Les roulements à aiguilles utilisent des rouleaux en forme d'aiguilles comme éléments roulants pour le mouvement de rotation. Par rapport aux roulements à billes, les roulements à aiguilles ont une hauteur de profil inférieure et une capacité de charge plus élevée. La plupart des roulements à aiguilles radiaux peuvent supporter des forces axiales supérieures à 5 % de la charge radiale. Les rouleaux dans les applications radiales sont parallèles à l'arbre. En tant que composants mécaniques, les roulements à aiguilles contribuent à économiser de l'espace, rendant l'ensemble du mécanisme plus compact. Ces roulements jouent un rôle crucial dans divers produits tels que les automobiles, les motos, les machines d'impression, les robots industriels et les machines de construction.
AUBEARING fabrique différents types de roulements à aiguilles :
Ensembles de rouleaux et de cages Les ensembles cage et rouleaux sont des roulements faciles à utiliser avec une capacité de charge élevée malgré leur petite taille. La structure de cage unique guide les rouleaux, garantissant un fonctionnement stable même à des vitesses élevées. La conception des ensembles cage garantit une répartition adéquate de la charge entre les rouleaux et les chemins de roulement et contrôle les jeux internes radiaux. Ils présentent également des capacités à grande vitesse et une tolérance au désalignement de l'arbre ou à la déflexion de la charge. Les ensembles cage et rouleaux réduisent la concentration de contraintes aux extrémités des rouleaux en raison d'un désalignement modéré ou d'une flexion de l'arbre, prolongeant ainsi la durée de vie des roulements. Les applications courantes incluent les engrenages planétaires dans les automobiles, les boîtes de vitesses et les réducteurs de robots.
Roulements à aiguilles à coupe dessinée Les roulements à aiguilles à coupelles étirées d'AUBEARING sont dotés d'une cage et d'un ensemble complet de rouleaux avec une structure de bague extérieure unique. Ces roulements faciles à installer possèdent les bagues extérieures les plus fines parmi tous les roulements tout en offrant une capacité de charge élevée, des limites de vitesse maximale élevées et une excellente résistance à l'usure. Les aciers alliés soigneusement sélectionnés résistent à des charges maximales admissibles élevées, et les cages durcies en surface aident les roulements à supporter des conditions difficiles. Les roulements à aiguilles à coupelle étirée avec joints intégrés sont disponibles dans certaines tailles. Les joints à lèvres limitent les températures de fonctionnement des roulements entre -25 °C et +225 °C (-30 °F à +110 °F) sur toute la plage de jeu du roulement installé. Les roulements à bague extérieure estampés sont conçus pour retenir la graisse ou l'huile non pressurisée à l'intérieur du roulement tout en empêchant les contaminants de pénétrer dans la zone du chemin de roulement. Les joints de contact à lèvre standard sont compatibles avec les huiles lubrifiantes et les carburants à base de pétrole courants, mais sont affectés par certaines huiles hydrauliques résistantes au feu et par la plupart des solvants courants. Les roulements à aiguilles à coupelle étirée sont aussi faciles à manipuler et à installer que les roulements à rouleaux libres, mais se présentent sous une forme assemblée. Le boîtier (utilisé comme chemin de roulement extérieur) est estampé avec précision à partir d'acier à faible teneur en carbone et durci en surface sans usinage ultérieur, ce qui rend ces roulements rentables. Les applications courantes incluent les supports d'arbre de boîte de vitesses généraux, les supports de poulies, les pompes à engrenages et les roulements de guidage.
Roulements à aiguilles solides Les roulements à aiguilles solides offrent une capacité de charge maximale et une haute précision dans des espaces compacts. Ces roulements sont adaptés à diverses conditions de fonctionnement, avec des bagues fabriquées à partir d'aciers à roulements dégazés sous vide ou d'aciers de carburation soigneusement sélectionnés, et des rouleaux rectifiés avec précision et traités thermiquement. Des cages légères et extrêmement robustes guident avec précision les rouleaux en douceur. Les matériaux de haute qualité offrent une grande rigidité capable de résister à de lourdes charges et à des charges d'impact. Ces roulements sont disponibles avec ou sans bagues intérieures ; le type sans bagues intérieures utilise l'arbre directement comme surface de roulement.
Roulements à aiguilles sphériques Les roulements à aiguilles sphériques ont un chemin de roulement extérieur séparé de la bague extérieure, qui fait office de manchon. Le chemin de roulement présente un profil externe concave équipé d'anneaux en plastique. Cela permet aux roulements à aiguilles de compenser un désalignement statique minimal de l'arbre.
Roulements à aiguilles avec bagues usinées Les roulements à aiguilles avec bagues usinées sont utilisés pour les applications nécessitant une capacité de charge plus élevée. Il en existe principalement deux types : les roulements à aiguilles sans bague intérieure et ceux avec bague intérieure. Les roulements sans bague intérieure sont utilisés avec des arbres trempés et rectifiés, ce qui permet aux arbres plus grands d'offrir une plus grande rigidité. Les roulements avec bague intérieure sont utilisés dans les applications où le durcissement et le meulage de l'arbre ne sont pas réalisables ou pratiques.
Roulements de butée à aiguilles Les butées à aiguilles utilisent des ensembles de rouleaux et de cages avec des cages durcies en surface constituées de deux plaques d'acier embouties avec précision. Les rouleaux sont solidement maintenus dans la cage, garantissant une rotation fluide même sous des charges axiales importantes. Ces roulements sont compacts, ce qui les rend faciles à remplacer dans le même espace d'installation que les rondelles de butée traditionnelles. Différentes configurations sont disponibles, notamment des unités autonomes, des unités à rouleaux intégrées ou des unités avec différentes épaisseurs de rouleaux pour s'adapter aux conditions d'installation autour du roulement. Ces composants sont conçus pour supporter des charges axiales dans des espaces limités, en utilisant des cages en acier trempé pour accueillir les rouleaux à aiguilles. Bien qu'elles occupent généralement moins d'espace que les rondelles de butée classiques, les butées à aiguilles offrent d'excellentes caractéristiques de frottement et une capacité de charge plus élevée. Différentes épaisseurs de rondelles de butée durcies individuellement sont disponibles si les surfaces adjacentes ne peuvent pas être durcies à un niveau de dureté approprié de 58 Rc ou équivalent. Les ensembles aiguille de poussée et cage peuvent résister à des vitesses élevées et à des charges axiales. Ils sont largement utilisés dans les transmissions automatiques, offrant une faible friction dans les espaces confinés.
Pour obtenir les performances de roulement souhaitées, la sélection des roulements à aiguilles appropriés n'est que le début. Plusieurs facteurs spécifiques affectent le fonctionnement des roulements, notamment la lubrification, la dureté et l'état de surface des chemins de roulement, ainsi que les sièges de roulement.
Lubrification: La lubrification à l'huile est généralement préférée, offrant des vitesses plus élevées en agissant comme un liquide de refroidissement, en éliminant les contaminants et en facilitant l'injection dans la zone de charge du roulement. Les meilleures méthodes incluent l’alimentation positive, les éclaboussures d’huile ou le brouillard d’huile. Les roulements peuvent utiliser une lubrification à la graisse si nécessaire. Les roulements avec cages ont généralement des réservoirs de graisse plus grands, offrant une durée de pré-lubrification plus longue dans les situations où la relubrification n'est pas possible. La durée de vie des roulements dans de telles applications dépend de la durée de vie de la graisse, qui doit être prise en compte dans les calculs de durée de vie. Les joints aident à retenir les lubrifiants et à exclure les contaminants.
Surfaces des chemins de roulement: Les bonnes performances des roulements dépendent du matériau et des caractéristiques géométriques des chemins de roulement.
Dureté: Un avantage clé des roulements à aiguilles est leur capacité à utiliser des surfaces de contact comme bagues intérieures ou extérieures, ou les deux. Les charges nominales des roulements sont généralement basées sur une dureté du chemin de roulement de 58 Rc ou équivalente. Si elle est inférieure, la capacité de charge de la combinaison roulement-chemin de roulement diminue. Le durcissement de surface, le durcissement par induction et le durcissement à cœur sont des traitements acceptables. Si l'arbre ne peut pas être durci à 58 Rc, des bagues intérieures séparées sont utilisées. Ils sont positionnés sur l'arbre à l'aide d'épaulements ou de bagues de retenue.
Finition de surface: Une excellente finition de surface des chemins de roulement est cruciale pour maintenir un bon film lubrifiant entre les rouleaux et les chemins de roulement. Les surfaces rugueuses permettent aux points saillants de pénétrer dans le film lubrifiant, ce qui entraîne une fatigue plus rapide et éventuellement un grippage. La finition du chemin de roulement intérieur ne doit pas dépasser un degré Ra de 16 minutes, mais une meilleure microfinition prolonge considérablement la durée de vie. Pour les assemblages à aiguilles ou à rouleaux et cage à complément complet, une finition du chemin de roulement extérieur en moins de 16 minutes fournit des résultats optimaux. Assurez-vous que les surfaces des chemins de roulement sont exemptes de rayures et de défauts.
Forme géométrique: La surface de chemin de roulement idéale pour les roulements à aiguilles radiaux est un cylindre parfait. Tout écart augmente les niveaux de bruit et réduit la durée de vie des roulements. Par conséquent, la rondeur des arbres et des sièges de roulement doit être maintenue dans la moitié des tolérances de fabrication recommandées ou 0.0003 pouces, la valeur la plus petite étant retenue. La conicité du chemin de roulement entraîne une contrainte accrue sur les rouleaux et une durée de vie réduite en fatigue des roulements. La géométrie du chemin de roulement est peut-être plus préjudiciable, provoquant un contact irrégulier des rouleaux, tel qu'un contact irrégulier dû à la rectitude de la surface ou à des défauts. De plus, les rouleaux ne doivent pas pendre sur les surfaces des chemins de roulement. Cela peut conduire à une concentration de stress et à un échec précoce. Généralement, pour les roulements à complément complet, l'inclinaison de l'arbre par rapport à l'axe du roulement ne doit pas dépasser 0.0010 pouces par pouce ; pour les roulements à cage, l'inclinaison de l'arbre par rapport à l'axe du roulement ne doit pas dépasser 0.0015 pouce par pouce. Les roulements plus courts peuvent mieux résister à l'inclinaison.
Sièges de roulement: Le fonctionnement réussi des roulements à aiguilles à coupelles étirées nécessite une installation correcte pour garantir une taille et une rondeur appropriées de la coque extérieure. En règle générale, il suffit simplement de presser le roulement en place à l'aide d'outils de base et de presses manuelles. Les fonctionnalités de positionnement axial sont généralement inutiles. Si la coque est en acier ou en fer de haute qualité, sa section peut être suffisamment petite pour représenter 11 2/2 à XNUMX fois la section du roulement. Pour les coquilles en alliage léger, une section similaire peut suffire, mais il est essentiel de sélectionner des tailles de trous de coquille plus petites de manière appropriée pour obtenir une dimension et une rondeur correctes des roulements. Les roulements à aiguilles robustes sont installés dans des sièges de roulement avec ajustements à jeu si la charge est stationnaire par rapport au siège de roulement ; si la charge tourne par rapport au siège du roulement, ils sont installés avec un ajustement de transition serré. Quel que soit l'ajustement, utilisez des épaulements de siège de roulement et des bagues de retenue ou d'autres méthodes de positionnement axial positif pour fixer la bague extérieure.
Matériaux de roulement - Cages de roulement rouleaux séparés pour répartir uniformément les charges autour du roulement. Ils réduisent également le bruit des roulements, améliorent les conditions de roulement et empêchent le glissement. De plus, ils contiennent des rouleaux dans un seul composant. L'acier est le matériau de cage le plus courant dans les roulements à aiguilles. Les cages en plastique peuvent être utilisées lorsque les conditions de fonctionnement le permettent. La lubrification et les traitements de surface réduisent la chaleur générée par la friction. Certaines conceptions de roulements à aiguilles à coupelle étirée omettent les cages, contenant un ensemble complet de rouleaux. Les roulements à complément complet combinent une capacité de charge maximale avec la rentabilité des roulements à cuvettes étirés. Dans cette conception, les lèvres tournées vers l'intérieur retiennent les rouleaux à l'intérieur des bagues de roulement. Les tests ont déterminé les coefficients de frottement suivants pour les conceptions de roulements à aiguilles en cage et à complément complet : Roulements à aiguilles en cage : 15•10-4 ; Roulements à aiguilles à complément complet : 25•10-4.
Scellés. Les joints (le cas échéant) isolent les rouleaux, les cages et les lubrifiants des contaminants et de l'humidité dans les environnements difficiles. Les joints doivent résister à l’oxydation, aux températures élevées et aux produits chimiques que les roulements peuvent rencontrer. Les roulements scellés comportent généralement un trou d'inspection de la bague intérieure sur la bague extérieure pour la relubrification. Les joints sont plus efficaces lorsque la friction entre le joint et le roulement ou l’arbre est minimisée. Des traitements de surface ou une lubrification supplémentaires peuvent réduire cette friction. Les roulements avec joints intégrés fonctionnent à des vitesses relativement inférieures à celles des roulements ouverts. Les joints sont généralement fabriqués à partir de caoutchouc acrylonitrile-butadiène, de polyuréthane ou de fluoroélastomère.
