élevées dans une seule direction tout en offrant une bonne capacité de charge radiale.
Roulements de butée à billes : les roulements de butée à billes sont conçus pour supporter des charges axiales uniquement et ne doivent pas être soumis à des charges radiales. Ils sont disponibles en versions simple et double direction. Les conceptions unidirectionnelles se composent de deux rondelles rainurées (rondelles d'arbre et de logement) avec des éléments roulants (billes) entre les deux. Les conceptions à double direction comportent trois rondelles et deux ensembles bille et cage, qui sont séparés par la rondelle d'arbre. Les butées à billes comportent des composants facilement séparables et interchangeables et sont mieux utilisés dans les applications à basse vitesse.
Roulements à rouleaux
Roulements à rouleaux coniques : Les roulements à rouleaux coniques peuvent supporter des charges combinées dans une seule direction. Ils sont dotés de chemins de roulement en forme de cône et de coupelle qui permettent une transmission efficace des forces radiales et axiales. Les roulements à rouleaux coniques peuvent être combinés en configurations à deux ou quatre rangées qui leur permettent de supporter des charges combinées dans les deux sens. Les roulements à rouleaux coniques conviennent mieux aux applications à vitesse moyenne avec des charges combinées.
Roulements à rotule sur rouleaux : Les roulements à rotule sur rouleaux sont conçus pour supporter de lourdes charges radiales et des charges axiales modérées. Ils sont conçus de la même manière que les roulements à billes à alignement automatique, mais utilisent des rouleaux à rotule comme éléments roulants. Cela leur permet de compenser le désalignement. Ils ont un anneau extérieur en forme de tonneau avec deux rangées de rouleaux et peuvent être ouverts ou scellés. Les roulements à rotule sur rouleaux excellent dans les applications impliquant des vitesses élevées, des charges lourdes et des charges de choc.
Roulements à rouleaux cylindriques : Les roulements à rouleaux cylindriques ont une capacité de charge radiale très élevée et une capacité de charge axiale modérée, selon leur configuration. Ils sont constitués de rouleaux cylindriques et conviennent aux applications avec des forces radiales élevées et des vitesses élevées, tout en étant capables de résister à des charges de choc.
Roulements à aiguilles : les roulements à aiguilles ont des rouleaux cylindriques minces qui offrent une capacité de charge élevée dans une conception compacte. Ils excellent dans les applications avec un espace radial limité et des exigences de charge radiale élevées, mais ne sont pas conçus pour supporter des charges axiales. Les éléments roulants sont plusieurs fois plus longs que leur diamètre, jusqu'à 10 fois dans certains modèles. Les roulements à aiguilles sont mieux utilisés dans les applications avec un espace limité et des charges radiales élevées.
Il s’agit d’une introduction de base à certains des roulements les plus couramment utilisés. Comprendre les différents types de roulements et leur maîtrise des forces de manipulation, des vitesses et des charges aide à sélectionner le roulement le plus adapté à des applications spécifiques. En prenant en compte ces facteurs, les ingénieurs et les concepteurs peuvent garantir des performances, une durabilité et une efficacité optimales de leurs machines et systèmes.
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