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Vous devez savoir sur les roulements
Un roulement palier est un composant mécanique de précision qui transforme le frottement de glissement entre l'arbre de roulement et le siège de l'arbre en frottement de roulement, réduisant ainsi les pertes par frottement. Les roulements se composent généralement de quatre parties : la bague intérieure, la bague extérieure, les éléments roulants et la cage. La fonction de la bague intérieure est de coopérer avec l'arbre et de tourner avec l'arbre ; la fonction de la bague extérieure est de coopérer avec le siège du roulement et de jouer un rôle de support ; l'élément roulant est Parce que la cage répartit uniformément les éléments roulants entre la bague intérieure et la bague extérieure, sa forme, sa taille et son nombre affectent directement les performances et la durée de vie du roulement ; la cage peut répartir uniformément les éléments roulants et guider les éléments roulants pour qu'ils tournent pour la lubrification.
Les cinq composants des roulements sont : la bague intérieure, la bague extérieure, les éléments roulants, la cage et la graisse. Les roulements sont généralement constitués de quatre éléments : la bague intérieure, la bague extérieure, les éléments roulants et la cage. De plus, les lubrifiants ont un impact important sur les performances des roulements, c'est pourquoi les lubrifiants sont parfois considérés comme le cinquième composant des roulements. Les composants des roulements ont les fonctions suivantes :
La bague intérieure s'adapte généralement étroitement à l'arbre et tourne avec l'arbre.
La bague extérieure coopère généralement avec le trou du siège du roulement ou avec la coque du composant mécanique pour jouer un rôle de support. Cependant, dans certaines applications, la bague extérieure tourne et la bague intérieure est fixe, ou bien les bagues intérieure et extérieure tournent toutes deux.
Les éléments roulants sont disposés uniformément entre la bague intérieure et la bague extérieure à l'aide de la cage. Sa forme, sa taille et sa quantité affectent directement la capacité de charge et les performances du roulement.
La cage sépare uniformément les éléments roulants, guide les éléments roulants pour qu'ils se déplacent sur la bonne voie et améliore la répartition interne de la charge et les performances de lubrification du roulement.
Bagues de roulement
(1) Bague intérieure : La bague de roulement avec le chemin de roulement sur la surface extérieure.
(2) Bague extérieure : La bague de roulement avec chemin de roulement sur la surface intérieure.
(3) Bague intérieure conique : la bague intérieure des roulements à rouleaux coniques.
(4) Bague extérieure conique : la bague extérieure de Roulements à rouleaux coniques.
(5) Bague intérieure conique à double chemin de roulement : une bague intérieure de roulement à rouleaux coniques avec des chemins de roulement doubles.
(6) Bague extérieure conique à double chemin de roulement : une bague extérieure de roulement à rouleaux coniques avec des chemins de roulement doubles.
(7) Bague intérieure large : bague intérieure de roulement élargie à une ou aux deux extrémités pour améliorer le guidage de l'arbre dans son alésage intérieur ou pour fournir une position supplémentaire pour l'installation de fixations ou de joints.
(8) Bague intérieure verrouillée : une bague intérieure à roulement à billes rainurée dont tout ou partie de l'épaulement a été retiré.
(9) Bague extérieure verrouillée : A roulement à billes rainuré bague extérieure avec tout ou partie de l'épaulement retiré.
(10) Bague extérieure emboutie : virole emboutie à partir d'une fine plaque métallique et scellée à une extrémité (bague extérieure emboutie scellée) ou ouverte aux deux extrémités, pointant généralement vers la bague extérieure du radial. roulement à aiguilles.
(11), bague extérieure de bride : bague extérieure de roulement avec bride.
(12) Bague extérieure d'alignement : Une bague extérieure avec une surface extérieure sphérique pour s'adapter au déplacement angulaire permanent entre son axe et l'axe du siège de roulement.
(13) Alignement de la bague de siège extérieure : La virole utilisée pour aligner la bague extérieure et le trou de siège a une surface intérieure sphérique qui correspond à la surface extérieure sphérique de la bague extérieure.
(14) Surface sphérique extérieure : La surface extérieure de la bague extérieure du roulement fait partie de la surface de la bille.
(15). La nervure sur l'avant de la bague extérieure conique : la nervure sur l'avant du chemin de roulement de la bague extérieure conique sert à guider le rouleau et à supporter la poussée de la grande face d'extrémité du rouleau.
(16) Bague de retenue centrale : bague de roulement à double chemin de roulement, telle que la nervure centrale intégrale d'une bague intérieure conique à double chemin de roulement.
Fabrication de bagues de roulements
(1) Forger: Pendant le processus de forgeage, une combustion excessive, une surchauffe, une fissuration interne dans les carbures du réseau, etc. réduiront la ténacité et la résistance de la virole. Par conséquent, la température de traitement, le chauffage par circulation et les conditions de dissipation thermique après forgeage (telles que le refroidissement par pulvérisation) doivent toujours être strictement contrôlés. Surtout après le forgeage final de types de ferrules plus grands, ceux dont la température est supérieure à 700°C ne doivent pas être empilés.
(2) Traitement thermique: La surveillance étroite des équipements de traitement thermique est une tâche importante dans l'atelier. Surveillance de la fiabilité des équipements. Les équipements importants de contrôle de la température, tels que les instruments et les thermocouples, doivent être étroitement surveillés pour garantir des données de mesure précises et fiables ; ceux qui comportent des erreurs excessives doivent être remplacés en temps opportun et toute opération en cas de maladie est strictement interdite.
(3) Surveillance du processus de broyage. Les bagues de roulement importées finies ne doivent pas présenter de brûlures ni de fissures de meulage, en particulier la surface de contact du cône d'entraînement de la bague intérieure ne doit pas présenter de brûlures. Si les viroles sont décapées, elles doivent être entièrement inspectées pour éliminer les produits brûlés. Ceux qui sont gravement brûlés ne peuvent pas être réparés ou ceux qui ne le sont pas doivent être mis au rebut. Les anneaux présentant des brûlures de meulage ne sont pas autorisés à entrer dans le processus d'assemblage.
(4) Gestion des identifications. Une fois l'acier stocké et avant le meulage de la virole, chaque processus doit être strictement géré et deux matériaux et produits différents, GCR15 et GCR15SIMN, doivent être strictement distingués.
Installation de bagues de roulement
Lors de l'installation des bagues de roulement, une attention particulière doit être portée à la séquence d'installation. Les roulements de précision doivent également prêter attention aux extrémités positives et négatives. Les installer à l’envers provoquera un déséquilibre dynamique et affectera les performances du roulement.
Elément roulant
L'élément roulant est l'élément central du roulement. En raison de son existence, il existe un frottement de roulement entre les surfaces mobiles relatives. Les types d'éléments roulants comprennent des billes, des rouleaux cylindriques, des rouleaux coniques, des rouleaux à aiguilles, etc. Les éléments roulants des roulements comprennent principalement des billes et des rouleaux en acier.
Structure de base des roulements
Le principe de fonctionnement des roulements développés à partir de roulements lisses est de remplacer le frottement de glissement par le frottement de roulement. Ils sont généralement composés de deux anneaux, d'un ensemble d'éléments roulants et d'une cage. Ils sont très polyvalents, standardisés et hautement sérialisés. Pièces à haute base mécanique. Étant donné que les différentes machines ont des conditions de travail différentes, diverses exigences sont proposées aux roulements en termes de capacité de charge, de structure et de performances. C’est pour cette raison que les roulements doivent avoir des structures différentes. Cependant, la structure la plus basique est composée d’une bague intérieure, d’une bague extérieure, d’éléments roulants et d’une cage. Les fonctions des différentes pièces des roulements sont :
Pour les roulements radiaux, la bague intérieure est généralement ajustée avec l'arbre et court avec l'arbre, et la bague extérieure est généralement un ajustement de transition avec le siège du roulement ou le trou du boîtier mécanique pour jouer un rôle de support. Cependant, dans certains cas, la bague extérieure fonctionne également et la bague intérieure est fixée pour jouer un rôle de support, ou la bague intérieure et la bague extérieure fonctionnent en même temps. Pour les butées, la bague d'arbre est étroitement ajustée à l'arbre et se déplace ensemble, et la bague de siège est un ajustement de transition avec le siège de roulement ou le trou du boîtier mécanique et joue un rôle de support. Les éléments roulants (billes d'acier, rouleaux ou rouleaux à aiguilles) sont généralement disposés uniformément entre les deux bagues du roulement à l'aide d'une cage pour le mouvement de roulement. Sa forme, sa taille et son nombre affectent directement la capacité de charge et les performances du roulement. En plus de séparer uniformément les éléments roulants, la cage peut également guider la rotation des éléments roulants et améliorer les performances de lubrification interne du roulement.
Classement des roulements
Classification par type de structure de roulement
Les roulements sont divisés en : selon la direction de la charge ou l'angle de contact nominal qu'ils peuvent supporter :
1) Roulements radiaux – roulements principalement utilisés pour supporter des charges radiales, avec des angles de contact nominaux de 0 à 45. Selon différents angles de contact nominaux, ils sont divisés en : roulements à contact radial – roulements radiaux avec un angle de contact nominal de 0 ; roulements à contact oblique centripètes – roulements radiaux avec un angle de contact nominal supérieur à 0 à 45.
2) Butées – roulements principalement utilisés pour supporter des charges axiales, avec des angles de contact nominaux supérieurs à 45 à 90. Selon différents angles de contact nominaux, ils sont divisés en : Roulements à contact axial – butées avec un angle de contact nominal de 90° ; Butées à contact oblique – butées avec un angle de contact nominal supérieur à 45 mais inférieur à 90°.
Selon le type d'élément roulant
1) Roulement à billes : l'élément roulant est une bille.
2) Roulement à rouleaux : les éléments roulants sont des rouleaux. Selon le type de rouleau, les roulements à rouleaux sont divisés en : roulements à rouleaux cylindriques – roulements dans lesquels l'élément roulant est un rouleau cylindrique et le rapport longueur/diamètre du rouleau cylindrique est inférieur ou égal à 3 ; roulements à aiguilles – Roulements dans lesquels l'élément roulant est un rouleau à aiguilles. Le rapport longueur/diamètre du rouleau à aiguilles est supérieur à 3, mais le diamètre est inférieur ou égal à 5 mm ; roulements à rouleaux coniques – roulements dans lesquels l'élément roulant est un rouleau conique ; roulements à rotule sur rouleaux – un par un Les éléments roulants sont des roulements à rotule sur rouleaux.
Fonction d'alignement des roulements
1) Roulement d'alignement – le chemin de roulement est sphérique et peut s'adapter à l'écart angulaire et au mouvement angulaire entre les lignes d'axe des deux chemins de roulement ;
2) Roulements non alignés (roulements rigides) – roulements capables de résister à la déviation angulaire de l’axe central de l’axe entre les chemins de roulement.
Roulements selon le nombre de rangées d'éléments roulants
1) Roulement à une rangée – un roulement avec une rangée d'éléments roulants ;
2) Roulements à double rangée – roulements à deux rangées d'éléments roulants ;
3) Roulements à plusieurs rangées – roulements comportant plus de deux rangées d'éléments roulants, tels que les roulements à trois et quatre rangées.
Roulements selon qu'ils peuvent être séparés
1) Roulements séparables – roulements avec pièces séparables ;
2) Roulements non séparables – roulements dans lesquels les bagues ne peuvent pas être séparées librement une fois les roulements finalement assemblés.
Roulements selon leur forme structurelle
Comme s'il y a une rainure de remplissage, s'il y a une bague intérieure et extérieure et la forme de la virole, la structure de la nervure, et même s'il y a une cage, etc.), peuvent également être divisés en plusieurs types structurels.
Classification selon la taille des roulements
(1) Roulements miniatures – roulements avec une plage de diamètres extérieurs nominaux inférieure à 26 mm ;
(2) Petits roulements : roulements avec un diamètre extérieur nominal allant de 28 à 55 mm ;
(3) Roulements de petite et moyenne taille : roulements dont les diamètres extérieurs nominaux varient de 60 à 115 mm ;
(4) Roulements moyens et grands : roulements avec un diamètre extérieur nominal allant de 120 à 190 mm.
(5) Grands roulements – roulements avec des diamètres extérieurs nominaux allant de 200 à 430 mm ;
(6) Roulements extra larges : roulements avec une plage de diamètre extérieur nominal de 440 mm ou
Processus de fabrication des roulements
En raison des différents types, types de structure, niveaux de tolérance, exigences techniques, matériaux et tailles de lots de roulements, leurs processus de production de base ne sont pas exactement les mêmes.
Processus de fabrication des composants de roulement :
(1) Le processus de traitement de la virole : Le traitement des bagues intérieure et extérieure du roulement varie en fonction de la matière première ou de la forme brute. Les processus avant le tournage peuvent être divisés en trois types suivants. L'ensemble du processus de traitement est le suivant : matériau de tige ou matériau de tuyau (certaines barres doivent être forgées, recuites et normalisées) -- traitement de tournage -- traitement thermique -- traitement de meulage -- meulage ou polissage fin -- inspection finale des pièces -- Antirouille—-Stockage—-(à assembler)
(2) Le processus de traitement des billes d'acier. Le traitement des billes d'acier varie également en fonction de l'état des matières premières. Le processus précédant le broyage ou le polissage de la balle peut être divisé en trois types suivants. Le processus avant le traitement thermique peut également être Il est divisé en deux types suivants, et l'ensemble du processus de traitement est le suivant : Poinçonnage à froid de barres ou de fils (certaines barres doivent être poinçonnées avec des anneaux et recuites après le poinçonnage à froid) - Meulage frustrant et grossier , meulage doux ou boule photo – –Traitement thermique—-Meulage dur—-Meulage fin—-Meulage ou meulage de précision—-Regroupement d'inspection finale—-Prévention de la rouille, emballage—-Stockage .
(3) Traitement des rouleaux. Le traitement des rouleaux varie en fonction des matières premières. Le processus avant le traitement thermique peut être divisé en deux types suivants. L'ensemble du processus de transformation est le suivant : traitement de décolletage ou frappe à froid et cordage du fil machine. Bande annulaire et meulage doux —- traitement thermique —- points mous —- diamètre extérieur de meulage grossier —- face d'extrémité de meulage grossier —- face d'extrémité de meulage final —- diamètre extérieur de meulage fin —- Diamètre extérieur de meulage final —- groupement d'inspection finale —- prévention de la rouille, emballage —- stockage (à assembler).
(4) Le processus de traitement de la cage. Le processus de traitement de la cage peut être divisé en deux catégories suivantes selon la structure de conception et les matières premières :
1) Tôle → cisaillement [1] → poinçonnage → estampage → façonnage et finition → décapage ou grenaillage ou polissage à cordes → inspection finale → prévention de la rouille, emballage → entreposage (à assembler en ensemble)
2) Le processus de traitement de la cage solide : Le traitement de la cage solide varie en fonction des matières premières ou de la rugosité. Avant de tourner, il peut être divisé en quatre types de flans suivants. L'ensemble du processus de traitement est : barre, tube Matériaux, pièces forgées, pièces moulées – diamètre intérieur de la voiture, diamètre extérieur, face d'extrémité, chanfreinage – perçage (ou emboutissage, alésage) – décapage – inspection finale – prévention de la rouille, emballage – -stockage .
Processus d'assemblage des roulements :
Les pièces de roulements telles que les bagues intérieures, les bagues extérieures, les éléments roulants et les cages, etc., après avoir passé l'inspection, entrent dans l'atelier d'assemblage pour l'assemblage. Le processus est le suivant : démagnétisation et nettoyage des pièces → sélection du groupe de taille de canal de roulement intérieur et extérieur (rainure) → ensemble d'assemblage → contrôle du jeu → cage à rivets → inspection finale → démagnétisation, nettoyage → prévention de la rouille, emballage → mise dans l'entrepôt de produits finis ( emballage, expédition).
Caractéristiques des roulements
Par rapport aux roulements lisses, les roulements présentent les avantages suivants :
(1) Le coefficient de frottement des roulements est inférieur à celui des roulements lisses et l'efficacité de la transmission est élevée. Généralement, le coefficient de frottement des roulements lisses est de 0.08 à 0.12, tandis que le coefficient de frottement des roulements n'est que de 0.001 à 0.005 ;
(2) Les roulements sont fabriqués en acier à roulement et subissent un traitement thermique. Par conséquent, les roulements ont non seulement des propriétés mécaniques élevées et une longue durée de vie, mais peuvent également économiser des métaux non ferreux relativement coûteux utilisés dans la fabrication des roulements lisses ;
(3) Le jeu interne du roulement est très faible et la précision de traitement de chaque pièce est élevée. La précision de fonctionnement est donc élevée. Dans le même temps, la rigidité du roulement peut être augmentée grâce à la précharge. Ceci est très important pour les machines de précision ;
(4) Certains roulements peuvent supporter à la fois une charge radiale et une charge axiale, de sorte que la structure du support de roulement peut être simplifiée ;
(5) En raison de l'efficacité de transmission élevée des roulements et de la faible génération de chaleur, la consommation d'huile lubrifiante peut être réduite, ce qui facilite l'entretien de la lubrification ;
(6) Les roulements peuvent être facilement appliqués à l’uranium dans n’importe quelle direction de l’espace.
Les roulements présentent également certains inconvénients
Cependant, tout est divisé en deux, et les roulements présentent également certains défauts, principalement :
(1) La capacité portante des roulements est bien inférieure à celle des roulements lisses de même volume. Par conséquent, la taille radiale des roulements est grande. Par conséquent, les paliers lisses sont souvent utilisés dans des situations qui supportent des charges importantes et nécessitent de petites dimensions radiales et des structures compactes (telles que les roulements de vilebrequin des moteurs à combustion interne) ;
(2) Les vibrations et le bruit des roulements sont importants, en particulier dans les dernières étapes d'utilisation. Par conséquent, les roulements ne conviennent pas aux occasions où une haute précision est requise et où les vibrations ne sont pas autorisées. Généralement, les roulements coulissants sont meilleurs.
(3) Les roulements sont particulièrement sensibles aux corps étrangers tels que les copeaux métalliques. Une fois que des corps étrangers pénètrent dans le roulement, d'importantes vibrations et bruits intermittents se produisent, ce qui peut également provoquer des dommages précoces. De plus, les roulements sont également sujets à des dommages précoces dus à des inclusions métalliques. Même si aucun dommage précoce ne se produit, la durée de vie des roulements a une certaine limite. Bref, la durée de vie des roulements est plus courte que celle des roulements lisses.
Cependant, par rapport aux roulements et aux paliers lisses, chacun a ses propres avantages et inconvénients, et chacun a certaines occasions applicables. Par conséquent, les deux ne peuvent pas se remplacer complètement, chacun se développe dans une certaine direction et élargit son propre domaine. Cependant, en raison des avantages exceptionnels des roulements, les retardataires ont tendance à rattraper leur retard. Les roulements sont devenus le principal type de support de machines et sont largement utilisés.
Cage
La cage, également connue sous le nom de cage de roulement, fait référence à une partie de roulement qui enveloppe partiellement tout ou partie des éléments roulants et se déplace avec lui pour isoler les éléments roulants, et guide généralement également les éléments roulants et les maintient à l'intérieur du roulement.
Matériau de la cage
Lorsque les roulements fonctionnent, le frottement de glissement provoque un échauffement et une usure des roulements. En particulier dans des conditions de fonctionnement à haute température, l'action de la force centrifuge inertielle intensifie la friction, l'usure et la chaleur. Dans les cas graves, la cage peut être brûlée ou cassée, ce qui empêche le roulement de fonctionner correctement. Par conséquent, en plus d'avoir une certaine résistance, le matériau de la cage doit également avoir une bonne conductivité thermique, un faible facteur de frottement, une bonne résistance à l'usure, une forte ténacité aux chocs, une faible densité et un coefficient de dilatation linéaire proche de celui des éléments roulants. De plus, la cage emboutie doit résister à une déformation d'emboutissage complexe et nécessite que le matériau ait de bonnes propriétés de traitement. Certaines cages aux exigences extrêmement élevées seront également recouvertes d’une couche d’argent. Les types de matériaux de cage comprennent : cage en acier doux/acier inoxydable, cage en bakélite/plastique (nylon), cage en laiton/bronze/alliage d'aluminium, etc.
Classification des méthodes de fabrication :
cage moulée sous pression
Les matières premières de la cage moulée sous pression sont l'alliage d'aluminium et le laiton. Les matières premières sont fondues et versées dans le moule de moulage sous pression de la machine de moulage sous pression, et la cage est moulée sous pression en une seule fois. La porte de coulée est tournée sur un tour.
1) La cage est directement moulée sous pression, ce qui permet d'obtenir une bonne forme géométrique et une bonne précision dimensionnelle sans traitement mécanique, et a une efficacité de production élevée.
2) Après moulage sous pression, le métal cristallise et se solidifie, avec une structure précise, une bonne qualité de surface et une bonne résistance à l'usure.
3) Taux d’utilisation élevé des matériaux et coût réduit. Cependant, lors du moulage sous pression d'une cage en alliage d'aluminium, un équipement de grand tonnage est nécessaire, et la conception et la fabrication du moule sont compliquées. Les poches de la cage sont facilement tendues lors du moulage sous pression. Dans les conditions où le roulement est soumis à des chocs, des vibrations et une vitesse variable, la qualité de la cage moulée sous pression doit être encore améliorée.
Cage fabriquée par méthode de moulage plastique
Les plastiques techniques granulaires séchés sous vide sont placés dans un baril, chauffés par des fils de résistance et fondus dans un état semi-liquide. Pressurisées par un piston ou une vis mobile, les matières premières semi-liquides sont injectées depuis la buse dans le moule de formage du moulage par injection machine. Après avoir été isolé, obtenez la cage souhaitée après refroidissement. Les caractéristiques de son savoir-faire sont :
1) La cage est moulée en un seul moulage par injection, ce qui permet d'obtenir une forme géométrique et une précision dimensionnelle précises ainsi qu'une faible valeur de rugosité de surface sans traitement mécanique, et l'efficacité de la production est élevée.
2) Le moule et le moulage en plastique sont simples à former, le roulement est facile à assembler et il est facile de réaliser un contrôle automatique.
3) La cage en plastique a de bonnes propriétés telles que la résistance à l'usure, l'antimagnétique et un faible frottement. Cependant, en raison des défauts de déformation thermique, de vieillissement et de fragilité du plastique lui-même, ainsi que de certains problèmes liés à la structure de la cage et au processus d'injection plastique, l'application de la cage moulée en plastique est limitée.
Graisse
Graisse : Un semi-solide épais et gras. Utilisé pour lubrifier et sceller les pièces de friction des machines. Également utilisé sur les surfaces métalliques pour combler les interstices et prévenir la rouille. Principalement composé d'huile minérale (ou lubrifiant synthétique) et d'épaississant. Les principales fonctions de la graisse est une lubrification, protection et étanchéité. La grande majorité des graisses sont utilisées pour la lubrification et sont appelées graisses antifriction. La graisse antifriction joue principalement le rôle de réduire les frottements mécaniques et de prévenir l'usure mécanique. Dans le même temps, il joue également un rôle protecteur en empêchant la corrosion des métaux, en assurant l'étanchéité et la protection contre la poussière. Certaines graisses sont principalement utilisées pour empêcher le métal de rouiller ou de se corroder, appelées graisses protectrices.
Le principe de fonctionnement de la graisse est que l’épaississant retient l’huile là où elle doit être lubrifiée. Lorsqu'il y a une charge, l'épaississant libère l'huile, assurant ainsi la lubrification. À température ambiante et à l'état statique, elle est comme un solide, capable de conserver sa forme sans couler et d'adhérer au métal sans glisser. À des températures élevées ou lorsqu'il est soumis à des forces externes dépassant une certaine limite, il peut s'écouler comme un liquide. Lorsque la graisse est cisaillée par les pièces mobiles des machines, elle peut s'écouler et lubrifier, réduisant ainsi la friction et l'usure entre les surfaces mobiles. Lorsque l’action de cisaillement s’arrête, elle peut retrouver une certaine consistance. La fluidité particulière de la graisse fait qu'elle peut être lubrifiée dans des pièces qui ne conviennent pas à l'huile lubrifiante. De plus, comme il s’agit d’une substance semi-solide, ses effets d’étanchéité et de protection sont meilleurs que l’huile lubrifiante.