Roulements à rouleaux sphériques

Roulements à rouleaux sphériques

Roulement à rouleaux sphériques

Figure 1 : Roulement à rouleaux sphériques

Les roulements à rouleaux sphériques peuvent supporter des charges extrêmement lourdes, sont adaptés aux charges radiales et axiales et sont auto-alignants, ce qui en fait l'un des roulements les plus populaires disponibles aujourd'hui. Outre leur capacité de charge, les roulements à rouleaux sphériques présentent des avantages incroyables. Ils sont très robustes car les charges sont réparties plus uniformément sur les rouleaux. Ils sont communément appelés roulements antifriction car ils ont un faible coefficient de frottement ; les rouleaux sont placés de manière relativement lâche entre la bague extérieure et la bague intérieure, ce qui crée moins de frottement et moins de chaleur ; en conséquence, le cycle de vie du roulement sera prolongé.

Table des matières

Conception des roulements à rouleaux sphériques

La conception des rouleaux sphériques est à l'origine du nom de ces roulements. La surface de contact des rouleaux a la forme d'une sphère, et cette courbure lui permet de supporter des charges axiales. Les rouleaux sphériques, ou en forme de tonneau, sont contenus dans une cage entre les anneaux extérieur et intérieur. La bague extérieure a une forme sphérique pour permettre le mouvement latéral des rouleaux, tandis que la bague intérieure comporte deux chemins de roulement qui contiennent les éléments roulants.

Roulement à rouleaux sphériques monté sur un axe

Figure 2 : Roulement à rouleaux sphériques monté sur un axe

Les roulements à rouleaux sphériques comportent généralement deux rangées de rouleaux inclinés à des angles opposés pour résister aux charges de poussée dans les deux sens. En général, les charges de poussée résultent de déflexions et de désalignements dans l'application. Par conséquent, les roulements à rouleaux sphériques conviennent aux applications qui peuvent présenter des problèmes de désalignement ou de déflexion. Il n'est pas toujours nécessaire d'installer un roulement à rouleaux sphériques à deux rangées de rouleaux. Par exemple, lorsque des charges radiales élevées sont attendues mais que les charges axiales sont minimes, un roulement avec une seule rangée de rouleaux sphériques suffit.

Bien que la capacité de charge axiale des roulements à rouleaux sphériques soit inférieure à celle d'un roulement à contact angulaire, les roulements sphériques peuvent supporter ces charges axiales dans les deux sens. Les roulements à contact angulaire ne peuvent le faire que dans un seul sens, à moins qu'ils n'aient été montés dans une configuration dos à dos ou face à face.

Roulements à rouleaux sphériques et désalignement

En permettant aux rouleaux de pivoter à l'intérieur des chemins de roulement, les roulements à rouleaux sphériques peuvent supporter le désalignement d'un essieu jusqu'à 2°. Bien que cela puisse sembler peu, sur un palier de 10 pieds, cela peut représenter une déviation de 8 pouces. Pour les applications présentant une déflexion supérieure à 2°, les roulements à alignement automatique peuvent constituer une solution appropriée.

Le désalignement peut provenir de plusieurs facteurs, comme la flexion d'un essieu en raison des lourdes charges d'exploitation d'un camion à roches. Si un palier ordinaire était installé, le palier tomberait rapidement en panne en raison de la contrainte exercée sur les différentes pièces. Les roulements à rotule sur rouleaux étant beaucoup plus tolérants que les roulements standard, ils sont très bien adaptés aux zones où des charges élevées s'exercent sur un essieu et aux machines à fortes vibrations telles que les équipements miniers.

Pour les cribles vibrants, souvent utilisés dans les équipements de triage des roches, les roulements peuvent être équipés d'une bague de guidage supplémentaire qui empêche les rouleaux de s'entrechoquer sur les chemins de roulement. Cette bague est nécessaire car les rouleaux sont fixés de manière relativement lâche dans la cage.

Lubrification des roulements à rouleaux sphériques

Graisse de silicone

Figure 3 : Lubrification des roulements

Comme tous les roulements, les roulements à rouleaux sphériques doivent être correctement lubrifiés. Cela peut se faire par le biais de la graisse ou de l'huile. N'oubliez pas que la graisse a une capacité de vitesse de fonctionnement inférieure à celle de l'huile. Si une opération nécessite des vitesses très élevées, l'huile est un meilleur choix.

Si la graisse est le choix privilégié, choisissez un roulement bien adapté à ce type de lubrification. Souvent, les fabricants intègrent une rainure de graissage dans le chemin de roulement extérieur pour faciliter l'application de la graisse à l'aide de graisseurs.

Si l'huile est le choix préféré, cela peut se faire par le biais d'un roulement étanche avec un réservoir d'huile ou d'une lubrification par bain d'huile. N'oubliez pas qu'avec un bain d'huile, seul le rouleau le plus bas doit être en contact avec l'huile. Cela permettra une lubrification par barbotage. Si plus que le rouleau le plus bas est en contact avec l'huile, le roulement aura besoin de plus de force pour faire passer les rouleaux dans l'huile, perdant ainsi son efficacité et son avantage en termes de vitesse.

Méthodes de montage

Les roulements à rotule sur rouleaux sont généralement montés de trois manières différentes.

Montage par vis sans fin

Avec cette méthode, le roulement est monté avec un collier et des vis sans tête. En règle générale, les roulements montés sur vis sans fin sont conçus pour supporter des charges légères à modérées, mais pas des charges lourdes. Les tailles des vis sont déterminées par les charges attendues si les vis sont serrées à leur capacité totale. Le choix d'une taille de vis trop grande entraîne une flexion excessive de l'anneau. Il est essentiel de suivre les recommandations des fabricants concernant l'ajustement de l'arbre et le serrage des vis de réglage pour obtenir les performances de roulement souhaitées, en particulier en cas de fonctionnement sous des charges ou des vitesses plus élevées.

Manchon adaptateur conique

Une autre option de montage est le manchon adaptateur conique. Les roulements sont fixés aux arbres par des manchons coniques. L'adaptateur conique compense le jeu de l'arbre lorsque le contre-écrou est serré, mais la procédure de montage exige davantage de compétences et de précautions pour s'assurer que l'adaptateur de roulement est suffisamment serré.

Roulements à rouleaux sphériques montés directement sur l'arbre

En fonction de la charge et de la durée de vie attendue, les roulements à rotule sur rouleaux montés directement sur les arbres peuvent être montés par glissement ou par pression. Comme pour les montages à manchon conique, les tolérances de l'arbre et du logement déterminent l'ajustement résultant. Les recommandations du fabricant doivent être suivies à tout moment.

Applications

Les roulements à rouleaux sphériques sont utilisés dans une grande variété d'applications industrielles en raison de leur polyvalence. Ils sont utilisés dans :

  • Énergie éolienne
  • Exploitation minière, traitement des minerais et ciment
  • Manutention des matériaux
  • Pâte à papier et papier
  • Transmission industrielle
  • Métaux
  • Marine

FAQs

À quoi servent les roulements à rouleaux sphériques ?

Les roulements à rouleaux sphériques sont utilisés pour des charges faibles à élevées, tant radiales qu'axiales, et en cas de problèmes de désalignement.

Quel type de charges un roulement à rouleaux sphériques peut-il supporter ?

Les roulements à rouleaux sphériques peuvent supporter des charges radiales, axiales et de poussée allant de faibles à extrêmement élevées.