Comment c’est fait, un roulement ?

1. Comment c’est fait, un roulement ? MARCHI.J

2. SOMMAIRE Il est conseillé de regarder et d’étudier le diaporama dans son ensemble toutefois à partir de cette page il a été crée des liens qui vous renvoie directement à des chapitres ou diapos. Lorsque vous cliquez sur un lien cela vous envoie à celui-ci. Pour revenir à cette page il suffit, lorsque vous êtes sur une page qui possède un bouton en haut à gauche de cliquez sur celui-ci. Matériaux employés (cliquez) Butée à billes Étude d’un montage Type de roulement Fixation latérale Principaux types de roulements Montage particulier Principaux types de roulements Roulement à aiguilles

3. MISE EN SITUATION On appelle roulement un ensemble de pièces inséré entre deux organes mobiles l’un par rapport à l’autre et destiné à remplacer un glissement par un roulement.

4. Roulement rotation Pièce à mettre en rotation Pièce mise en rotation Analyse fonctionnelle

5. Roulement Analysematérielle Moto-réducteur à vitesse variable La puissance absorbée par la résistance au roulement est beaucoup plus faible que la puissance absorbée par la résistance au glissement

6. BAGUE EXTÉRIEURE BAGUE INTÉRIEURE MATERIAUX EMPLOYÉS Pour bagues et éléments roulants L’acier au chrome à haute teneur en carbone est l’acier le plus généralement utilisé. Sa nuance la plus courante est l’acier 100 Cr6 (1% de carbone et 1,5 % de chrome ) dégazé sous vide, qui présente de nombreux avantages : propreté et endurance, aptitude à la trempe . On emploie aussi les aciers de cémentation ( 20 NCD2 ) ou bien les aciers dits «  rapides «  (80 DCV 40 )

7. BAGUE EXTÉRIEURE CAGE ÉLÉMENTS ROULANTS MATERIAUX EMPLOYÉS Pour cages Cages en tôle emboutie, rivetée, soudée, agrafée : en acier doux, laiton. Cages usinées : résine phénolique, alliages cuivreux, alliages d’aluminium. Cages moulées : la matière la plus employée actuellement est le polyamide 6/6 chargé de fibre de verre.

8. Différentes cages Cage moulée fermée (matières synthétique) Cage moulée (matière synthétique) Cage usinée Cage agrafée Cage rivetée Ou soudée

9. CARACTÉRISTIQUES Un roulement est défini par deux caractéristiques essentielles : Le type et les dimensions.

10. LE TYPE DE ROULEMENT Le type de roulement adopté dans un montage est fonction de ses aptitudes prédominantes aux : Charges radiales : les roulements à billes à contact radial,les roulements à rouleaux cylindriques et à aiguilles. Charge axiale : les butées à billes ou à rouleaux sphériques. Charges combinées: (axiale + radiale) les roulements à billes à contact oblique et les roulements à rouleaux coniques. Débattement angulaire : (axiale + radiale) les roulements à rotules sur billes ou les roulements à rouleaux sphériques.

11. Charges axiales Charges axiales CHARGES SUR LE ROULEMENT Un roulement, dans le cadre de son travail peut subir des efforts (ou charges) axiaux (dans le sens de son axe)

12. Charges radiales Charges radiales Charges radiales Charges radiales CHARGES SUR LE ROULEMENT Ou radiaux (dans le sens perpendiculaire à son axe)

13. Bague extérieure Bague intérieure PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS Roulements à une rangée de billes, à contact radial. Représentation normale Représentation conventionnelle Ces roulements supportent des charges radiales et axiales relativement importantes. Ils exigent une bonne coaxialité des portées de l’arbre d’une part et des alésages d’autre part.

14. Bague extérieure Bague intérieure Roulement à une rangée de billes à contact radial.

15. Roulement à deux rangées de billes à contact radial. Ces roulements supportent des charges radiales et axiales supérieures aux roulements à une rangée de billes

16. Bague extérieure Bague intérieure a PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS Roulements à une rangée de billes, à contact oblique. Représentation conventionnelle Représentation normale Ces roulements supportent des charges axiales relativement élevées dans un seul sens ou des charges axiales et radiales combinées. Ils demandent une bonne coaxialité des portées de l’arbre d’une part et des alésages des logements d’autre part. Ils conviennent pour de grandes fréquences de rotation.

17. Bague extérieure Bague intérieure Roulement à une rangée de billes à contact oblique

18. Bague extérieure Bague intérieure PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS Roulements à deux rangées de billes, à contact oblique. Représentation conventionnelle Représentation normale Ces roulements supportent des charges radiales assez importantes et des charges axiales alternées. Ils demandent une très bonne coaxialité des portées de l’arbre d’une part et des alésages des logements d’autre part. Les fréquences de rotation admissibles sont plus faibles que celle des roulements à une rangée de billes.

19. Bague extérieure Bagues intérieures Roulement à deux rangées de billes à contact oblique

20. Bague extérieure Bague intérieure PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS Roulements à deux rangées de billes à rotule dans la bague extérieure. Représentation conventionnelle Représentation normale Déversement admissible : 1,5° à 3° Ces roulements supportent des charges radiales moyennes et des charges axiales faibles. Ils conviennent pour de grandes fréquences de rotation. Ils autorisent un léger déversement de la bague intérieure par rapport à la bague extérieure. Les roulements dont la désignation comporte le suffixe K ont un alésage conique. Ceci permet notamment leur montage sur une portée conique, sur manchon de serrage, sur manchon de démontage. On évite ainsi l’épaulement d’appui sur l’arbre.

21. Bague extérieure Bague intérieure Roulement à deux rangées de billes à rotule dans la bague extérieure

22. Roulements à alésage conique à deux rangées de billes à rotule dans la bague extérieure. Montage sur manchon de serrage .

23. Manchon conique de serrage Symbole HMB Roulement à alésage conique (Suffixe K) Rondelle frein Symbole HM Écrou à encoche Symbole KM Ensemble des éléments pour montage sur manchon de serrage .

24. Passage de l’arbre Montage sur manchon de serrage . Ensemble des éléments montés

25. Roulements à alésage conique à deux rangées de rouleaux,à rotule dans la bague extérieure. Montage sur manchon de démontage.

26. Bague extérieure Bague intérieure PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS Représentation conventionnelle Roulements à rouleaux cylindriques. Représentation normale Bague extérieure à deux épaulements Bague intérieure sans épaulement. Ces roulements supportent des charges radiales très importantes mais aucune charge axiale (pour les types dont l’une des bagues ne comporte pas d’épaulements). Ils conviennent pour de grandes fréquences de rotation. Ils exigent une très bonne coaxialité des portées de l’arbre, d’une part, et des alésages des logements, d’autre part.

27. Bague extérieure Bague intérieure Roulement à rouleaux cylindrique Bague extérieure à deux épaulements, bague intérieure sans épaulement.

28. Bague extérieure Bague intérieure PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS Représentation conventionnelle Roulements à rouleaux cylindriques. Représentation normale Bague extérieure à deux épaulements Bague intérieure à un épaulement. Ces roulements comme les précédents résistent bien aux chocs. Ils permettent un léger déplacement de l’arbre par rapport au logement. Certains types comportent trois épaulements latéraux.Ils peuvent de ce fait supporter de légers efforts axiaux. Ils sont éventuellement employés avec une bague d’épaulement séparée (symbole HJ).

29. Bague extérieure Bague intérieure PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS Représentation conventionnelle Roulements à rouleaux cylindriques. Représentation normale Bague extérieure sans épaulement Bague intérieure à deux épaulements. Autre variante de roulement à rouleaux cylindriques. Ceci admettent un déversement admissible de 2’

30. PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS Les différentes variantes de roulements à rouleaux cylindriques.

31. Bague extérieure Bague intérieure PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS Roulements à deux rangées de rouleaux à rotule dans la bague extérieure. Représentation conventionnelle Représentation normale Déversement admissible : 1,5° à 2,5° Ces roulements supportent des charges radiales très importantes et des charges radiales et axiales combinées. Les fréquences de rotation admissibles sont plus faibles que celles des roulements à rotule sur deux rangées de billes. Ils autorisent un léger déversement de la bague intérieure par rapport à la bague extérieure.

32. Bague extérieure Rouleaux Roulement à deux rangées de rouleaux à rotule dans la bague extérieure

33. Bague extérieure Bague intérieure PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS Représentation conventionnelle Roulements à rouleaux coniques. Représentation normale Déversement admissible : 2° Ces roulements supportent des charges radiales et axiales très importantes. Ne conviennent pas pour les grandes fréquences de rotation. Demandent une bonne coaxialité des portées de l’arbre et aussi des alésages des logements. Ces roulements sont habituellement utilisés par paire et montés en opposition. Ils permettent de régler le jeu de fonctionnement. La bague extérieure est séparable.

34. Bague extérieure Bague intérieure Roulement à rouleaux coniques

35. Bague extérieure Bague intérieure PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS Représentation conventionnelle Roulements à aiguilles. Représentation normale Épaulements sur bague extérieure Avec bague lisse Les roulements à aiguilles supportent des charges radiales importantes sous un encombrement relativement réduit. Comme pour les roulements à rouleaux cylindriques ils ne supportent aucune charge axiale. Ils conviennent pour de grandes fréquences de rotation. Ils exigent une très bonne coaxialité des portées de l’arbre et aussi des alésages des logements.

36. Bague extérieure Bague intérieure PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS Représentation normale Roulements à aiguilles. Représentation conventionnelle Épaulements sur bague intérieure Avec bague lisse Ils résistent bien aux chocs. Ils permettent un léger déplacement axial de l’arbre par rapport au logement. La bague intérieure est séparable. Ces roulements sont couramment utilisés : sans bague intérieure, sous forme de douilles à aiguilles, de cages à aiguilles,mais les surfaces de roulement doivent présenter une dureté et un état de surface suffisants (HRc = 57 Ra = 0,4 ).

37. Douilles à aiguilles ATTENTION ! ! Pour le montage de ces douilles aiguilles. En effet, la cage est en tôle non trempé, aucun choc ne peut être admis sur celle-ci. Le montage se fera par dilatation de la pièce qui reçoit la douille à aiguilles.

38. Gamme des roulements à aiguilles de la marque “ NADELLA“

39. PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS Représentation conventionnelle Butées à billes. Représentation normale Butées à billes à simple effet Les butées à billes ne supportent que des charges axiales, mais ces charges peuvent être très importantes. Les butées à simple effet ne supportent que des charges axiales dans un seul sens. Les butées à double effet sont conçues pour subir des charges axiales alternées. L’action de la force centrifuge sur les billes limite leur emploi à de faibles fréquences de rotation.

40. PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS Représentation conventionnelle Butées à billes. Représentation normale Butées à billes à double effet Les butées à billes ne sont pas conçues pour guider un arbre en rotation. Ce guidage doit être assuré par d’autres types de roulements.

41. Butées à billes Butées à billes à simple effet

42. APPLICATION Butée à billes et butée à aiguilles dans le montage d’un coupleur

43. Palier en deux parties Le palier à roulements est un ensemble composé : — D’un support logement, en fonte ou en tôle d’acier, en deux parties ou monobloc, étanche ou protégé, fixé sur le montage par des boulons. — D’un roulement d’un type acceptant les défauts d’alignement et équipé d’un système de fixation rapide sur l’arbre. Le palier évite au constructeur l’usinage d’un logement ainsi que celui de l’arbre.

44. LES ROULEMENTS COMBINÉS Les roulements combinés “ Nadella“ peuvent supporter des charges radiales et axiales importantes. Ils conviennent pour des grandes fréquences de rotation. L’arbre qui reçoit ce type de roulement doit subir un TTH , l’épaulement doit être rigide et perpendiculaire.

45. DOUILLES À BILLES Les douilles à billes se composent essentiellement d’un manchon extérieur, de billes et de leur cage de guidage. Chaque cage constitue un circuit continu et indépendant comprenant un aller et retour des billes.Ces douilles remplacent avantageusement les bagues en bronze, elles n’admettent pas les mouvements de rotation, mais seulement les mouvements de translation.

46. VIS À BILLES L’assemblage vis-écrou à billes permet de transformer un mouvement de rotation en mouvement linéaire et vice versa. Pour assurer une circulation continue, les billes sont ramenées à leur point d’origine par un canal de transfert à l’intérieur de l’écrou. Les vis à billes s’imposent chaque fois qu’il est nécessaire d’améliorer le rendement; c’est le cas sur les systèmes d’axes à commande numérique.

47. ÉTUDE D’UN MONTAGE DE ROULEMENTS Ajustements Les ajustements nécessaires au montage correct d’un roulement sont obtenus en faisant varier les tolérances des portées et les alésages des roulements. La bague tournante d’un roulement, par rapport à la direction de la charge doit être ajustée avec serrage. En d’autre terme, lorsque l’arbre tourne (Ex : un moteur électrique) la bague intérieure du roulement sera montée avec du serrage sur celui-ci. En effet, le serrage est nécessaire pour éviter à la bague de tourner sur sa portée ou dans son logement. Ce phénomène est appelée “roulage“ La bague fixe d’un roulement, par rapport à la direction de la charge, doit être montée glissante. Toujours en prenant exemple du moteur électrique, la bague extérieure sera montée avec un peu de jeu dans les alésages des flasques de celui-ci. Les deux tableaux suivants donnent les tolérances pour les arbres et les alésages.

48. Charge Tolérances Observations Conditions d’emploi g6 Constante Bague intérieure fixe par rapport à la direction de la charge La bague intérieure peut coulisser sur l’arbre g6 Variable Faible et variable h5 J5 - j6 Bague intérieure tournante par rapport à la direction de la charge. Ou direction de la charge non définie. Normale k5 - k6 La bague intérieure est ajustée avec serrage sur l’arbre. m5 - m6 Importante n6 p6 Importante avec chocs j6 Butée à billes Axiale Tolérances pour les arbres

49. Charge Tolérances Observations Conditions d’emploi Importante avec chocs P7 Bague extérieure tournante par rapport à la direction de la charge Normale ou importante N7 La bague extérieure ne peut pas coulisser dans l’alésage. Faible et variable M7 Importante ou normale Direction de charge non définie K7 Importante avec chocs J7 Normale H7 Bague extérieure fixe par rapport à la direction de la charge. La bague extérieure peut coulisser dans l ’alésage. Normale (mécanique ordinaire) H8 H8 Butée à billes Axiale Tolérances pour les alésages

50. Fixation latérale Afin d’éviter aux roulements d’une même ligne d’arbre une opposition mutuelle due aux tolérances de fabrication ou aux dilatations, un seul roulement appelé «  roulement fixe » assure la position axiale de l’arbre. Les autres roulements appelés «  roulements libres » prennent d’eux-mêmes leur place. Conséquences : — Le roulement fixe doit être maintenu latéralement à la fois dans son logement et sur sa portée. — Si les roulements libres utilisés ne permettent pas le déplacement axial relatif de leurs bagues, la bague fixe par rapport à la direction de la charge doit être montée coulissante et non maintenue latéralement.