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Guide des matériaux de roulements à section mince
Roulements à section mince sont des roulements dont la largeur et l'épaisseur de la section sont égales. La même taille de section transversale peut correspondre à une variété de diamètres intérieurs différents. Contrairement aux roulements standard, à mesure que le diamètre intérieur du roulement augmente, la largeur et l'épaisseur augmentent également proportionnellement, les roulements à section mince augmentent le diamètre intérieur et la taille de la section transversale reste inchangée. Ce guide vise à présenter les matériaux des roulements à section mince et à vous fournir des suggestions constructives pour acheter des roulements appropriés.
La gamme de roulements à section mince comprend neuf sections (de 9/3″ à 16″) et des alésages (de 1″ à 1″). Les matériaux de section mince, tels que l'acier au chrome 40 et l'acier inoxydable 52100C, peuvent également être chromés. Bien entendu, certains roulements à section mince peuvent être équipés de joints ou de pare-poussière, de graisse, de cages personnalisées et d'autres options. Il existe trois types de roulements à section mince : les roulements à billes à gorge profonde, les roulements à billes à contact oblique et les roulements à billes à quatre points de contact. Comparées aux roulements standard, les sections minces permettent une optimisation efficace de la conception et une réduction des coûts globaux. En particulier dans les domaines des équipements médicaux, des équipements optiques, des scanners infrarouges et des robots, où l'espace et le poids d'installation sont des facteurs clés, les sections minces répondent aux besoins de réduction de l'espace et du poids.
Matériaux pour roulements à section mince
Différentes applications ont des exigences différentes en matière de matériaux de roulement à section mince. Si la matière première du roulement ne convient pas, provoquant une défaillance précoce du roulement ou d’autres problèmes, il ne sert à rien d’acheter le roulement. De même, si les roulements standard répondent à vos besoins de performances, l’achat de roulements fabriqués dans des matériaux de meilleure qualité augmentera le coût d’achat. Les roulements à section mince fabriqués dans le matériau approprié sont importants pour votre application. Vous trouverez ci-dessous quelques matières premières couramment utilisées pour les roulements à section mince, ainsi que les avantages et les applications de ces matériaux.
Acier chromé
L'acier au chrome est également connu sous le nom d'acier au carbone et ce matériau est l'une des matières premières les plus courantes pour la fabrication de roulements. L'acier pour roulements GCr15 est un acier faiblement allié à haute teneur en carbone contenant du chrome. En raison de ses propriétés de composition, ce matériau présente d'excellentes propriétés de résistance et de fatigue à des températures de fonctionnement inférieures à 200°C. Cette propriété fait de l’acier au chrome GCr15 un choix idéal comme matière première pour la plupart des roulements à section mince.
C | Si | Mn | Cr | Mo | P | S | Ni | Cu | Ni + Cu |
0.95 ~ 1.05 | 0.15 ~ 0.35 | 0.25 ~ 0.45 | 1.40 ~ 1.65 | ≤ 0.10 | ≤ 0.025 | ≤ 0.025 | ≤ 0.30 | ≤ 0.25 | ≤ 0.50 |
Le GCr15 est l'acier à roulements à haute teneur en chrome le plus couramment utilisé, avec une trempabilité élevée et une dureté élevée et uniforme après traitement thermique. La résistance à l'usure est meilleure que celle du GCr9, la résistance à la fatigue de contact est élevée et elle présente une bonne stabilité dimensionnelle et une bonne résistance à la corrosion. L'acier à roulements a des exigences élevées en matière de qualité de fusion, et la teneur et la répartition des inclusions de soufre, de phosphore et non métalliques doivent être strictement contrôlées, car la teneur et la répartition des inclusions non métalliques ont un grand impact sur la durée de vie de l'acier à roulements. Plus le niveau d’inclusion est élevé, plus la durée de vie est courte. Afin d'améliorer la qualité de la fusion, la fusion au four électrique et la refusion sous laitier électrique ont été récemment utilisées. De nouveaux procédés tels que la fusion sous vide et l’affinage des consommables sous vide peuvent également être utilisés pour améliorer la qualité de l’acier à roulements.
Acier à outils
L'acier à outils M50 est un matériau de type molybdène. L'ajout de molybdène confère au matériau une plus grande résistance à l'usure et aux températures élevées. La composition chimique de l'acier rapide M50 comprend principalement du carbone (C), du molybdène (Mo), de l'acier (Fe), du chrome (Cr), du titane (Ti), de l'aluminium (Al) et d'autres éléments. Parmi eux, la teneur en carbone est comprise entre 0.80 % et 0.85 %, la teneur en molybdène est comprise entre 3.75 % et 4.50 %, la teneur en chrome est comprise entre 3.75 % et 4.50 %, et la teneur en titane est comprise entre 1.75 % et 2.25 %. La teneur en aluminium est comprise entre 0.75 % et 1.25 %. De plus, l'acier à outils M-50 présente une bonne résistance à l'oxydation et une résistance à haute pression. Ces propriétés font de l'acier à outils M-50 un choix idéal pour les roulements utilisés dans des environnements nécessitant une résistance accrue et des températures élevées.
Inox
Si votre roulement est utilisé dans un environnement à très haute température ou en salle blanche, l'acier inoxydable est la matière première idéale. Il offre une meilleure résistance à la corrosion et aux produits chimiques que l'acier standard. Il est donc idéal pour les applications présentant un risque de contamination (comme l'agroalimentaire ou la fabrication d'équipements pour semi-conducteurs). De plus, les roulements en acier inoxydable conservent mieux leurs propriétés mécaniques dans des environnements spécifiques tels que les températures élevées, les vitesses élevées et les charges élevées, ce qui les rend durables. L'acier inoxydable le plus courant pour les roulements à section mince est l'acier inoxydable SS440.
L'acier inoxydable 440C a la composition chimique suivante : Carbone (C) 0.95-1.20%, Chrome (Cr) 16-18%, Molybdène (Mo) 0.75%, Manganèse (Mn) 1%, Silicium (Si) 1%, phosphore ( P) est de 0.040 %, le soufre (S) est de 0.030 %. La teneur plus élevée en carbone du 440C lui confère de bonnes propriétés de bord et une bonne résistance à l'usure. Il présente également une excellente résistance à la corrosion et peut résister à l’érosion d’une variété de milieux chimiquement corrosifs. Grâce au traitement thermique et à la trempe, il peut atteindre une dureté de HRC 58-60, qui est le matériau le plus dur parmi tous les aciers inoxydables. Le 440C a une teneur élevée en chrome et présente une excellente résistance à la corrosion dans la plupart des environnements acides et alcalins.
Céramique
Les roulements à section mince entièrement en céramique sont moins courants, mais les roulements hybrides à section mince constitués de bagues intérieures et extérieures en métal, de cages et de billes en céramique sont une option courante. La céramique présente des avantages particuliers par rapport aux autres roulements en acier. Premièrement, la céramique est un matériau plus léger que l’acier. Étant donné que la densité des billes roulantes en céramique est inférieure à celle de l'acier et que leur poids est beaucoup plus léger, l'effet centrifuge sur la bague extérieure pendant la rotation peut être réduit de 40 %, prolongeant ainsi considérablement la durée de vie. Les billes en céramique, en particulier les billes en nitrure de silicium, présentent les caractéristiques d'une faible densité, d'une dureté élevée, d'un faible coefficient de frottement, d'une résistance à l'usure, d'une autolubrification et d'une bonne rigidité. Ils sont particulièrement adaptés aux éléments roulants (bagues intérieures et extérieures) des roulements à billes hybrides en céramique à grande vitesse, haute précision et longue durée de vie. pour le métal).
Généralement, les bagues intérieure et extérieure sont en acier à roulement (GCr15) ou en acier inoxydable (AISI440C), et les billes en céramique peuvent être en ZrO2, Si3N4 ou SiC. De plus, la céramique offre une meilleure résistance à la corrosion et une performance à haute température, jusqu'à 1800 degrés. Contrairement à l'acier, la céramique est également non conductrice, ce qui en fait un choix judicieux pour certaines applications électriques. Cependant, les billes en céramique sont plus chères que les billes métalliques standard. Bien sûr, ce surcoût peut être justifié, et le prix dépend des performances recherchées et des exigences environnementales.
Matériau de la cage de roulement à section mince
La cage est un élément important des roulements à section mince et remplit les trois fonctions suivantes :
Guider et entraîner les éléments roulants pour qu'ils roulent sur le bon chemin de roulement.
La cage sépare les éléments roulants à distances égales et les répartit uniformément sur la circonférence du chemin de roulement pour éviter que les éléments roulants n'entrent en collision et ne se frottent les uns contre les autres pendant le fonctionnement.
Combinez les éléments roulants avec une virole pour éviter que les éléments roulants ne tombent.
Il existe trois options courantes pour les matériaux des cages de roulements à section mince : les cages en acier, les cages en laiton et les cages en nylon, parmi lesquelles nous nous concentrons sur les deux dernières.
Cage en laiton
1. Types de cages en laiton : cages embouties et solides, parmi lesquelles les cages embouties ne conviennent qu'aux roulements à section mince de petite et moyenne taille.
2. Matériaux : Plaque de laiton, pièces moulées en laiton et pièces forgées en laiton ; le laiton a une résistance à la traction élevée et sa résistance mécanique est équivalente à celle des cages d'emboutissage de tôles d'acier, mais sa densité est relativement faible et sa vitesse limite est élevée.
3. Avantages : Non affecté par les lubrifiants, y compris les huiles et graisses synthétiques.
4. Restrictions d'utilisation : les cages en laiton ne peuvent pas être utilisées dans des situations supérieures à 300°C et ne conviennent pas à l'ammoniac (comme le refroidissement), car l'ammoniac provoquerait une casse saisonnière du laiton ;
5. Température de fonctionnement : La température de fonctionnement est inférieure à 300 ℃.
Cage en nylon
La cage en nylon est un produit de nouvelle génération remplaçant actuellement la cage en cuivre et la cage en fer. Par rapport à la cage métallique, elle présente de grands avantages.
1. La cage en nylon est légère, ce qui confère au roulement une grande flexibilité. Utilisée dans les appareils électriques ou les produits à forte consommation d'énergie, elle contribue grandement aux économies d'énergie.
2. Il a un faible bruit et constitue le premier choix pour les roulements silencieux, en particulier pour les produits électriques qui ont des exigences élevées en matière de bruit.
3. Il peut prolonger efficacement la durée de vie du roulement, réduisant ainsi la friction entre la cage métallique et la bille d'acier. La cage en nylon joue un rôle important dans la prolongation de la durée de vie du roulement.
Conclusion
Plusieurs facteurs différents affectent l’application des roulements à section mince. Kaydon est la marque de roulements à section mince la plus connue au monde, mais elle est très chère. Le prix d'un Réali-Slim® La gamme de petits roulements atteint même plus de 3,000 XNUMX dollars américains. Heureusement, Aubearing fabrique des produits équivalents. Kaydon des roulements qui vous coûtent un dixième du prix d'origine, voire moins. Bien entendu, Aubearing a la capacité d’adapter les ensembles de roulements à section mince à vos besoins spécifiques. Si vous ne savez pas quel roulement à section mince choisir, consultez les experts d'Aubearing dès aujourd'hui.