Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
-
Dragan MILOVANOVIC : Chargé d’Applications Produits à la société Nadella, filiale de SNR et Torrington
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les différents types de roulements (billes, aiguilles et rouleaux) ne sont généralement pas concurrents mais complémentaires.
Les roulements à aiguilles sont caractérisés par l’utilisation d’éléments roulants de faible diamètre et de grande longueur. Ils sont d’un encombrement faible pour une aptitude aux charges élevée (figure 1) et leur utilisation s’est considérablement développée au cours de ces dernières années.
De types radiaux, axiaux ou combinés, ils trouvent leur place dans tous les domaines : automobile (figure 2), aéronautique et spatial, robotique et machine-outil, et chaque fois que des performances élevées dans un encombrement limité sont demandées par l’application.
Un souci permanent d’amélioration de la qualité et de la fiabilité des produits a mené les constructeurs à des progrès considérables tant dans le domaine de la conception que dans la fabrication des roulements à aiguilles. Citons notamment les nombreux progrès réalisés dans la fabrication des éléments roulants dont la rigueur géométrique des formes et des dimensions permet des guidages d’une précision sans égale. L’analyse des conditions d’utilisation grâce à des modèles mathématiques de plus en plus fins a permis d’optimiser la conception des roulements et même de l’adapter à des applications particulières. Cela a conduit, par exemple, à la quasi-disparition des couronnes d’aiguilles jointives au profit des cages à aiguilles, d’un montage plus souple tout en assurant un bien meilleur guidage des éléments roulants quelles que soient les conditions d’utilisation.
Hormis leur rapport charge/encombrement avantageux, les roulements à aiguilles sont caractérisés par un faible coût.
Qu’ils soient usinés dans la masse ou élaborés à partir de composants en tôle emboutie, ils permettent de faire face à tous les besoins : unitaires, petites et moyennes ou très grandes séries.
Ils permettent l’utilisation de matériaux adaptés à l’application, tels que les aciers à roulement traditionnels pour traitement à cœur, les aciers inoxydables ou de haute température, ainsi que les feuillards à faible teneur en carbone pour traitement superficiel.
Ils peuvent intégrer des fonctions additionnelles diverses telles qu’étanchéité ou pistes de roulement. Ainsi est-il courant de proposer des butées à aiguilles couplées à des plaques traitées. Qu’elles soient additionnelles ou intégrées à l’ensemble, elles évitent l’usinage précis et le traitement des pistes de roulement par l’utilisateur.
Le tableau 1 donne à titre comparatif les caractéristiques principales des différents types de roulements à aiguilles.
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Montage et bruit
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3. Lubrification
3.1 Nécessité de la lubrification
Dans le but d’optimiser un roulement, il est important d’étudier non seulement l’influence de la fatigue sur la durée de vie mais aussi l’environnement, c’est-à-dire la lubrification. Les progrès technologiques ont rendu possible l’étude de l’effet de la lubrification sur la durée de vie.
Les lubrifiants pour roulements doivent répondre à trois exigences fondamentales :
-
lubrifier en séparant les surfaces en contact et réduire le frottement ; dans des conditions de lubrification satisfaisantes, les surfaces des roulements sont séparées par un mince film de lubrifiant qui évite le contact métal sur métal et, par conséquent, le frottement et l’usure qui en résulteraient ;
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assurer le transfert de la chaleur ; les lubrifiants sont également utilisés pour évacuer la chaleur développée, au niveau des surfaces de contact, vers les surfaces moins chaudes des logements ou vers un échangeur de chaleur ;
-
protéger de la corrosion et des impuretés ; les lubrifiants doivent aussi protéger les surfaces rectifiées des roulements de la corrosion ou d’un environnement agressif.
La durée de vie du roulement est ainsi liée à l’efficacité du film d’huile qui dépend :
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de la nature du lubrifiant ;
-
de la capacité du lubrifiant à tenir en vitesse ;
-
de la capacité du lubrifiant à tenir en température ;
-
de la charge du roulement ;
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de la vitesse du roulement.
Une lubrification inefficace (mauvais choix du lubrifiant) entraîne un échauffement anormal qui augmente d’autant plus vite que les calories produites sont mal évacuées. Le jeu radial du roulement diminue, se réduit, voire s’annule, ce qui augmente les contraintes et accélère encore l’échauffement. Ce processus entraîne la destruction du lubrifiant et endommage le roulement (grippage).
Une lubrification insuffisante entraîne l’usure des éléments roulants et des chemins de roulement et peut amener la destruction prématurée du roulement, avant qu’il n’atteigne la durée de vie théorique calculée suivant la méthode ISO 281 ...
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Lubrification
BIBLIOGRAPHIE
NORMES
-
Produits pétroliers. Pénétrabilité au cône des graisses lubrifiantes (ISO 2137). - NF T 60-132 - 5-70
-
Produits pétroliers. Essai dynamique des propriétés antirouille des graisses lubrifiantes. - NF T 60-135 - 12-89
-
Rolling bearings. Thrust ball bearings. Tolerances. - ISO 199 - 1979
-
Wälzlager. Wälzlagertoleranzen. Meßverfahren für Maß- und Lauftoleranzen. - DIN 620/I - 5-91
-
Wälzlager. Wälzlagertoleranzen. Toleranzen für Radiallager. - 620/II - 2-88
-
Wälzlager. Toleranzen für Axiallager. - 620/III - 6-82
-
Wälzlager. Wälzlagertoleranzen. Radiale Lagerluft. - 620/IV - 8-87
-
Wälzlager. Metrische Lagerreinen. Grenzmaße für Kantenabstände. - 620/VI - 6-82
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