Différents types de roulements
Le roulement est l'un des principaux composants de nombreuses machines et est utilisé dans de nombreux secteurs, de l'automobile au pétrole et au gaz, en passant par la fabrication et l'aérospatiale. Au fil du temps, la liste des différents types de roulements s'est allongée et se divise désormais en roulements lisses, à billes, à rouleaux et à usage spécial.
Chacune de ces catégories propose une longue liste de versions différentes, chacune conçue pour des situations spécifiques. La grande variété de produits pose généralement des défis de choix pour de nombreux revendeurs, distributeurs et utilisateurs finaux.
Acheter en se concentrant sur des points importants tels que la vitesse, les conditions de travail, les exigences de chargement et les considérations de désalignement peut contribuer à améliorer le succès de Usinage CNC projets. Tous ces points et d'autres ont été abordés dans cette couverture des différents types de roulements.
Lisez la suite pour plus d’informations.
Qu'est-ce qu'un roulement ?
Un roulement dans une configuration
Un roulement est un composant mécanique intégré à un système mécanique pour remplir différentes fonctions, principalement pour fluidifier et simplifier le mouvement ou la rotation. Il assure cette fonction par transfert de force et de mouvement, soit directement (roulement avec contact), soit indirectement (roulement sans contact) avec la source de la force ou du mouvement.
Les composants fondamentaux du roulement sont :
- Bague intérieure et chemin de roulement
- Bague extérieure et chemin de roulement
- Éléments roulants
- Cage
Pièces d'un roulement
Le bague intérieure est la plus petite et repose sur l'arbre. Pour les roulements à billes, cette bague présente une piste de roulement en forme de rainure, tandis que pour les roulements à rouleaux, elle est plate. La même piste de roulement est présente sur le bague extérieure, mais faisant face au centre du roulement.
Les roulements tournent en douceur grâce à la présence de billes ou de rouleaux qui se déplacent entre les bagues extérieure et intérieure. Ces composants sont plus connus sous le nom de éléments roulants.
Étant donné que ces pièces absorbent la majeure partie des frottements, leur conception et leur fabrication doivent être réalisées avec expertise. La qualité de surface et la symétrie des éléments roulants doivent être parfaites pour améliorer les performances et minimiser la production de chaleur et de bruit.
When the cage L'ajout d'un roulement à billes à l'ensemble forme un roulement complet. Sa fonction principale est de garantir le maintien des éléments roulants.
Quelle est la fonction d'un roulement ?
Les roulements jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement fluide, efficace et sûr des machines, améliorant l'efficacité mécanique et contrôlant les mouvements. Si leur fonction principale, souvent associée à la réduction des frottements, est leur utilité, ces composants mécaniques sont utiles à bien d'autres égards.
Ils supportent les charges, répartissent les charges et dissipent la chaleur pour un fonctionnement sûr des machines.
Supporter et répartir les charges
Les roulements sont généralement fixés sur vilebrequin Montages et autres arbres destinés à supporter des charges, par exemple l'arbre d'un moteur automobile. Comme le roulement supporte la charge, l'arbre peut tourner en douceur.
Types de charges sur un roulement
Réduction de la friction
C'est la fonction la plus reconnaissable du roulement. Partout où l'on utilise des roulements, que ce soit dans la commande des soupapes du soupapes de moteur de voiture, le train d'atterrissage d'un avion, une roue de voiture ou des bras robotisés dans un établissement médical, ils remplacent le mouvement de glissement par un mouvement de roulement.
Cela réduit efficacement les frottements entre les pièces mobiles. Autrement dit, les roulements que nous allons énumérer ici améliorent le mouvement rotatif ou linéaire sur un axe fixe.
Minimiser l'usure
En supportant le poids et le mouvement, les roulements peuvent réduire considérablement l'usure des pièces mobiles. Ils offrent une surface lisse permettant aux forces opposées d'interagir. Outre l'amélioration de la durabilité de ces pièces, cela minimise également les coûts de maintenance.
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Catégorisation des différents types de roulements
Les roulements sont généralement classés en paliers lisses, roulements à billes, roulements à rouleaux, roulements montés et roulements spéciaux. Une méthode efficace pour analyser les différents types de roulements consiste à catégoriser ces composants mécaniques selon leur conception et leur fonction, quel que soit votre secteur d'activité.
Les propriétés de mouvement, les applications et le type de charge idéal pour chacun de ces types de roulements sont distincts, il est donc utile d'explorer leurs caractéristiques.
Type de roulement 1 : Palier lisse
Le palier lisse est le type le plus basique et le plus répandu, réputé pour sa simplicité et sa polyvalence. Son mécanisme est simple : les surfaces glissent les unes contre les autres grâce à la lubrification.
Palier lisse
Contrairement à d'autres options comme les roulements à rouleaux et à billes, les paliers lisses ne comportent aucune pièce mobile. Ils sont conçus par emmanchement serré, le roulement et la pièce mobile étant en contact direct. Leur absence d'entretien est idéale pour les applications où la durabilité et un faible coût d'exploitation sont prioritaires, par exemple dans les Arbres à cames.
Il existe plusieurs types de paliers lisses, notamment les paliers à manchon et les paliers à bride.
Type de roulement 2 : roulement à billes
Les roulements à billes, qui font partie des roulements à éléments roulants, se caractérisent par des éléments de roulement sphériques qui permettent au dispositif mécanique de supporter efficacement les charges axiales et radiales. Cette classe comprend des modèles tels que les roulements à billes à contact oblique, les roulements à billes à gorge profonde, les roulements à rotule sur billes et les butées à billes.
Roulements à billes à contact oblique
Les roulements à billes à contact oblique sont conçus pour supporter des charges axiales importantes. Leurs pistes sont inclinées dans le sens axial, créant ainsi un angle de contact incliné entre la bille et les pistes.
Roulements à billes à contact oblique
Roulements à billes à gorge profonde
Ces roulements à billes sont dotés de bagues extérieure et intérieure à rainures profondes qui permettent aux billes de supporter des charges axiales et radiales. Ces types de roulements sont courants dans les applications à grande vitesse, comme les démarreurs automobiles, les broches CNC de haute précision et les scies rotatives.
Roulements à billes auto-alignants
Ce type de roulement à billes est conçu pour minimiser les frottements et supporter les charges sur les arbres présentant un désalignement de trois degrés. Que ce désalignement soit dynamique ou axial, ces roulements restent applicables.
Grâce à leur capacité d'auto-ajustement, ces roulements sont utiles dans les chargeurs, les générateurs, les pompes et autres machines de ce type.
Butées à billes
L'application principale des butées est de supporter la charge axiale sur un arbre, empêchant ainsi toute poussée axiale. Ces butées ne sont pas idéales pour supporter des charges radiales, car elles sont exclusivement conçues pour les charges axiales.
Butée à billes
Vous pouvez retrouver ces composants dans les broches de machines-outils, les embrayages automobiles et les boîtiers de direction, entre autres applications.
Type de roulement 3 : roulement à rouleaux
Parmi les roulements à rouleaux, les pièces les plus distinctives sont les rouleaux cylindriques, conçus pour supporter des charges importantes. Cette catégorie de roulements comprend des options telles que les roulements à rouleaux cylindriques, les roulements à aiguilles, les roulements à rouleaux sphériques et les roulements à rouleaux coniques.
Roulements à rouleaux cylindriques
Les roulements à rouleaux cylindriques sont constitués de rouleaux cylindriques logés dans les chemins de roulement. Leur contact linéaire avec les bagues optimise la répartition de la charge sur une large surface. Ces roulements sont courants dans les applications soumises à des charges radiales importantes, comme dans l'automobile. arbre de transmissions et moteurs électriques.
Types de roulements à aiguilles
Roulement à aiguilles
Ce type de roulement est composé de paliers fins et longs, disposés dans le carter. Leurs extrémités peuvent être coniques ou hémisphériques. Cette conception est idéale pour supporter les charges radiales élevées des moteurs deux temps, des distributeurs de fil des machines textiles et des servomoteurs des robots industriels, entre autres.
Roulements à rouleaux sphériques
Ces roulements sont parfaits pour supporter des charges radiales importantes et certaines charges axiales. Ils sont équipés de rouleaux sphériques conçus pour compenser les désalignements angulaires. On les retrouve dans les arbres d'éoliennes, les machines minières et les laminoirs.
Roulements à rouleaux coniques
Comme leur nom l'indique, ces roulements à rouleaux sont dotés de rouleaux coniques dont les axes de rotation convergent. Populaires dans les applications automobiles, ils supportent des charges radiales et axiales.
Roulement à rouleaux coniques
Type de roulement 4 : roulement à usage spécial
Les deux premières catégories de roulements déjà évoquées sont considérées comme standard et sont donc les plus courantes dans les applications liées à Services d'usinage CNC. Cependant, il existe des cas où ces composants mécaniques peuvent être inadéquats : limites dimensionnelles très strictes, conditions de travail extrêmes, exigences de charge uniques, etc.
Des roulements à usage spécifique sont utilisés dans ce cas. Ils sont disponibles en trois types principaux : les paliers à air, les paliers linéaires et les paliers magnétiques.
Paliers à air
Palier à air
Les roulements peuvent également être appelés roulements aérodynamiques ou aérostatiques car leur conception est basée sur le concept d'un mince film d'air supportant la charge au lieu du contact direct standard entre Pièces CNC.
Ces composants sont réputés pour leurs faibles vibrations et leur excellente précision de rotation, propriétés essentielles dans des applications telles que les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) et le micro-usinage.
Roulements linéaires
Il s'agit d'un autre type de roulement unique, extrêmement populaire pour les applications de mouvement linéaire. Ces roulements se caractérisent par un mouvement en ligne droite, souvent sur des arbres ou des rails, et utilisent des roulements à billes à recirculation.
roulement linéaire
Paliers magnétiques
Ces roulements supportent des charges et assurent un mouvement ou une rotation fluide grâce à des forces magnétiques. Leur configuration peut être 100 % magnétique ou conventionnelle. Bien qu'il existe de nombreuses variétés de roulements, les roulements magnétiques actifs (AMB) sont les plus répandus.
Roulements fluides
Les paliers fluides sont une catégorie particulière de paliers utilisant une fine couche de fluide lubrifiant. Ces paliers, principalement à base d'huile, sont utilisés dans des applications telles que les satellites, les générateurs d'électricité, les turbines à gaz, l'automobile et l'aérospatiale.
Palier fluide
Type de roulement 5 : roulements montés
Les roulements montés, ou unités de roulement, sont livrés pré-assemblés avec leur boîtier. Conçus pour faciliter l'installation et la maintenance, ils sont généralement fabriqués en acier inoxydable ou en fonte.
Les versions populaires de roulements montés sont les paliers à bride, les paliers suspendus et les paliers à semelle.
Roulement à bride
Palier à bride
Ce type de roulement monté est doté d'un insert à billes et d'un logement à bride. Ce logement est non seulement essentiel au montage, mais aussi à la protection du roulement contre les contaminants lors d'une utilisation en CVC, manutention et applications connexes.
Roulement de suspension
palier de suspension
Fidèle à son nom, le palier de suspension est conçu pour être fixé aux arbres de transmission, notamment dans les applications aérospatiales et automobiles. Il est particulièrement adapté aux assemblages à vis.
Roulement de bloc d'oreillers
roulement de bloc d'oreiller
Les trous de montage du roulement à palier sont perpendiculaires à l'arbre. Sa conception robuste en acier embouti et en fonte est idéale pour les applications industrielles.
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Comment choisir différents types de roulements
Le choix d'un roulement influence les performances et la durabilité des machines. Il est donc judicieux d'évaluer tous les facteurs avant de décider quel type de roulement utiliser.
Compte tenu de toutes les options que nous avons décrites ci-dessus, des facteurs tels que les conditions de fonctionnement, la nature de la charge, la précision et la rigidité sont importants dans le processus de sélection.
Plage de vitesse
La vitesse de rotation ou de mouvement est un facteur crucial pour tous les types de roulements. Un roulement conçu pour des vitesses élevées est généralement conçu avec des matériaux, des formes et une orientation adaptés. En général, les roulements à rouleaux sont destinés aux applications lentes, tandis que les roulements à billes conviennent aux applications à grande vitesse.
Conditions de travail
Les conditions de fonctionnement font référence à tous les éléments, météorologiques et artificiels, susceptibles d'affecter les performances du roulement. Le roulement est-il capable de fonctionner de manière optimale en présence de chaleur, de saleté, de vibrations, d'humidité, etc. ?
La température, par exemple, peut altérer les propriétés des matériaux et l'efficacité de la lubrification. Un roulement destiné à être utilisé dans des environnements à haute température doit être conçu pour y résister.
Tolérance de désalignement
Dans de nombreux cas, le roulement est exposé à des composants mal alignés. Dans ce cas, la tolérance du roulement à de telles situations est importante. Même en présence de arbre du moteur En cas d'écarts, le roulement devrait fonctionner de manière optimale. Envisagez l'utilisation de roulements à rouleaux sphériques pour des performances optimales en cas de mauvais alignement.
Exigences de chargement
L'intensité et la direction de la charge sont des facteurs importants à prendre en compte pour le choix du type de roulement et de son utilisation. Ce composant doit supporter à la fois les forces radiales et les forces axiales associées. Les roulements coniques supportent parfaitement les charges axiales, tandis que les roulements à rouleaux supportent parfaitement les charges radiales importantes.
Pour en savoir plus: Intérieurs et fabrication de voitures personnalisées, Matériaux et fabrication d'intérieurs de voitures sur mesure
Conclusion
S'il existe une liste de héros méconnus de la mécanique, les différents types de roulements en font partie. Les systèmes performants et performants des composants aérospatiaux, des machines industrielles et des biens de consommation, entre autres applications, doivent leur efficacité à ces puissants moteurs.
Chez Boda, nous savons qu'il est essentiel de trouver le roulement adapté à chaque application. Notre expertise approfondie en usinage CNC de précision garantit des performances optimales pour les roulements et autres composants.
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