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Le guide ultime du jeu des roulements par rapport à la tolérance
Dans l’ingénierie et la fabrication mécaniques, les roulements sont des composants clés qui garantissent le bon fonctionnement et la longue durée de vie des équipements mécaniques. Cependant, les performances d'un roulement ne sont pas seulement déterminées par sa conception et sa qualité de fabrication, mais sont également profondément affectées par le jeu et les tolérances du roulement. Le jeu et la tolérance des roulements sont deux paramètres clés qui affectent directement l'installation, le fonctionnement et les performances globales du roulement. Afin de garantir que les roulements peuvent fonctionner de manière stable et efficace dans diverses conditions de travail, il est crucial de comprendre et de sélectionner correctement les jeux et tolérances des roulements. Cet article approfondira les concepts, les classifications, les méthodes de calcul du jeu et de la tolérance des roulements et leur impact sur les performances des roulements, et fournira un guide détaillé pour sélectionner le roulement approprié.
Jeu de roulement fait référence à l'écart entre les éléments roulants du roulement et les bagues intérieure et extérieure lorsqu'aucune charge externe n'est appliquée. Selon la direction de mesure, le jeu du roulement peut être divisé en jeu radial et jeu axial. Le jeu radial est le jeu perpendiculaire à l'axe du roulement, tandis que le jeu axial est le jeu parallèle à l'axe du roulement.
Jeu radial: fait référence au mouvement radial de la bague extérieure lorsque la bague intérieure du roulement est fixée sans charge, c'est-à-dire le déplacement perpendiculaire à la direction de l'axe.
Jeu axial: fait référence au mouvement axial de la bague extérieure lorsque la bague intérieure du roulement est fixée sans charge, c'est-à-dire le déplacement parallèle à l'axe.
Le jeu du roulement a un impact significatif sur les performances de fonctionnement du roulement. Plus précisément, le jeu affecte le bruit des roulements, les vibrations, la génération de chaleur et la répartition de la charge :
Bruit et vibration: Un jeu excessif entraînera un fonctionnement instable des roulements, produira plus de bruit et de vibrations et affectera le bon fonctionnement de l'équipement.
Production de chaleur: Un jeu trop petit augmentera la friction entre les éléments roulants et le chemin de roulement, provoquant un échauffement du roulement et raccourcissant sa durée de vie.
Répartition de la charge: Un jeu approprié peut répartir uniformément la charge du roulement, éviter une surcharge locale et prolonger la durée de vie du roulement.
Niveau de jeu des roulements
Classes de jeu des roulements sont classés en fonction de leur taille et chaque qualité est adaptée à différentes conditions de travail et applications. Les jeux des roulements, de petit à grand, sont C2, CN, C3, C4 et C5.
Autorisation de niveau C2
La classe C2 a un jeu plus petit et convient aux applications qui nécessitent une précision et une stabilité des roulements plus élevées, telles que les instruments et les moteurs de précision. En raison de son faible jeu, ce type de roulement présente un faible bruit et de faibles vibrations pendant le fonctionnement et convient aux équipements mécaniques de haute précision.
Autorisation de niveau CN
La qualité CN correspond à un dégagement normal et convient à la plupart des applications générales telles que les machines et véhicules industriels. Il offre un bon équilibre, garantissant la stabilité opérationnelle du roulement tout en s'adaptant aux changements généraux de charge et de température.
Autorisation de niveau C3
Le grade C3 a un jeu plus grand et convient aux applications avec des températures élevées ou des charges plus importantes, telles que les moteurs et les machines lourdes. Un jeu plus important peut compenser la dilatation thermique provoquée par l'augmentation des températures et éviter une défaillance des roulements due à une surchauffe.
Autorisation de grade C4 et C5
Les grades C4 et C5 ont respectivement des jeux plus grands que le grade C3 et conviennent aux applications avec des températures ou des charges plus élevées. Ces niveaux de jeu sont utilisés pour les équipements soumis à des conditions de travail extrêmes, telles que des environnements à haute température ou des équipements mécaniques surchargés, afin de garantir que les roulements peuvent toujours fonctionner de manière stable dans des conditions difficiles.
Pourquoi les roulements ont-ils besoin d'un dégagement ?
Le jeu des roulements joue un rôle essentiel dans la conception et l’application des roulements. Voici les principales fonctions et l'importance du jeu des roulements :
Compenser la dilatation thermique
Les roulements génèrent de la chaleur pendant le fonctionnement, provoquant la dilatation de l'ensemble de roulements. Si le jeu est trop petit, l'expansion peut rendre l'intérieur du roulement trop serré, augmenter la friction et l'usure, voire provoquer une défaillance du roulement. Un jeu approprié peut compenser cette dilatation thermique et garantir que le roulement peut toujours fonctionner correctement à des températures élevées.
S'adapte au désalignement de l'arbre et du boîtier
Dans les applications réelles, l'arbre et le boîtier peuvent être légèrement désalignés. Le jeu permet de compenser ces désalignements, garantissant ainsi le bon fonctionnement des roulements et évitant les problèmes de performances causés par des erreurs d'installation.
Réduire la friction et l'usure
Un jeu approprié peut réduire la friction entre les éléments roulants et les chemins de roulement, réduire l'usure et prolonger la durée de vie des roulements. Un jeu trop petit augmentera la friction et l'usure, et un jeu trop grand entraînera un fonctionnement instable.
Absorber les charges d'impact
Dans certaines applications, les roulements doivent résister à des charges de choc. Le jeu peut absorber ces impacts, protéger les roulements contre les dommages et assurer un fonctionnement stable de l'équipement.
Le calcul du jeu des roulements implique généralement de mesurer l'ampleur du mouvement des éléments roulants dans les directions radiale et axiale. Les méthodes de mesure spécifiques sont les suivantes :
Mesure du jeu radial
À vide, utilisez un instrument de mesure pour fixer la bague intérieure et mesurer le mouvement radial de la bague extérieure. Les étapes spécifiques sont les suivantes :
1. Placez le roulement sur la table de mesure et fixez la bague intérieure.
2. Utilisez un indicateur à cadran ou un pied à coulisse pour mesurer le mouvement de la bague extérieure dans la direction radiale.
3. Enregistrez la valeur mesurée, qui est le jeu radial.
Mesure du jeu axial
À vide, utilisez un instrument de mesure pour fixer la bague intérieure et mesurer le mouvement axial de la bague extérieure. Les étapes spécifiques sont les suivantes :
1. Placez le roulement sur la table de mesure et fixez la bague intérieure.
2. Utilisez un indicateur à cadran ou un pied à coulisse pour mesurer le mouvement de la bague extérieure dans la direction axiale.
3. Enregistrez la valeur mesurée, qui correspond au jeu axial.
Facteurs affectant le jeu des roulements
Plusieurs facteurs peuvent affecter le jeu des roulements, notamment les changements de température, les changements de charge, la qualité de l'installation et la vitesse de fonctionnement.
Changement de température
L'augmentation des températures provoque la dilatation des composants du roulement, affectant ainsi le jeu. La chaleur générée pendant le fonctionnement provoque la dilatation des bagues intérieure et extérieure du roulement, réduisant ainsi le jeu. Pour éviter une défaillance des roulements due à la dilatation thermique, il est important de sélectionner le degré de jeu approprié.
Changement de charge
Différentes conditions de chargement peuvent entraîner des modifications du jeu, notamment les charges axiales. Lorsque le roulement est soumis à une charge axiale, les éléments roulants se déplacent dans la direction axiale et modifient le jeu. Par conséquent, les conditions de charge réelles doivent être prises en compte lors de la conception et de la sélection des roulements.
Qualité d'installation
Une installation incorrecte peut modifier le jeu du roulement et affecter ses performances. Par exemple, une installation trop serrée peut comprimer le roulement, réduire le jeu et augmenter la friction et l'usure. Une installation trop lâche augmentera le jeu et conduira à un fonctionnement instable.
vitesse de déplacement
Lors d'un fonctionnement à grande vitesse, la force centrifuge entraînera la déformation de l'ensemble de roulements et modifiera le jeu. Afin de garantir que le roulement reste stable à des vitesses élevées, il est important de sélectionner le niveau de jeu approprié.
Qu'est-ce que la tolérance des roulements ?
La tolérance des roulements fait référence à l’écart dimensionnel autorisé pendant le processus de fabrication des roulements. Il inclut les écarts admissibles des dimensions clés telles que le diamètre intérieur, le diamètre extérieur et la largeur, ainsi que le faux-rond lorsque le roulement tourne. Les tolérances affectent directement l’installation des roulements et les performances de fonctionnement.
1. Tolérance dimensionnelle: fait référence à l'écart dimensionnel admissible du diamètre intérieur, du diamètre extérieur et de la largeur du roulement. Les tolérances dimensionnelles garantissent que les roulements s'ajusteront étroitement contre l'arbre et le boîtier une fois installés.
2. Tolérance de précision de rotation: fait référence au faux-rond du roulement lorsqu'il tourne, y compris le faux-rond radial et le faux-rond axial. Les tolérances de précision de rotation garantissent que les roulements fonctionnent avec une précision et une stabilité élevées.
Classification des tolérances des roulements
Différents pays et régions ont des normes de tolérance de roulement différentes. Les normes courantes incluent ISO, ABEC, JIS et DIN, etc. Chaque norme a différents niveaux de tolérance, de bas à haut, il s'agit de P0, P6, P5, P4, P2, etc.
normes ISO
Les normes ISO portent sur les normes de tolérance formulées par l'Organisation internationale de normalisation et sont largement utilisées dans le monde entier. Les niveaux de tolérance des normes ISO, de bas en haut, sont P0, P6, P5, P4 et P2.
La norme ABEC est une norme de tolérance des roulements établie par l'American Bearing Engineering Council et est principalement utilisée en Amérique du Nord. Les niveaux de tolérance de la norme ABEC de bas en haut sont ABEC 1, ABEC 3, ABEC 5, ABEC 7 et ABEC 9.
Norme DIN
La norme DIN est une norme de tolérance des roulements formulée par l'Institut allemand de normalisation et est principalement utilisée en Europe. Les niveaux de tolérance de la norme DIN de bas en haut sont le niveau PN, le niveau P6, le niveau P5, le niveau P4 et le niveau P2.
norme JIS
La norme JIS est une norme de tolérance des roulements formulée par les normes industrielles japonaises et est principalement utilisée au Japon et en Asie. Les niveaux de tolérance de la norme JIS, de bas en haut, sont le niveau 0, le niveau 6, le niveau 5, le niveau 4 et le niveau 2.
Tableau de tolérance des roulements
Tableaux de tolérances des roulements détailler les tolérances dimensionnelles et les tolérances de précision de rotation des différents types de roulements. Le tableau suivant présente les normes courantes de tolérance des roulements :
| Classe de tolérance | Tolérance du diamètre d'alésage (µm) | Tolérance du diamètre extérieur (µm) | Tolérance de largeur (µm) | Faux-rond radial (µm) | Faux-rond axial (µm) |
|---|---|---|---|---|---|
| P0 (ABEC1) | ± 10 | ± 15 | ± 15 | 20 | 30 |
| P6 (ABEC3) | ± 7 | ± 10 | ± 10 | 10 | 15 |
| P5 (ABEC5) | ± 5 | ± 7 | ± 7 | 5 | 10 |
| P4 (ABEC7) | ± 4 | ± 6 | ± 6 | 4 | 8 |
| P2 (ABEC9) | ± 2 | ± 4 | ± 4 | 2 | 5 |
Jeu des roulements par rapport à la tolérance des roulements
Bien que le jeu et la tolérance des roulements affectent tous deux les performances des roulements, leurs effets et mécanismes d'influence sont différents. Le jeu du roulement affecte principalement le jeu interne et la répartition de la charge du roulement pendant le fonctionnement, tandis que la tolérance affecte la précision d'installation et la précision de rotation du roulement.
Le rôle du dédouanement
Le jeu des roulements est principalement utilisé pour compenser la dilatation thermique, s'adapter aux erreurs d'installation et réduire la friction, garantissant ainsi un fonctionnement stable des roulements dans diverses conditions de travail. Un jeu approprié peut absorber la dilatation thermique et les charges d'impact, évitant ainsi une défaillance prématurée des roulements.
Le rôle de la tolérance
Les tolérances des roulements sont principalement utilisées pour garantir la précision de fabrication du roulement, garantir la précision dimensionnelle et rotationnelle du roulement après l'installation et éviter les problèmes de performances causés par des écarts de fabrication. Des niveaux de tolérance plus petits (tels que P4, P2) conviennent aux applications de haute précision, et des niveaux de tolérance plus élevés (tels que P0) conviennent aux applications générales.
Conclusion
Le jeu et la tolérance des roulements sont des facteurs importants qui ne peuvent être ignorés lors de la conception et de la sélection des roulements. Comprendre et sélectionner correctement les jeux et tolérances appropriés des roulements peut améliorer considérablement les performances et la durée de vie des roulements. Lors de la conception et de la sélection, les ingénieurs doivent prendre en compte de manière exhaustive les exigences de l'application, l'environnement d'exploitation et les conditions de charge, et sélectionner les niveaux de jeu et de tolérance appropriés.
QFP
1. Quelle est la différence entre le jeu et la tolérance des roulements ?
Le jeu fait référence à l'écart entre les éléments roulants du roulement et les bagues intérieure et extérieure, tandis que la tolérance fait référence à l'écart dimensionnel autorisé pendant le processus de fabrication du roulement.
2. Comment choisir le jeu de roulement approprié ?
Sélectionnez le niveau de dégagement approprié en fonction des exigences de l'application et des conditions de fonctionnement. Par exemple, sélectionnez un jeu plus petit (C2) pour les applications de haute précision et sélectionnez un jeu plus grand (C3, C4) pour les applications à haute température ou à usage intensif.
3. Quel impact la tolérance des roulements a-t-elle sur les performances des roulements ?
La tolérance du roulement affecte la précision d'installation et la précision de rotation du roulement. Des tolérances plus petites (telles que P4, P2) conviennent aux applications de haute précision, et des tolérances plus grandes (telles que P0) conviennent aux applications générales.
J'espère que cet article pourra vous aider à mieux comprendre l'importance du jeu et de la tolérance des roulements, ainsi qu'à sélectionner et utiliser correctement les roulements dans des applications pratiques pour améliorer l'efficacité de fonctionnement et la durée de vie de votre équipement.