Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les différents types de roulements sont présentés : roulements à billes, butées à billes, roulements à rouleaux, butées à rouleaux, paliers intégrés. Leur codification, leurs propriétés et leurs variantes particulières sont présentés. Les règles de l'art concernant le montage, les jeux, les précharges, les ajustements et les réglages sont ensuite expliquées. On aborde ensuite les aspects lubrification, entretien et protection des roulements, aspects parfois négligés mais qui conditionnent fortement leur durée de vie opérationnelle.
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The different types of rolling bearings are presented: ball bearings, thrust ball bearings, roller bearings, thrust roller bearings and integrated bearings. Their codification, properties and specific variants are listed. The best practices concerning installation, backlashes, preloading, fittings and settings are then explained. Following, lubrication, maintenance and protection of rolling bearings are then dealt with; although these aspects are sometimes neglected however they nevertheless significantly influence the operational life duration.
Auteur(s)
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Michel MORET : Ingénieur de l'École centrale lyonnaise - Master of science in mechanical engineering - Ingénieur d'applications à la société SNR Roulements
-
Pascal GUAY : Ingénieur de l'Institut national des sciences appliquées de Lyon - Docteur ès sciences - Expert en tribologie chez EADS Astrium Satellites
INTRODUCTION
Le roulement assure à lui seul plusieurs fonctions principales : il permet une rotation rapide avec un minimum de frottement, en supportant des charges radiales ou axiales importantes, et assure aussi le positionnement précis de l'arbre, avec une capacité plus ou moins grande à reprendre les défauts d'alignement, selon le type de roulement utilisé. Pour répondre à toutes ces exigences, il existe plusieurs types de roulements, chaque type offrant plusieurs variantes (avec flasques, avec billes céramique, sans cage…).
Le roulement à billes offre un faible frottement grâce au contact ponctuel mais en revanche sa capacité de charge est limitée. Le roulement à rouleaux offre une forte capacité de charge grâce au contact linéaire mais son frottement est plus élevé. Le rouleau peut être de forme cylindrique, conique ou sphérique. Parmi ces trois formes, seul le rouleau conique peut être préchargé pour supprimer le jeu. Le roulement à rotule sur rouleaux utilise des rouleaux sphériques et offre à la fois une grande capacité de charge, une grande durée de vie et une capacité de rotulage dans un faible encombrement. C'est le type de roulement le plus élaboré et le plus onéreux.
Face à cette diversité, il n'est pas évident de choisir le bon roulement pour une application donnée, et de sélectionner ensuite le montage et les jeux les mieux adaptés aux conditions de fonctionnement du roulement (vitesse, température, propreté, vibrations…).
Cet article présente les différents types de roulements (sauf le roulement à aiguilles qui fait l'objet d'un article séparé), en détaillant leurs spécificités ainsi que les variantes de chaque type. Il expose ensuite les règles de conception et de montage, dont le calcul des jeux qui est un sujet difficile mais indispensable pour réaliser une conception saine.
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mounting | backlash
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Propriétés de chaque type de roulement
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3. Conception d'une ligne d'arbre
Le sujet du montage des roulements est complexe, car toutes les pièces de l'assemblage sont sujettes à des déformations élastiques, non seulement lors de l'assemblage, mais aussi ultérieurement sous l'effet des variations de température, des charges exercées, des vibrations, de la force centrifuge…
Le principe de fixation qui sera adopté devra éviter le mouvement relatif des bagues sur leur portée, tout en respectant la précision du roulement, son jeu de fonctionnement, ses limites en charge, en vitesse ou en température. Une conception isostatique est préférable si on veut maîtriser les efforts qui peuvent s'exercer sur les roulements au cours de leur vie. Ainsi, les efforts agissant sur les roulements sont bien maîtrisés, sans effort parasite qui pourrait dégrader le fonctionnement, augmenter le couple de frottement ou accélérer l'usure. La figure 8 montre les chemins de roulements dans le cas d'un mésalignement important.
3.1 Montage isostatique d'un arbre
Un arbre est généralement supporté par deux roulements, parfois trois.
-
Montage isostatique
Quand l'arbre est supporté par deux roulements, comme chaque roulement offre un léger rotulage, il suffira de libérer le degré de liberté de translation axiale pour rendre isostatique la ligne d'arbre (figure 9).
Idéalement, chaque palier devrait être rotulé et l'un des deux devrait libérer le degré de liberté de translation axiale. En pratique, il suffit de libérer les degrés de liberté sur de faibles débattements :
-
on limite les moments transverses en évaluant les défauts d'alignement et en choisissant des types de roulements qui tolèrent ces défauts. Dans le cas d'un défaut d'alignement important (au-delà de 0,5o), on choisira un roulement à rotule ;
-
on supprime l'effort axial en installant un jeu axial, ou en bloquant un seul des paliers et en laissant les autres libres de glisser axialement. Par exemple, dans la figure 9, le degré de liberté de translation axiale se situe au niveau du contact rouleau/bague interne.
-
-
Montage hyperstatique
Quand l'arbre est supporté par trois roulements ou plus, le montage est hyperstatique. Cela signifie que des efforts parasites (dénommés « inconnues hyperstatiques »)...
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Conception d'une ligne d'arbre
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SNR (Société Nouvelle du Roulement) - Le roulement de roue dans l'automobile. - Dossier technique SNR, no 021.
-
(2) - SNR (Société Nouvelle du Roulement) - Causes de détérioration prématurée des roulements. - Dossier technique SNR, no 010.
-
(3) - SKF (Svenska Kullager Fabriken – Fabrique suédoise de roulements à billes) - Catalogue général SKF. -
-
(4) - SNR (Société Nouvelle du Roulement) - Catalogue général Industrie SNR. - 692 p. Disponible en téléchargement sur le site http://www.ntn-snr.com/industry/fr/fr-fr/index.cfm?page= /industry/home/supports_vente
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
SNR : NTN-SNR Technique du roulement http://www.ntn-snr.com/group/fr/fr-fr/index.cfm?page=/group/home/technique_roulement [page consultée le 30 septembre 2012]
SKF : SKF Documentation http://www.skf.com/portal/skf_fr/home/documentation?contentId=055956〈=fr [page consultée le 30 septembre 2012]
UTBM : UTBM (Université de Technologie de Belfort-Montbéliard) Histoire de roulements https://www.utbm.fr [page consultée le 30 septembre 2012]
Fab : Roulements à billes – Comment c'est fait ? – Vidéo Dailymotion http://www.dailymotion.com/video/x5apy_roulements-a-billes-comment-c-est-f_tech# [page consultée le 11 décembre 2012]
Cette vidéo de 4 minutes montre comment sont fabriqués les roulements et les billes
Roller : Le point sur les roulements à billes de roller : description, anatomie https://www.rollerenligne.com/materiel-roller/point-complet-roulements-de-roller/
Informations techniques qui intéresseront les pratiquants de roller
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