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Ce que vous devez savoir sur les roulements à rouleaux cylindriques
Roulements à rouleaux cylindriques ont une capacité de charge radiale élevée et des charges axiales modérées. Ils contiennent des rouleaux cylindriques, mais ne sont pas de vrais cylindres. Au lieu de cela, ces rouleaux sont bombés ou soulagés en bout pour réduire les concentrations de contraintes. Cette géométrie se traduit par un faible frottement et permet des applications à grande vitesse.
Les roulements à rouleaux cylindriques sont généralement disponibles dans des classes de précision telles que RBEC-5, qui est une classification du Roller Bearing Engineers Council (RBEC). Les classes RBEC décrivent la plage de précision et de tolérances pour différents types de roulements. Généralement, plus le nombre RBEC est élevé, plus les tolérances des roulements sont serrées. En règle générale, les roulements à rouleaux cylindriques sont lubrifiés avec de l'huile, qui est également utilisée comme liquide de refroidissement.
Les roulements à rouleaux cylindriques sont des roulements à rouleaux radiaux. Tous les roulements à rouleaux cylindriques ont quatre composants de base : la bague intérieure, la bague extérieure, les rouleaux et la cage. Les bagues de roulement et les rouleaux supportent la charge et la cage maintient les rouleaux en place.
Les roulements à rouleaux cylindriques varient en termes de jeu et d'options de lubrification, selon le fabricant. Ils peuvent être fabriqués avec la cage ou comme pièce complémentaire complète. Certains n'ont pas de nervures sur les deux bagues, permettant aux bagues de se déplacer axialement et peuvent être utilisées comme roulements à extrémité libre.
L'acier embouti ou le laiton usiné sont les matériaux les plus couramment utilisés pour construire des cages de roulements à rouleaux cylindriques. Pourtant, certains utilisent du polyamide moulé, ce qui rend le roulement plus fluide et plus silencieux. Si nécessaire, l'acier à haute teneur en carbone trempé ou l'acier à faible teneur en carbone cémenté améliore la fatigue en flexion et résiste aux fortes charges d'impact.
Matériaux pour roulements à rouleaux cylindriques
La plupart des roulements à rouleaux cylindriques sont en acier allié ou en acier doux. Certaines applications nécessitent l'utilisation d'aciers à haute teneur en carbone cémentés ou trempés à coeur. Les nuances d'acier à haute teneur en carbone ne nécessitent pas de carburation des roulements à rouleaux cylindriques et peuvent être cémentées par chauffage par induction ou trempées à cœur par des méthodes de chauffage conventionnelles. Lors de l'utilisation d'aciers à faible teneur en carbone et cémentés, le carbone est introduit après que le roulement à rouleaux cylindriques a été usiné à une profondeur suffisante pour produire une coque durcie capable de supporter les charges du roulement. L'ajout de carbone et d'alliages assure la bonne combinaison d'un boîtier dur et résistant à la fatigue avec un noyau dur et malléable.
Spécifications des roulements à rouleaux cylindriques
L'alésage et le diamètre extérieur (OD) sont des caractéristiques importantes à prendre en compte lors de la sélection d'un roulement à rouleaux cylindriques. L'industrie des roulements utilise un système de numérotation standard pour les roulements à rouleaux avec des alésages de diamètre métrique. Pour la taille d'alésage 04 et supérieure, multipliez le diamètre d'alésage par 5 pour déterminer le diamètre d'alésage en millimètres (mm). Le diamètre extérieur des roulements à rouleaux cylindriques comprend le logement, s'il est présent, mais exclut la bride.
D'autres spécifications importantes pour les roulements à rouleaux cylindriques incluent la largeur hors tout, la vitesse nominale (huile), la charge axiale statique, la charge radiale statique, la charge axiale dynamique et la charge radiale dynamique.
Charge statique axiale et charge statique radiale sont respectivement la charge axiale et la charge radiale maximales que le roulement peut supporter sans déformation permanente.
Charge dynamique axiale et charge dynamique radiale sont les valeurs calculées des charges axiales et radiales qu'un groupe de roulements avec la même bague extérieure et la même bague intérieure fixe peut supporter respectivement lorsque la durée de vie nominale de la bague intérieure est de 1 million de tours.
Types de roulements à rouleaux cylindriques
Bien que les roulements à rouleaux cylindriques à une rangée soient le type le plus courant, il existe également des options de rouleaux cylindriques à plusieurs rangées.
Rouleaux cylindriques à une rangée sont populaires car ils sont séparables, ce qui les rend plus faciles à installer et à retirer. Cependant, ils ne peuvent supporter des charges radiales lourdes ou surdimensionnées car ils n'autorisent des charges axiales que dans une seule direction.
Roulements à rouleaux cylindriques à deux rangées peut souvent résoudre les problèmes de capacité de charge. Les roulements à double rangée répartissent la charge sur une zone plus large et supportent les charges instables ou les vibrations. De plus, un roulement à double rangée prend moins de place dans le boîtier que deux roulements à une rangée placés dos à dos. Il optimise également le transfert de charge entre les deux rangées.
Roulements à rouleaux cylindriques à plusieurs ou quatre rangées sont généralement utilisés comme roulements à col roulé. Quatre rangées de rouleaux peuvent supporter des charges radiales plus importantes. Des tolérances de diamètre serrées sur les rouleaux profilés permettent au roulement de répartir uniformément les charges. Les cages pour plusieurs rangées de rouleaux utilisent généralement des cages à doigts en laiton usiné ou des cages à doigts en acier doux. Pourtant, les plus grandes tailles utilisent des cages en acier avec des rouleaux creux.
Selon la conception ou sans nervures latérales, les roulements à une rangée ont différentes désignations de type NU, NJ, NUP, N, NF et les roulements à deux rangées NNU, NN. Les roulements à rouleaux cylindriques AST sont disponibles dans les séries suivantes avec différentes conceptions de cage et tailles métriques :
N Series – Les roulements de conception N sont des roulements à rouleaux cylindriques à une rangée et ont deux nervures fixes sur la bague intérieure qui retiennent les rouleaux et la cage et une bague extérieure lisse. Cette conception permet un déplacement axial dans certaines limites, de l'arbre par rapport au logement. Par conséquent, les roulements de la série N sont utilisés dans les ensembles de roulements libres. De plus, les roulements de la série N n'ont pratiquement aucune capacité de poussée.
Série NU – Sont des roulements à rouleaux cylindriques à une rangée et ont deux nervures fixes sur la bague extérieure et une bague intérieure lisse. Cette conception permet un déplacement axial dans certaines limites, de l'arbre par rapport au logement. Par conséquent, les roulements de la série NU sont utilisés dans les ensembles de roulements libres. De plus, les roulements de la série NU n'ont pratiquement aucune capacité de poussée.
Série NJ – Sont des roulements à rouleaux cylindriques à une rangée et ont deux nervures fixes sur la bague extérieure et une nervure fixe sur la bague intérieure qui peuvent guider l'arbre dans une seule direction (axialement).
Série NUP – Sont des roulements à rouleaux cylindriques à une rangée et comportent deux nervures fixes sur la bague extérieure et, sur la bague intérieure, une nervure fixe et une rondelle d'appui. De cette façon, ils peuvent être utilisés comme paliers fixes, guidant l'arbre axialement dans les deux sens. Sont des roulements à rouleaux cylindriques à une rangée et ont deux nervures fixes sur la bague extérieure et n'ont pas de bague intérieure. Au lieu de cela, il utilise l'arbre comme chemin de roulement opposé.
Série NF – Également capable de supporter des charges axiales accidentelles, ce type de roulement comporte deux nervures intégrales sur la bague intérieure et une seule nervure sur la bague extérieure.
Série RNU - Sont des roulements à rouleaux cylindriques à une rangée et ont deux nervures fixes sur la bague extérieure et n'ont pas de bague intérieure. Au lieu de cela, il utilise l'arbre comme chemin de roulement opposé.
Série NN – Les roulements de conception NN sont des roulements à rouleaux cylindriques à double rangée et ont trois nervures fixes sur la bague intérieure qui retiennent les rouleaux et la cage et une bague extérieure lisse. Cette conception permet un déplacement axial dans certaines limites, de l'arbre par rapport au logement. Par conséquent, les roulements de la série N sont utilisés dans les ensembles de roulements libres. De plus, les roulements de la série NN n'ont pratiquement aucune capacité de poussée.
Série NNU – Sont des roulements à rouleaux cylindriques à double rangée et ont trois nervures fixes sur la bague extérieure et une bague intérieure lisse. Cette conception permet un déplacement axial dans certaines limites, de l'arbre par rapport au logement. Par conséquent, les roulements de la série NU sont utilisés dans les ensembles de roulements libres. De plus, les roulements de la série NNU n'ont pratiquement aucune capacité de poussée.
Pourquoi choisir des roulements à rouleaux cylindriques ?
Lors de la sélection d'un roulement, plusieurs facteurs de base doivent être pris en compte. Le premier facteur à considérer est la charge que le roulement peut supporter - la capacité de charge. Il existe deux types de charges portantes :
– Charge radiale : perpendiculaire à l'arbre, perpendiculaire à l'arbre (axe de rotation du roulement).
– Charges axiales (poussée): parallèle à l'axe de rotation et agissant dans le même sens que l'axe. Tenez compte du moment où la charge est parallèle au poteau.
Chaque type est conçu pour supporter des charges radiales ou axiales. Si vous avez besoin de roulements nécessitant des charges radiales élevées, les roulements à rouleaux cylindriques sont recommandés.
Les roulements à rouleaux cylindriques ont une capacité de charge radiale élevée et conviennent aux vitesses élevées. Ils sont en contact linéaire avec les chemins de roulement. Ils sont conçus pour être fiables et idéaux pour l’environnement. Les roulements sont polyvalents et peuvent être utilisés dans diverses applications. Ils varient selon le nombre de rangées de rouleaux (généralement une, deux ou quatre) et s'ils sont équipés de cages. L'absence de cage permet au roulement d'avoir des colonnes, ce qui permet de supporter des charges radiales plus lourdes.
Pourquoi choisir des roulements à rouleaux cylindriques plutôt que des roulements à billes radiaux ?
Les roulements à rouleaux cylindriques sont similaires à roulements à billes radiaux en ce qu' ils sont conçus pour supporter des charges radiales tout en minimisant les frottements. Selon l'application et la conception interne du roulement, les roulements à rouleaux cylindriques et les roulements à billes radiaux peuvent également supporter de petites charges axiales.
En général, les roulements à rouleaux offrent une capacité de charge plus élevée que les roulements à billes de même taille. Une autre différence significative entre les deux types de roulements est leur surface de contact. Avec les roulements à billes, la zone de contact est un seul point, tandis que les roulements à rouleaux touchent une plus grande surface.
Quels sont les avantages significatifs des roulements à rouleaux cylindriques ?
Capacité de charge radiale plus élevée par rapport aux roulements à billes
La conception des rouleaux accepte des vitesses plus rapides que les autres types de roulements à rouleaux
Résiste aux dommages causés par la fatigue
A un diamètre extérieur et intérieur droit (peut également être conique)
Rincer l'intérieur du boîtier
Facile à installer, réduisant les dommages potentiels à l'installation
Mince, gain de place et de poids
Disponible dans une variété de tailles et de matériaux
Applications de roulements à rouleaux cylindriques
Les roulements à rouleaux cylindriques ont de nombreuses applications. Les exemples incluent l'exploitation minière, la production de pétrole, la production d'électricité, la transmission d'énergie, le traitement du ciment, le concassage d'agrégats et le recyclage des métaux. Certains roulements à rouleaux cylindriques sont utilisés dans les machines à briquettes, les équipements de mélange de caoutchouc, les laminoirs, les séchoirs rotatifs ou les machines à pâtes et papiers. D'autres sont utilisés dans les équipements de construction, les concasseurs, les moteurs électriques, les soufflantes et les ventilateurs, les engrenages et les entraînements, les machines pour le plastique, les machines-outils et les moteurs et pompes de traction.
QFP
Les roulements à rouleaux cylindriques ont-ils un faible frottement ?
Oui. La conception des rouleaux et des surfaces permet aux roulements à rouleaux cylindriques de supporter de lourdes charges avec un faible frottement.
Quelles sont les raisons de la défaillance des roulements à rouleaux cylindriques ?
Un montage et une étanchéité incorrects, une défaillance du lubrifiant et la présence de débris et de contamination sont les causes les plus courantes de défaillance des roulements. De plus, une surcharge peut entraîner une surchauffe et une panne.
Quelles procédures d'entretien dois-je suivre ?
Comme tous les roulements, les roulements à rouleaux cylindriques sont sujets à la rouille, aux piqûres, aux rayures et à l'écaillage. Les roulements à revêtement de surface aident à prévenir ces conditions, prolongeant la durée de vie des roulements.
Quel traitement de surface dois-je appliquer aux roulements à rouleaux cylindriques ?
Le placage zinc-nickel, les revêtements de zinc et de phosphate aident à résister à la rouille, aux piqûres, aux rayures et à l'écaillage.
