Les roulements sont des composants essentiels des équipements mécaniques. Leur fonction principale est de soutenir les pièces rotatives des machines et de réduire le coefficient de frottement des charges mécaniques lors de la transmission.
Les roulements sont classés selon la direction de la charge ou l'angle de contact nominal comme : roulements radiaux, butées.
Ils sont également classés selon le type d'élément roulant comme : roulements à billes, roulements à rouleaux.
Selon qu'ils peuvent être auto-alignés, ils sont divisés en roulements à alignement automatique et en roulements non auto-alignants (rigides).
Selon le nombre de rangées d'éléments roulants, ils sont divisés en roulements à une rangée, roulements à deux rangées et roulements à plusieurs rangées.
Selon que les composants peuvent être séparés, ils sont divisés en roulements séparables et non séparables.
En outre, il existe également une classification basée sur la forme et la taille de la structure.
Cet article partage principalement les caractéristiques, les différences et les utilisations correspondantes de 14 roulements courants.
Roulement à billes à contact oblique
Il existe un angle de contact entre la bague intérieure et la bille, avec des angles standards de 15°, 30° et 40°. Plus l'angle de contact est grand, plus la capacité de charge axiale est grande. Un angle de contact plus petit est plus avantageux pour une rotation à grande vitesse. Les roulements à une rangée peuvent résister à des charges radiales et à des charges axiales unidirectionnelles. Structurellement, deux roulements à billes à contact oblique à une rangée sont combinés dos à dos pour partager une bague intérieure et extérieure, capables de résister à des charges radiales et à des charges axiales bidirectionnelles.
Roulements à billes à contact oblique
Principales applications :
Une seule rangée : broches de machines-outils, moteurs haute fréquence, turbines à vapeur, séparateurs centrifuges, roues avant de petites voitures, petits arbres de transmission différentiels.
Double rangée : pompes à huile, soufflantes Roots, compresseurs d'air, divers types de transmissions, pompes d'injection de carburant et machines d'impression.
Billes en acier à double rangée, avec le chemin de roulement de la bague extérieure conçu comme une forme sphérique, qui permet un réglage automatique du désalignement de l'arbre causé par la flexion ou l'excentricité de l'arbre ou du boîtier. Le roulement à alésage conique peut être facilement monté sur l'arbre à l'aide de fixations et résiste principalement aux charges radiales.
Roulements à billes à alignement automatique
Principales applications : Arbres de transmission pour machines à bois et machines textiles, roulements d'arbre à alignement automatique avec sièges verticaux.
Ce type de roulement comporte des rouleaux sphériques entre la bague extérieure à chemin de roulement sphérique et les doubles bagues intérieures. Selon leur structure interne, ils sont divisés en quatre types : R, RH, RHA et SR. Du fait que le centre de courbure du chemin de roulement de la bague extérieure coïncide avec le centre du roulement, il présente des performances d'auto-alignement. Par conséquent, il peut s'ajuster automatiquement à la déflexion ou à l'excentricité de l'arbre ou du boîtier causée par un désalignement axial et peut résister aux charges radiales et aux charges axiales bidirectionnelles.
Roulements à rotule sur rouleaux
Principales applications : machines de fabrication du papier, réducteurs, essieux de véhicules ferroviaires, boîtes de vitesses de laminoirs, cols de laminoirs, concasseurs, tamis vibrants, machines d'impression, machines à bois, divers réducteurs industriels et roulements à rotule sur rouleaux verticaux à paliers à coussinets.
Roulements à rotule sur rouleaux
Dans ce type de roulement, les rotules sur rouleaux sont disposées de manière inclinée. Du fait que la surface du chemin de roulement du siège est sphérique, elle possède des propriétés d'auto-alignement et peut permettre une certaine inclinaison de l'arbre. Il a une très grande capacité de charge axiale et peut également supporter plusieurs charges radiales tout en supportant des charges axiales. Généralement, une lubrification à l'huile est utilisée pendant le fonctionnement.
Principales applications : générateurs hydrauliques, moteurs électriques verticaux, arbres d'hélice de navires, réducteurs pour vis à rouler utilisés dans les laminoirs, les grues à tour, les broyeurs à charbon, les extrudeuses et les machines de formage.
Roulements à rouleaux coniques
Ce type de roulement est équipé de rouleaux coniques guidés par la grande face frontale de la bague intérieure. La conception garantit que les sommets de chaque surface conique du chemin de roulement intérieur, du chemin de roulement extérieur et de la surface de roulement de l'élément roulant se croisent en un point sur l'axe du roulement. Les roulements à une rangée peuvent résister aux charges radiales et aux charges axiales unidirectionnelles, tandis que les roulements à deux rangées peuvent résister aux charges radiales et aux charges axiales bidirectionnelles. Ils conviennent aux charges lourdes et aux impacts.
Roulements à rouleaux coniques
Utilisations principales : Automobiles - roues avant et arrière, transmission, petit arbre de transmission différentiel. Broche de machine-outil, engins de chantier, grosses machines agricoles, dispositif de réduction d'engrenage de véhicule ferroviaire, col de cylindre de laminoir et dispositif de réduction.
Roulements rigides à billes
En termes de structure, chaque chemin de roulement du roulement à billes à gorge profonde comporte un élément roulant en forme de rainure continue avec une section transversale représentant environ un tiers de la circonférence équatoriale de la bille. Les roulements rigides à billes sont principalement utilisés pour résister aux charges radiales et peuvent également supporter certaines charges axiales.
Lorsque le jeu radial du roulement augmente, il présente des propriétés similaires à celles des roulements à billes à contact oblique et peut résister à des charges axiales alternant dans deux directions. Comparé à d'autres types de roulements de même taille, ce type de roulement présente un faible coefficient de frottement, une vitesse limite élevée et une haute précision. C'est le type de roulement préféré des utilisateurs lors de la sélection.
Roulements rigides à billes
Principales applications : automobiles, tracteurs, machines-outils, moteurs, pompes à eau, machines agricoles, machines textiles, etc.
Composé d'un anneau de chemin de roulement en forme de rondelle avec des éléments roulants et un ensemble cage, l'anneau de chemin de roulement qui correspond à l'arbre est appelé anneau d'arbre, et l'anneau de chemin de roulement qui correspond au boîtier est appelé anneau de siège. La bague médiane d'un roulement bidirectionnel est associée à un axe secret, tandis qu'un roulement unidirectionnel peut résister à des charges axiales unidirectionnelles et qu'un roulement bidirectionnel peut résister à des charges axiales bidirectionnelles (ni l'un ni l'autre ne peut supporter des charges radiales).
Butées à billes
Utilisations principales : Axes de direction automobile, broches de machines-outils.
Les butées à rouleaux cylindriques sont utilisées pour supporter principalement des charges axiales sur les arbres, avec des charges radiales combinées, mais la charge axiale ne doit pas dépasser 55 % de la charge axiale. Comparé à d'autres roulements à rouleaux cylindriques de poussée, ce type de roulement présente un coefficient de frottement inférieur, une vitesse plus élevée et une capacité d'auto-alignement. Les rouleaux du roulement de la série 29000 sont des rouleaux sphériques non symétriques, ce qui peut réduire le glissement relatif entre la tige et le chemin de roulement pendant le fonctionnement. Les rouleaux sont longs et ont un grand diamètre avec de nombreux rouleaux pour une capacité de charge élevée. On utilise généralement une lubrification à l'huile, tandis qu'une lubrification à la graisse peut être utilisée dans certaines situations à basse vitesse.
Roulement à rouleaux de poussée
Utilisation principale : Générateurs hydrauliques, grues et crochets.
Roulements à rouleaux cylindriques
Les rouleaux des roulements à rouleaux cylindriques sont généralement guidés par deux bords de retenue sur un manchon de roulement, et les rouleaux cage et la bague du manchon de guidage forment un ensemble séparable d'un autre manchon de roulement, appartenant à des roulements séparables.
Ce type de roulement est facile à installer et à démonter, en particulier lorsqu'il est nécessaire que les bagues intérieure et extérieure soient en ajustement serré avec l'arbre et le boîtier. Ce type de roulement n'est généralement utilisé que pour supporter des charges radiales. Seuls les roulements à une rangée avec des bords de retenue sur les bagues intérieure et extérieure peuvent résister à de petites charges axiales constantes ou à de grandes charges axiales intermittentes.
Principales applications : Gros moteurs électriques, broches de machines-outils, boîtes d'essieux pour matériel roulant ferroviaire, vilebrequins pour moteurs diesel, automobiles et boîtes de vitesses pour grues à tour.
Roulements à billes à quatre points de contact
Ils peuvent résister à des charges axiales radiales et bidirectionnelles. Un seul roulement peut remplacer les roulements à billes à contact oblique dans une combinaison avant ou arrière, adaptée aux charges axiales pures ou aux charges composites avec des composantes de charge axiale plus importantes. Ce type de roulement peut former un angle de contact lorsqu'il est soumis à n'importe quelle direction de charge axiale, de sorte que les bagues intérieure et extérieure ont toujours deux contacts à trois points de chaque côté de toute ligne de contact.
Roulements à billes à quatre points de contact
Principales applications : Moteurs à réaction pour avions, turbines à gaz.
Butées à rouleaux cylindriques
Se compose d'un anneau de chemin de roulement en forme de rondelle (bague d'arbre, bague de siège), de rouleaux cylindriques et d'un ensemble cage. Les rouleaux cylindriques sont traités avec des surfaces convexes, de sorte que la répartition de la pression entre les rouleaux et la surface du chemin de roulement est uniforme. Il peut résister à des charges axiales unidirectionnelles, possède une capacité de charge axiale élevée et une forte rigidité axiale.
Butées à rouleaux cylindriques
Principales applications: Appareils de forage pétrolier, machines sidérurgiques
Le roulement de type séparable se compose d'un anneau de chemin de roulement, de rouleaux à aiguilles et d'un ensemble cage, qui peuvent être combinés avec des anneaux de chemin de roulement à paroi mince traités par estampage ou des anneaux de chemin de roulement à paroi épaisse traités par découpe. Le roulement de type non séparable est un roulement de type intégral composé d'anneaux de chemin de roulement, de rouleaux à aiguilles et d'ensembles de cage estampés avec précision, qui peuvent résister à des charges axiales unidirectionnelles. Ce type de roulement occupe peu d'espace et favorise une conception mécanique compacte. La plupart d'entre eux utilisent uniquement des ensembles de rouleaux à aiguilles et de cages, utilisant la surface d'installation de l'arbre et du boîtier comme surface du chemin de roulement.
Roulement à aiguilles de poussée
Utilisation principale : Dispositifs à vitesse variable pour automobiles, machines de travail du sol, machines-outils, etc.
Roulements à rouleaux coniques de poussée
Ce type de roulement est équipé de rouleaux coniques (dont la grande extrémité est une sphère) qui sont guidés avec précision par les bagues du chemin de roulement (bague d'arbre, bague de siège). La conception garantit que les sommets de chaque surface conique des surfaces de chemin de roulement et des surfaces de roulement de la bague d'arbre, de la bague de siège et des rouleaux se croisent en un point sur la ligne centrale du roulement. Les roulements unidirectionnels peuvent résister à des charges axiales unidirectionnelles, tandis que les roulements bidirectionnels peuvent résister à des charges axiales bidirectionnelles.
Roulements à rouleaux coniques de poussée
Applications principales :
Unidirectionnel : Crochets de grue, anneaux rotatifs pour machines de forage pétrolier.
Le roulement à rotule avec boîtier se compose de deux roulements à rotule extérieurs scellés et d'un boîtier de roulement en fonte (ou en tôle d'acier emboutie). La structure interne du roulement à rotule externe est la même que celle d'un roulement à billes à gorge profonde, mais la bague intérieure de ce type de roulement est plus large que la bague extérieure, et la bague extérieure a une surface extérieure en forme de bille tronquée qui peut s'ajuste automatiquement pour correspondre à la surface concave de la bille du boîtier de roulement.
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