Guide et aperçu des roulements auto-aligneurs

Figure 1 : Palier auto-aligneur

Les roulements à billes à alignement automatique sont idéaux pour les applications présentant des problèmes de désalignement entre l'arbre et le logement. Grâce à leur conception, les roulements à rotule sur billes peuvent supporter jusqu'à 3° de désalignement sans augmenter la quantité de frottement et la chaleur produite par le frottement. Cependant, comme l'angle de contact est relativement faible sur ces roulements, la capacité de charge axiale n'est pas aussi élevée que celle des roulements à contact oblique, par exemple. Ces roulements peuvent supporter des désalignements statiques et dynamiques. Un roulement à billes à alignement automatique étanche le protège également de la saleté et d'autres contaminants. Les applications des roulements à billes à alignement automatique peuvent être trouvées dans diverses industries, telles que l'exploitation minière, l'industrie alimentaire et la production de masse, comme l'industrie textile.

Table des matières

• Construction de roulements à billes auto-alignants
• Avantages et inconvénients
• Montage d'un palier à rotule
• Critères de sélection

Construction de roulements à billes auto-alignants

Les roulements à billes à alignement automatique se composent d'une bague extérieure, d'une bague intérieure, d'éléments roulants, d'une cage pour loger les éléments roulants et de joints qui protègent les billes des contaminants et autres salissures. Grâce à leur conception, ces éléments permettent aux roulements à rotule de compenser tout défaut d'alignement statique ou dynamique d'un ensemble arbre-logement jusqu'à 3°. Ils génèrent également beaucoup moins de chaleur que les autres roulements en raison du faible frottement à l'intérieur du roulement, ce qui leur permet de fonctionner plus froidement que les autres roulements à des vitesses plus élevées. Les roulements à rotule fonctionnent en utilisant deux rangées de billes ou de rouleaux séparées par un chemin de roulement sphérique.

• Anneau extérieur : La bague extérieure des roulements a une forme sphérique lisse sans chemin de roulement. La forme de la bague extérieure permet un léger mouvement à l'intérieur du roulement, ce qui permet au roulement de s'aligner automatiquement.
• Bague intérieure : La bague intérieure du roulement à rotule comporte deux chemins de roulement qui maintiennent les billes et la cage en place.
• Éléments roulants et cage : Les éléments roulants des roulements à rotule sur billes sont maintenus en place par la cage et la bague intérieure. Comme il y a une configuration lâche entre les billes et les anneaux intérieur et extérieur, le frottement et la chaleur de frottement sont très faibles. La cage est généralement en acier estampé, en PA66, en fibre de verre renforcée ou en laiton usiné.
• Sceau : Un roulement à billes à alignement automatique étanche garantit que la saleté et les autres contaminants n'affectent pas les éléments roulants du roulement.

Avantages et inconvénients

Les roulements à billes à alignement automatique présentent de nombreux avantages par rapport à d'autres types de roulements, tels que les roulements coniques, les roulements à billes à gorge profonde et d'autres types de roulements à billes. Cependant, les roulements à billes à alignement automatique ne sont pas aussi performants en termes de capacité de charge.

Avantages

• Désalignement : Les roulements à billes à alignement automatique peuvent compenser un désalignement statique et dynamique allant jusqu'à 3°.
• Durée de vie : Ces roulements offrent d'excellentes performances à grande vitesse et génèrent beaucoup moins de chaleur et de frottement que les autres types de roulements à billes. Cela leur permet de fonctionner plus froidement et de prolonger leur durée de vie tout en réduisant la maintenance.
• Performance en charge légère : Ce type de roulement a des exigences de charge très faibles, ce qui signifie qu'ils ont d'excellentes performances, même sous des charges légères.
• Faible bruit : Les roulements à rotule sur billes produisent de faibles niveaux de bruit en raison de la conformité libre entre les billes et la bague extérieure. Ils sont donc particulièrement adaptés à une utilisation dans des appareils ménagers tels que les ventilateurs et les climatiseurs.

Disadvantages

• Types de charge : Les roulements à billes des roulements à rotule sur billes sont montés à un angle relativement droit entre la bague intérieure et la bague extérieure. Cela signifie que les types de charge que le roulement peut supporter sont radiaux, avec une faible capacité de charge axiale.
• Montant de la charge : Comme les roulements à billes ont un petit point de contact avec la charge, la quantité de charge que ce type de roulement peut supporter est relativement faible.

Montage d'un palier à rotule

La plupart des roulements à billes à alignement automatique sont montés à l'aide d'un manchon de serrage. Les étapes suivantes expliquent cette procédure :

1. Les roulements sont souvent accompagnés d'un film protecteur qui protège les composants des influences extérieures pendant le transport. Veillez à retirer ce film avant de monter le roulement.
2. Huiler la surface extérieure du roulement avec de l'huile ou de la graisse.
3. Appliquer de l'huile sur l'adaptateur.
4. Ouvrir légèrement l'adaptateur à l'aide d'un tournevis et le glisser en place sur l'arbre.
5. Une fois que l'adaptateur est dans la bonne position, positionner le roulement sur le manchon de l'adaptateur. Si l'arbre est fileté, il sera utile d'utiliser un écrou pour amener le roulement au bon endroit ; sinon, utilisez un kit de poussée de roulement ou un petit maillet.
6. Une fois le roulement en place, tester la rotation du roulement sur la bague extérieure. Il doit pouvoir tourner librement, mais pas pivoter.
7. Bloquer le roulement à l'aide d'une rondelle-frein en retirant d'abord l'écrou, en mettant la rondelle en place et en remettant l'écrou en place.

Note : Si la douille de serrage est lâche ou mal fixée, la bague intérieure peut commencer à tourner sur la douille de serrage. Cela entraîne un frottement excessif entre les trois composants et peut endommager l'arbre, l'adaptateur et le roulement.

Figure 2 : Montage d'un roulement auto-aligné ball-bearing-self-align.jpg

Critères de sélection

Lors de la sélection des roulements à alignement automatique, les principales considérations portent sur les éventuels problèmes d'alignement, la vitesse de rotation, le type de charge, la taille de la charge, les tolérances et les dimensions du roulement :

• Désalignement : Le choix des roulements à alignement automatique est souvent une question de nécessité. Lorsqu'une opération souffre d'un éventuel défaut d'alignement de l'arbre, le choix d'un roulement à billes à alignement automatique est évident. Rappelez-vous que la plupart des roulements à alignement automatique peuvent supporter des désalignements ne dépassant pas 3°. Tout dépassement nécessiterait des conceptions uniques.
• Vitesse : La vitesse à laquelle les roulements à rotule peuvent fonctionner est nettement supérieure à celle de la plupart des roulements conventionnels. Un roulement à rotule est un bon choix si vous avez besoin d'un roulement à grande vitesse. Cependant, la vitesse dépend également du type de lubrification et de la taille du roulement. Par conséquent, il est également important de prendre en compte les exigences en matière de vitesse de fonctionnement, le type de lubrification souhaité et la capacité de charge requise. La lubrification à la graisse a une vitesse de fonctionnement plus lente que la lubrification à l'huile. Vous trouverez plus d'informations dans notre série d'articles sur la tribologie et dans notre article sur la lubrification des roulements.
• Charges : Les roulements à rotule conviennent bien aux charges radiales, mais moins aux charges axiales en raison de leur faible angle de contact. Gardez cela à l'esprit lorsque vous choisissez un palier.
• Lubrification et type de joint : En général, il existe trois options de lubrification possibles : la relubrification, généralement avec un joint ouvert ou blindé ; la prélubrification, généralement avec un joint fermé ; ou la lubrification solide, généralement avec un joint fermé.
• Dimensions : Sélectionnez la taille du roulement en fonction de la vitesse requise, du type de charge, de l'importance de la charge, de la taille de l'arbre et de la taille du logement.