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Le guide ultime des roulements à semelle
Les roulements à semelle jouent un rôle important dans diverses applications industrielles et mécaniques. Leur conception et leurs performances affectent directement la stabilité et l’efficacité de l’équipement. Ce guide explorera en profondeur tous les aspects des roulements à semelle, y compris leur définition, leurs types, leurs avantages, leurs matériaux, la lubrification, l'étanchéité, leurs applications et les considérations de sélection, vous fournissant des informations complètes pour mieux comprendre et utiliser les roulements à semelle.
Un roulement à semelle est un roulement monté utilisé pour supporter un arbre rotatif, généralement constitué d'un support de montage et d'un roulement fermé. Le siège du roulement est généralement en fonte grise et est disponible en types divisés et intégrés. Les sièges de roulement divisés sont amovibles pour faciliter l'entretien et le remplacement, tandis que les sièges de roulement intégrés sont durables. Les roulements à coussinet ont une conception simple, avec l'arbre tournant librement à travers la bague intérieure du roulement, tandis que la bague extérieure du roulement est fixée au support, ce qui est facile à installer et est principalement utilisé dans les applications à faible couple et moyennes. charger des applications. Les roulements à semelle sont souvent utilisés dans les systèmes de convoyeurs, les équipements agricoles, les ventilateurs industriels et d'autres occasions, et sont populaires pour leur structure simple, leur installation facile et leurs performances efficaces.
Les roulements à semelle sont différents des sièges de roulement verticaux, qui sont utilisés dans des charges plus élevées et des environnements corrosifs. Bien que les deux aient des fonctions similaires, leur structure et leur application diffèrent considérablement.
Types de paliers à semelle
En fonction de leur type de roulement interne et de leur structure de conception, les roulements à semelle peuvent être divisés en types principaux suivants :
Roulements de boîtier de roulement intégrés
Les roulements à boîtier de roulement intégré se composent d'un boîtier de roulement intégré et de roulements internes. Ils ont une structure simple et sont faciles à installer et conviennent aux applications à charge légère et moyenne. Cette conception les rend performants dans les applications nécessitant une installation et un retrait fréquents. Ils conviennent aux applications à charges légères et moyennes, telles que les systèmes de transport et les petites machines.
Boîtier de roulement divisé avec arbre
Le boîtier de roulement divisé avec arbre se compose de deux parties, faciles à installer et à entretenir, et convient aux occasions où un remplacement et un entretien fréquents sont nécessaires. Sa conception structurelle permet le remplacement et l'entretien des roulements sans démonter l'ensemble du dispositif. Il convient aux occasions où un remplacement fréquent des roulements est nécessaire, comme les gros équipements industriels et les machines lourdes.
Roulements à billes à coussinet
Roulements à billes à coussinet sont le type le plus courant de roulements à semelle et sont largement utilisés dans les applications qui nécessitent une haute précision et une rotation à grande vitesse. Ils ont un faible frottement, une vitesse élevée et une capacité de charge élevée. Ils ont une structure simple composée d'un anneau intérieur, d'un anneau extérieur et d'un jeu de billes. Ces billes sont fixées entre les bagues intérieure et extérieure par une cage, ce qui peut fournir un faible frottement et un mouvement de rotation efficace. Les avantages des roulements à billes à coussinet sont leur bon fonctionnement et leur faible bruit, qui conviennent aux équipements tels que les convoyeurs et les ventilateurs industriels.
Les roulements à rouleaux à coussinet ont une capacité de charge plus élevée que les roulements à billes et conviennent aux applications avec des charges lourdes et des charges de choc. En fonction de la forme et de la disposition des rouleaux, les roulements à rouleaux à coussinet peuvent être divisés en types suivants :
Roulements à rouleaux coniques
Les roulements à rouleaux coniques se composent d'une bague intérieure, d'une bague extérieure, d'une cage et de rouleaux coniques, qui peuvent supporter des charges radiales et axiales. Sa conception structurelle lui permet d'avoir une capacité de charge élevée lorsqu'il fonctionne à des vitesses faibles à moyennes, ce qui convient aux machines lourdes et aux équipements de construction.
Roulements à rouleaux sphériques
Les roulements à rotule sur rouleaux sont des roulements à double rangée à alignement automatique avec des éléments roulants couronnés ou sphériques qui peuvent ajuster automatiquement les erreurs angulaires dans une certaine plage. Ils conviennent aux applications soumises à des charges et à une résistance aux chocs élevées, telles que l'exploitation minière et l'industrie lourde.
Roulements à rouleaux cylindriques
Les roulements à rouleaux cylindriques ont une capacité de charge radiale élevée et des charges de poussée moyennes. Leurs éléments roulants sont cylindriques, avec une rigidité et une capacité de charge élevées, et conviennent aux applications à grande vitesse. Ils ont une structure simple et un faible frottement et sont souvent utilisés dans les machines industrielles.
Roulements à aiguilles
Les roulements à aiguilles sont similaires aux roulements à rouleaux cylindriques, mais leurs rouleaux ont un diamètre plus petit et une longueur plus longue, offrant une capacité de charge élevée dans des espaces limités et conviennent aux applications nécessitant des profils bas et des charges radiales.
Matériau du boîtier du bloc à oreiller
Le choix des matériaux du boîtier du bloc à semelle affecte directement ses performances et sa durée de vie. Différents matériaux ont des propriétés mécaniques et une résistance à l'environnement différentes et conviennent à diverses applications industrielles. Voici plusieurs matériaux courants pour les boîtiers de paliers à coussinet et leurs caractéristiques :
Acier chromé
L'acier chromé est un acier à haute teneur en carbone qui contient une certaine proportion de chrome. Les roulements en acier chromé sont largement utilisés dans diverses machines industrielles en raison de leur haute résistance et de leur résistance à l'usure. L'acier chromé a une dureté élevée et peut résister à des charges élevées et à un environnement de fonctionnement à grande vitesse. Sa résistance à l'usure permet au roulement de rester en bon état après un fonctionnement à long terme. De plus, l'acier chromé présente une bonne résistance à la corrosion et convient à certains environnements de travail avec des milieux corrosifs.
fonte
La fonte est un matériau économique et pratique largement utilisé dans la fabrication de boîtiers à semelle. Les roulements en fonte ont de bonnes propriétés antisismiques et d'absorption des chocs, et peuvent absorber efficacement les vibrations et les chocs générés lors du fonctionnement mécanique. La fonte a une résistance et une dureté modérées et peut résister à des applications à charge moyenne. Son prix est relativement bas et convient à certaines applications aux budgets limités mais nécessitant des performances fiables. Le principal inconvénient de la fonte est sa faible ténacité et peut se briser sous des chocs violents ou de fortes vibrations.
Aluminium
L'aluminium est un matériau léger doté d'une bonne conductivité thermique et d'une bonne résistance à la corrosion. Le boîtier à palier à coussinet en aluminium est léger et adapté aux applications nécessitant une réduction du poids de l'équipement et une dissipation rapide de la chaleur. Bien que l'aluminium ne soit pas aussi résistant que l'acier et la fonte, les roulements en aluminium fonctionnent bien dans certaines applications spéciales, telles que les industries aérospatiale et automobile. L'aluminium a une bonne aptitude au traitement, est facile à fabriquer et à former et peut répondre aux exigences de conception de structures complexes.
Acier doux
L'acier doux est un acier à faible teneur en carbone, peu coûteux et adapté aux applications à charges légères et moyennes. L'acier doux a une résistance et une résistance à l'usure relativement faibles, mais sa ténacité et sa ductilité sont bonnes et peuvent résister à certaines charges d'impact. L'acier doux a une bonne soudabilité, est facile à traiter et à fabriquer et est largement utilisé dans les appareils électroménagers et certains équipements industriels légers. Le principal inconvénient de l’acier doux est sa faible résistance à la corrosion et des mesures anticorrosion doivent être prises pendant son utilisation.
Plastique-nylon
Le nylon est un plastique technique courant avec une bonne résistance à la corrosion et à l'usure. Le boîtier du bloc à coussinet en nylon est léger, facile à installer et adapté aux environnements humides et corrosifs. Le nylon possède de bonnes propriétés autolubrifiantes et un faible coefficient de friction, réduisant ainsi le besoin de lubrification externe. Les blocs à semelle en nylon fonctionnent bien dans des industries telles que la transformation alimentaire et l'industrie chimique qui ont des exigences élevées en matière de propreté et de résistance à la corrosion. Sa ténacité et sa résistance sont bonnes et peuvent résister à des applications à charges moyennes. Cependant, le nylon a une mauvaise résistance aux températures élevées et ne convient pas aux environnements à haute température.
PTFE (polytétrafluoroéthylène)
Le PTFE, également connu sous le nom de Téflon, est un plastique technique doté d'une excellente résistance chimique et d'un faible coefficient de frottement. Les blocs à semelle en PTFE conviennent aux environnements à haute température et hautement corrosifs et peuvent maintenir des performances stables dans des conditions extrêmes. Les matériaux PTFE n'absorbent pas l'eau et ont une bonne résistance aux intempéries. Ils sont largement utilisés dans des industries telles que l’industrie chimique, l’industrie pharmaceutique et la transformation alimentaire qui ont des exigences strictes en matière d’hygiène et de résistance à la corrosion. Son inconvénient est que sa résistance et sa résistance à l’usure sont faibles et qu’il est généralement utilisé en combinaison avec d’autres matériaux pour améliorer ses propriétés mécaniques.
Inox
L'acier inoxydable est souvent utilisé pour fabriquer des blocs à semelle qui doivent être utilisés dans des environnements difficiles en raison de son excellente résistance à la corrosion. Les roulements en acier inoxydable ont non seulement une résistance élevée et une résistance à l'usure, mais peuvent également être utilisés pendant une longue période dans des milieux corrosifs tels que l'humidité, l'acide et l'alcali. Sa bonne stabilité thermique et ses propriétés mécaniques le rendent largement utilisé dans l’agroalimentaire, l’industrie pharmaceutique, l’ingénierie maritime et d’autres domaines. Le principal inconvénient de l’acier inoxydable est son coût élevé, mais ses excellentes performances globales le rendent compétitif dans les applications exigeantes.
Sponsor Bronze
Le bronze est un matériau de roulement traditionnel doté d'une bonne résistance à l'usure et de propriétés autolubrifiantes. Le boîtier à paliers à coussinet en bronze convient aux applications à charge et vitesse moyennes et est largement utilisé dans les équipements de fabrication mécanique et d'ingénierie. La bonne aptitude au traitement et la conductivité thermique du bronze le rendent stable dans les environnements à haute température. Les matériaux en bronze sont plus lourds et plus chers, mais leur durabilité et leur fiabilité sont irremplaçables dans certaines applications critiques.
Lubrification des roulements à coussinet
La lubrification est un facteur important pour garantir le bon fonctionnement et la durée de vie prolongée des roulements à semelle. Les méthodes de lubrification courantes comprennent la lubrification manuelle et l'autolubrification.
Lubrification manuelle
La lubrification manuelle nécessite l'utilisation régulière de graisse ou d'huile pour lubrifier le roulement. Le lubrifiant est délivré aux points de friction du roulement via une pompe ou des accessoires montés sur le boîtier du roulement. Une lubrification régulière peut réduire la friction et prévenir la surchauffe et l'usure.
Auto-lubrification
Les roulements autolubrifiants sont fabriqués à partir de matériaux tels que le bronze imprégné d'huile, les alliages graphite/métal, et ne nécessitent pas de lubrification externe. Ces matériaux sont capables d'absorber et de libérer des lubrifiants tout au long de la durée de vie du roulement, minimisant ainsi les risques de défaillance.
Étanchéité des roulements à semelle
La conception du joint est essentielle pour empêcher les contaminants de pénétrer dans le roulement et maintenir l’efficacité du lubrifiant. Les types de joints courants comprennent :
Joints d'écartement
Les joints d'étanchéité empêchent les contaminants de pénétrer par le petit espace entre le siège du roulement et l'arbre et conviennent aux applications à faible vitesse et faible charge.
Joints de contact légers
Les joints à contact léger empêchent les contaminants de pénétrer par un léger contact avec la surface de l'arbre et conviennent aux applications à vitesse et charge moyennes.
Joints de contact lourds
Les joints de contact épais empêchent les contaminants de pénétrer par contact fort avec la surface de l'arbre et conviennent aux applications à vitesse élevée et à charges lourdes.
Joints auxiliaires
Les joints auxiliaires sont souvent utilisés en combinaison avec d'autres types de joints pour fournir une protection supplémentaire et conviennent aux environnements extrêmes et aux applications à forte contamination.
Facteurs de sélection des roulements à semelle
Choisir le bon roulement à semelle est essentiel pour assurer le fonctionnement normal de l'équipement et prolonger sa durée de vie. Lors de la sélection des roulements à semelle, plusieurs facteurs doivent être pris en compte, notamment le type et la taille de la charge, la taille et l'ajustement de l'arbre, la vitesse de fonctionnement, les conditions environnementales, les exigences de lubrification et la rentabilité. Voici plusieurs facteurs majeurs sur lesquels il convient de se concentrer lors de la sélection des roulements à semelle :
La charge est l'un des facteurs clés affectant la sélection des roulements. Selon le type de charge, elle peut être divisée en charge radiale et charge axiale. La charge radiale est la force perpendiculaire à la direction de l’axe, tandis que la charge axiale est la force le long de la direction de l’axe. Différents types de roulements à semelle ont des capacités de charge différentes. Par exemple, les roulements à billes conviennent à des charges radiales et axiales inférieures, tandis que les roulements à rouleaux conviennent à des charges radiales et axiales plus élevées.
Lors de la sélection des roulements à semelle, il est nécessaire de déterminer la charge maximale que l'équipement supportera, y compris la charge statique et la charge dynamique. La charge statique est la charge que supporte l'équipement lorsqu'il est à l'arrêt, tandis que la charge dynamique est la charge que supporte l'équipement pendant son fonctionnement. En fonction de la taille et du type de charge, sélectionnez un roulement à semelle avec une capacité de charge appropriée pour garantir qu'il peut fonctionner de manière fiable dans les conditions de travail prévues.
Taille et ajustement de l'arbre
L'ajustement du roulement à semelle sur l'arbre affecte directement les performances et la durée de vie du roulement. La taille de l'arbre doit correspondre au diamètre intérieur du roulement pour garantir que le roulement peut être fermement monté sur l'arbre tout en permettant une rotation libre de l'arbre. Lors de la sélection d'un roulement à semelle, le diamètre et la longueur de l'arbre doivent être mesurés avec précision pour garantir que le diamètre intérieur du roulement correspond à la taille de l'arbre.
De plus, la tolérance et l’état de surface de l’arbre doivent également être pris en compte. La tolérance de l'arbre affecte la précision d'ajustement du roulement. Une tolérance trop grande peut entraîner le desserrage du roulement, tandis qu'une tolérance trop petite peut rendre le roulement difficile à installer ou à fonctionner correctement. L'état de surface de l'arbre affecte le frottement et l'usure du roulement. Une surface trop rugueuse peut entraîner une usure accrue du roulement.
Exigences de lubrification
La lubrification est essentielle au fonctionnement normal et à la longue durée de vie des roulements à semelle. Le choix des lubrifiants et des méthodes de lubrification doit être déterminé en fonction du type de roulement, de la vitesse de fonctionnement, de la charge et des conditions environnementales. Les méthodes de lubrification courantes comprennent la lubrification manuelle et la lubrification automatique. La lubrification manuelle convient aux applications à faible vitesse et à charge moyenne, tandis que la lubrification automatique convient aux applications à vitesse élevée et à charge lourde.
Lors de la sélection des lubrifiants, la viscosité, la résistance à la température, la résistance à l'oxydation et la résistance à l'usure du lubrifiant doivent être prises en compte. Pour les environnements à haute ou basse température, des lubrifiants résistants à haute ou basse température doivent être sélectionnés. Pour les applications à charge élevée et à vitesse élevée, des lubrifiants à haute résistance à l'usure doivent être sélectionnés. De plus, la compatibilité des lubrifiants doit être prise en compte pour éviter de mélanger différents lubrifiants, ce qui pourrait entraîner une défaillance de la lubrification.
Conditions environnementales
L'environnement de travail de l'équipement a une influence importante sur la sélection des roulements à semelle. Les conditions environnementales incluent la température, l'humidité, les polluants, les milieux corrosifs, etc. Dans les environnements à haute température, des matériaux de roulement ayant une bonne résistance à la chaleur, tels que l'acier inoxydable ou les alliages à haute température, doivent être sélectionnés. Dans les environnements à basse température, des matériaux de roulement offrant de bonnes performances à basse température, tels que le nylon ou le PTFE, doivent être sélectionnés.
L'humidité et les polluants sont également des facteurs importants qui affectent le choix des roulements. Dans les environnements humides ou poussiéreux, des roulements offrant de bonnes performances d'étanchéité doivent être sélectionnés pour empêcher l'humidité et les polluants de pénétrer à l'intérieur du roulement, entraînant un défaut de lubrification et une usure accrue. Dans les environnements corrosifs, il convient de choisir des matériaux offrant une bonne résistance à la corrosion, tels que l'acier inoxydable ou des roulements dotés de revêtements spéciaux.
La vitesse de fonctionnement
La vitesse de fonctionnement du roulement à semelle est un facteur important qui doit être pris en compte lors du processus de sélection. Différents types de roulements ont des limites de vitesse différentes, et le dépassement de cette vitesse peut entraîner une surchauffe du roulement, un problème de lubrification et des dommages prématurés. Les roulements à billes conviennent aux applications à grande vitesse, tandis que les roulements à rouleaux conviennent aux applications à faible vitesse mais à charge élevée.
Lors de la sélection d'un roulement à semelle, le type de roulement approprié doit être sélectionné en fonction de la vitesse de fonctionnement de l'équipement et garantir que sa capacité de vitesse se situe dans la plage de fonctionnement prévue. De plus, la méthode de lubrification et l'effet de refroidissement du roulement doivent également être pris en compte pour réduire la chaleur et la friction générées lors du fonctionnement à grande vitesse.
Rentabilité
Lors de la sélection des roulements à semelle, la rentabilité doit également être prise en compte. Les roulements hautes performances sont généralement coûteux, mais ils sont également durables et fiables, ce qui peut réduire les temps d'arrêt des équipements et les coûts de maintenance. Par conséquent, lors de la sélection des roulements à semelle, des facteurs tels que le coût d'achat initial, les coûts d'installation et de maintenance, ainsi que la durée de vie et les performances doivent être pris en compte de manière exhaustive.
Dans certaines applications, il peut être rentable de sélectionner des roulements à semelle de haute qualité. Bien que leur coût initial soit plus élevé, ils peuvent réduire considérablement le coût total de possession de l’équipement et améliorer l’efficacité de la production et la fiabilité de l’équipement.
Autres exigences spéciales
Dans certaines applications spécifiques, les roulements à semelle peuvent également devoir répondre à certaines exigences particulières. Par exemple, dans les industries ayant des exigences strictes en matière de conditions d'hygiène, telles que la transformation des aliments et les produits pharmaceutiques, il convient de sélectionner des matériaux de roulement et des lubrifiants répondant aux normes de qualité alimentaire ou pharmaceutique. Dans les instruments et équipements de précision, des roulements à semelle offrant une haute précision et des performances à faible bruit doivent être sélectionnés.
Conclusion
En tant que composant clé des équipements mécaniques, les roulements à semelle ont un large éventail d'applications et des rôles importants. En comprenant sa définition, ses types, ses avantages, ses matériaux, sa lubrification, son étanchéité et ses applications, les utilisateurs peuvent mieux sélectionner et utiliser les roulements à coussinet pour améliorer les performances et la durée de vie de l'équipement. La conception et la sélection des roulements à semelle doivent prendre en compte de manière exhaustive des facteurs tels que la charge, la vitesse, l'environnement, etc. pour garantir leur fonctionnement fiable dans diverses conditions de travail.
Foire Aux Questions (FAQ)
1. Quelle est la durée de vie d’un roulement à palier ?
La durée de vie d'un roulement à semelle dépend de divers facteurs, notamment les conditions de fonctionnement, les méthodes de maintenance et la capacité de charge. S’il est correctement installé et entretenu, un roulement à semelle peut durer de nombreuses années. Dans des circonstances normales, une bonne lubrification et une inspection régulière peuvent prolonger considérablement sa durée de vie.
2. Puis-je remplacer le roulement insert dans le siège du roulement à semelle ?
Oui, si le roulement insert est usé ou endommagé, il peut être remplacé. Assurez-vous que le roulement de remplacement est compatible avec les dimensions du siège du roulement et de l'arbre. Lors du remplacement, il est recommandé d'inspecter et d'entretenir le siège du roulement en même temps pour garantir un bon ajustement global.
3. À quelle fréquence dois-je lubrifier le roulement à semelle ?
La fréquence de lubrification dépend des conditions de fonctionnement et du type de lubrifiant utilisé. Généralement, il est recommandé de lubrifier régulièrement le roulement à semelle selon les directives du fabricant. Dans les environnements soumis à des charges ou à des vitesses élevées, l'intervalle de lubrification doit être plus court.
4. Les roulements à semelle peuvent-ils gérer des applications à grande vitesse ?
Bien que les roulements à semelle puissent supporter des vitesses modérées, ils peuvent ne pas convenir aux applications à très grande vitesse. Pour les applications à grande vitesse, il est recommandé de choisir un type de roulement spécialement conçu pour un fonctionnement à grande vitesse, tel que des roulements à billes de haute précision ou des roulements en céramique.
5. Où puis-je acheter des roulements à semelle ?
Divers fournisseurs de roulements (en ligne et hors ligne) proposent des roulements à semelle. Vous pouvez acheter des roulements à semelle auprès de revendeurs de roulements professionnels, de fournisseurs d'équipements industriels ou sur le site officiel du fabricant. Avant d'acheter, assurez-vous que les produits fournis par le fournisseur répondent à vos spécifications et exigences de qualité.
6. Comment installer des roulements à coussinet ?
Lors de l'installation de roulements à semelle, vous devez d'abord vous assurer que l'arbre et le siège du roulement sont propres, puis suivre les directives d'installation fournies par le fabricant. Il est généralement nécessaire de s'assurer que l'arbre et le siège du roulement sont bien alignés et d'utiliser des outils et lubrifiants appropriés pour l'installation. Après l'installation, effectuez un court test pour vérifier toute anomalie.
7. Les roulements à semelle nécessitent-ils des inspections régulières ?
Oui, les roulements à semelle nécessitent des inspections régulières pour garantir leur bon fonctionnement. Des inspections régulières peuvent détecter des problèmes potentiels tels qu'une usure, une lubrification insuffisante ou un mauvais alignement. Les pannes et les temps d'arrêt des équipements peuvent être évités grâce à une maintenance et un remplacement en temps opportun des pièces usées.
8. Quelles sont les défaillances courantes des roulements à semelle ?
Les défaillances courantes des roulements à semelle comprennent une surchauffe, une augmentation du bruit, des vibrations anormales et des fuites de lubrifiant. Ces pannes sont généralement causées par une lubrification insuffisante, des roulements endommagés, une mauvaise installation ou un mauvais alignement de l'arbre. En cas de panne, la machine doit être arrêtée immédiatement pour inspection et des mesures de réparation appropriées doivent être prises.
9. À quels environnements les roulements à semelle sont-ils adaptés ?
Les roulements à semelle conviennent à une variété d'environnements, notamment les environnements à haute température, à humidité élevée, corrosifs et poussiéreux. Le choix du bon matériau et de la bonne conception du joint peut permettre aux roulements à palier de maintenir de bonnes performances et une longue durée de vie dans divers environnements difficiles.
10. Comment choisir un roulement à coussinet approprié ?
Le choix d'un roulement à semelle approprié nécessite de prendre en compte des facteurs tels que le type et la taille de la charge, la vitesse de fonctionnement, les conditions environnementales, les exigences de lubrification et la rentabilité. Selon les exigences spécifiques de l'application, sélectionnez des roulements à palier de taille, de matériau et de conception appropriés pour garantir qu'ils peuvent répondre aux exigences de performance et à la durée de vie de l'équipement.