Guide des roulements à contact angulaire

Les roulements à contact oblique ont des chemins de roulement intérieurs et extérieurs légèrement décalés, ce qui permet aux billes de se monter en biais et les rend aptes à supporter des charges radiales et axiales. L'avantage des roulements à billes à contact oblique est que la capacité de charge axiale augmente avec l'angle de contact. Cet article traite de la conception et du fonctionnement de ces roulements, de leurs différents types et de leurs applications.

Table des matières

• Qu'est-ce qu'un roulement à billes à contact oblique ?
• Types de roulements à contact oblique
  • Roulements à billes à contact oblique unidirectionnels
  • Roulements à billes à contact oblique à deux rangées
  • Roulements à billes à quatre points de contact
• Critères de sélection
• FAQ

Qu'est-ce qu'un roulement à billes à contact oblique ?

Composants des roulements à billes à contact oblique

Comme le montre la figure 2, un roulement à billes à contact oblique se compose des éléments suivants :

• Anneaux extérieur et intérieur (A et B) : La bague intérieure s'adapte à l'arbre auquel le roulement est relié. La bague extérieure est l'extérieur du roulement. Il contient et protège les composants du roulement.
• Chemins de fer (C) : Les roulements à contact oblique ont des chemins de roulement intérieurs et extérieurs. Le chemin de roulement extérieur est asymétrique pour former l'angle de contact incliné.
• Boules (E) : Les éléments roulants sont sphériques. Ils se déplacent le long des chemins de roulement pour réduire le frottement dans le roulement.
• Cage (D) : La cage est un séparateur dans le chemin de roulement qui maintient les billes uniformément espacées.

Fonctionnement des roulements à contact oblique

Un roulement à contact angulaire comporte un chemin de roulement intérieur et extérieur et des éléments roulants sphériques qui roulent entre les chemins de roulement. Comme le montre la figure 2, les chemins de roulement s'inclinent vers la direction axiale, de sorte que l'angle de contact entre les billes et les chemins de roulement est incliné. Cela permet aux roulements à contact oblique de supporter simultanément des charges axiales et radiales.

Les roulements à contact oblique typiques sont construits de manière à avoir un angle de contact de 15° à 25° entre le chemin de roulement et les éléments roulants. Plus l'angle de contact est élevé, plus la charge axiale que le roulement peut supporter est importante.

Les roulements à contact oblique ne peuvent supporter que des charges axiales dans une seule direction. C'est pourquoi il est courant d'utiliser une paire de ces roulements montés l'un à côté de l'autre avec les chemins de roulement inclinés dans des directions opposées. Une autre solution consiste à utiliser une vanne à contact angulaire bidirectionnelle, qui est essentiellement constituée de deux roulements assemblés.

Support de la charge radiale par rapport à la charge axiale

Les roulements à contact oblique sont conçus pour supporter des charges radiales et axiales combinées. Les charges radiales sont perpendiculaires à l'arbre et les charges axiales sont parallèles à l'arbre. Lisez notre guide complet sur les roulements pour en savoir plus sur les types de charge.

Applications

Parce qu'ils supportent de lourdes charges, les roulements à contact oblique sont utilisés pour les machines lourdes et les équipements agricoles. Ces roulements contribuent au fonctionnement des pompes, des moteurs électriques, des boîtes de vitesses, des aciéries, des éoliennes, des convoyeurs et d'autres applications à grande vitesse.

Types de roulements à contact oblique

Roulements à billes à contact oblique unidirectionnels

Les sections ci-dessus ont principalement traité des roulements à billes à contact oblique unidirectionnels. Pour résumer et compléter cette discussion :

• Angle de contact en fonction de la capacité de charge : Plus l'angle de contact est élevé, plus la charge axiale que le roulement peut supporter est importante. Inversement, des angles de contact plus élevés entraînent une capacité de charge radiale plus faible.
• Angle de contact en fonction de la vitesse : Si l'augmentation de l'angle de contact accroît la charge axiale que le roulement peut supporter, elle réduit également la vitesse maximale à laquelle le roulement peut fonctionner.
• Direction de la charge : Les roulements à billes à contact oblique unidirectionnels ne peuvent supporter que des charges axiales dans une seule direction.
• Coût : Moins coûteux qu'un roulement à billes à contact oblique à double direction.

Positions de montage des roulements à billes à contact oblique à une rangée

Le roulement à une rangée doit être préchargé dans le sens de l'angle de contact, car il ne peut supporter que des charges axiales dans ce sens. Deux roulements à une rangée peuvent être montés dos à dos, face à face ou en tandem :

• Deux fois par an : Les roulements à billes angulaires montés dos à dos (figure 3 étiquetée A), la méthode la plus courante en montagne, peuvent supporter des charges radiales et axiales dans n'importe quelle direction. La distance entre le centre du roulement et le point de chargement (figure 3 étiquetée D) est plus importante que pour les autres méthodes de montage. Par conséquent, le montage dos à dos peut supporter d'importantes forces de charge radiale momentanées et alternées.
• Face à face : Les roulements à billes angulaires montés face à face (figure 3 étiquetée B) peuvent supporter des charges radiales et axiales dans les deux sens. En raison de la distance réduite entre le centre du roulement et le point de chargement, la capacité de force radiale momentanée et alternée est plus faible. Les arrangements face à face peuvent supporter un désalignement plus important que les arrangements dos à dos.
• Tandem : Un support tandem (figure 3 étiquetée C) peut supporter des charges axiales et radiales unidirectionnelles. Comme les deux roulements reçoivent les charges sur l'axe, ils peuvent supporter de lourdes charges axiales.

Roulements à billes à contact oblique à deux rangées

Le roulement à billes à contact oblique à deux rangées (figure 4) est similaire à deux roulements à une rangée placés dos à dos. En plus des charges radiales et axiales, ils peuvent absorber des moments de basculement. Les avantages des roulements à double rangée de contacts sont les suivants :

• Coût à long terme : Bien qu'ils soient généralement plus chers que les roulements à une rangée, les roulements à deux rangées peuvent être plus économiques à long terme.
• Espace axial : Ces roulements occupent moins d'espace axial, ce qui est utile lorsqu'il n'y a pas assez d'espace pour deux roulements à une rangée.
• Chargement de l'hébergement : Ces roulements supportent des charges radiales et axiales, ainsi que des moments de basculement.

Roulements à billes à quatre points de contact

Un roulement à billes à 4 points de contact est similaire à un roulement à billes angulaire à une rangée. Il se compose d'une bague extérieure qui est flanquée des deux côtés. La bague intérieure est également flanquée de part et d'autre d'une fente au milieu et de billes d'acier entourées d'une cage. Les flancs, ou brides, sont symétriques, contrairement aux roulements à contact oblique simples et doubles.

Les roulements à billes à quatre points de contact présentent plusieurs avantages :

• Les chemins de roulement intérieurs en deux parties des roulements à billes à quatre points de contact facilitent le montage et le démontage du roulement pour la maintenance.
• L'évidement dans le chemin de roulement intérieur permet un meilleur écoulement de l'huile.
• Ces roulements fonctionnent de la même manière que les roulements à contact angulaire à deux rangées ou à deux rangées montées, mais ils sont moins encombrants.
• Permet de supporter des charges dans les directions axiale et radiale.
• Capacité de charge élevée grâce à un nombre de billes relativement plus élevé que les autres roulements à billes.

Critères de sélection

Les roulements à contact oblique sont choisis lorsque des charges radiales et axiales doivent être supportées. Les éléments suivants doivent être pris en compte lors de la sélection des roulements à contact oblique :

• Diamètre de l'arbre : Le diamètre de l'arbre détermine le diamètre intérieur nécessaire du roulement.
• Diamètre extérieur du roulement : Déterminer si le diamètre extérieur du roulement est adapté à l'espace où le roulement sera installé.
• Type de joint : Le palier doit-il être ouvert, blindé ou scellé ?
  • Ouvert : Les roulements ouverts n'offrent aucune protection contre l'environnement, mais ils ont également le coefficient de frottement le plus faible. Ils conviennent mieux aux environnements propres.
  • Blindé : Les roulements blindés offrent une certaine protection contre les contaminants présents dans l'environnement, mais leurs exigences en matière de vitesse maximale sont inférieures à celles des roulements ouverts.
  • Scellé : Les roulements à contact oblique étanches offrent une protection totale contre l'environnement mais ont la vitesse maximale la plus faible. En outre, ils sont difficiles à entretenir, ce qui signifie qu'un utilisateur remplacera probablement un roulement étanche plutôt que d'essayer de le réparer.
• Direction : Les roulements à contact oblique peuvent être unidirectionnels ou bidirectionnels, en fonction des exigences de charge de l'application.
  • Reportez-vous à la section ci-dessus sur les positions de montage des roulements à billes à contact oblique à une rangée pour déterminer si le montage de deux roulements unidirectionnels côte à côte est la meilleure option pour une application donnée.

FAQ

Dans quel sens les roulements à contact oblique offrent-ils une capacité de charge ?

Les roulements à une rangée de billes et les roulements tandem assurent une poussée unidirectionnelle pour les charges axiales. L'angle de contact oriente la direction, qui détermine également la pente de la charge combinée.

Les roulements à contact oblique ont-ils besoin d'une précharge ?

Pour éliminer le jeu excessif lors de l'installation des roulements, les utilisateurs exercent une pression de charge appelée précharge. Les roulements à contact oblique ont besoin d'une précharge car ils doivent travailler dans la direction prédéfinie pour les charges axiales.