LES ROULEMENTS MARCHI.J.

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1 LES ROULEMENTS 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 Type de roulement Étude d’un montage Principaux types de roulements Fixation latérale Principaux types de roulements Montage particulier 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 Analyse fonctionnelle
Pièce à mettre en rotation Pièce mise en rotation Roulement rotation

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

6 MATERIAUX EMPLOYÉS Pour bagues et éléments roulants BAGUE EXTÉRIEURE
BAGUE INTÉRIEURE 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 MATERIAUX EMPLOYÉS BAGUE EXTÉRIEURE Pour cages CAGE ÉLÉMENTS ROULANTS
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 usinée Cage moulée (matière synthétique) Cage moulée fermée (matières synthétique) Cage rivetée Ou soudée Cage agrafée

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

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

13 PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS
Roulements à une rangée de billes, à contact radial. Représentation normale Représentation conventionnelle Bague extérieure Bague intérieure 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 Roulement à une rangée de billes à contact radial.
Bague extérieure Bague intérieure

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 PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS
Roulements à une rangée de billes, à contact oblique. Représentation conventionnelle Représentation normale Bague extérieure a Bague intérieure 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 Roulement à une rangée de billes à contact oblique
Bague extérieure Bague intérieure

18 PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS
Roulements à deux rangées de billes, à contact oblique. Représentation conventionnelle Représentation normale Bague extérieure Bague intérieure 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 Roulement à deux rangées de billes à contact oblique
Bague extérieure Bagues intérieures

20 PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS
Roulements à deux rangées de billes à rotule dans la bague extérieure. Représentation conventionnelle Représentation normale Bague extérieure Bague intérieure 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 Roulement à deux rangées de billes à rotule dans la bague extérieure
Bague intérieure

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 Montage sur manchon de serrage .
Passage de l’arbre 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 PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS
Roulements à rouleaux cylindriques. Représentation conventionnelle Représentation normale Bague extérieure Bague intérieure 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 Roulement à rouleaux cylindrique
Bague extérieure Bague intérieure Bague extérieure à deux épaulements, bague intérieure sans épaulement.

28 PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS
Roulements à rouleaux cylindriques. Représentation conventionnelle Représentation normale Bague extérieure Bague extérieure à deux épaulements Bague intérieure à un épaulement. Bague intérieure 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 PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS
Roulements à rouleaux cylindriques. Représentation conventionnelle Représentation normale Bague extérieure Bague extérieure sans épaulement Bague intérieure à deux épaulements. Bague intérieure 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 PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS
Roulements à deux rangées de rouleaux à rotule dans la bague extérieure. Représentation conventionnelle Représentation normale Bague extérieure Bague intérieure 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 Roulement à deux rangées de rouleaux à rotule dans la bague extérieure

33 PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS
Roulements à rouleaux coniques. Représentation conventionnelle Représentation normale Bague extérieure Bague intérieure 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 Roulement à rouleaux coniques
Bague extérieure Bague intérieure

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

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

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.

51 Exemple d’application
— Arbre tournant, charge de direction fixe Jeu = 0,1 Bague extérieure non maintenue latéralement rondelle de réglage entretoise Arbre tournant Nous pouvons constater que les deux bagues intérieures des roulements sont maintenues latéralement : par la rondelle de réglage, l’entretoise, et l’épaulement de l’arbre. Un des roulements a sa bague extérieure coulissante afin de lui permettre de prendre librement sa place

52 Exemple d’application
— Logement tournant, charge de direction fixe Jeu = 0,1 Logement tournant entretoise Bague intérieure non maintenue latéralement Bague en deux parties A l’inverse du cas précédent, ce sont les deux bagues extérieures qui sont maintenues latéralement. La bague intérieure (celle de droite) d’un des roulements est libre latéralement.

53 Montage des roulements à une rangée de billes à contact oblique
Montage en O Montage en X Ils sont habituellement utilisés par paires et montés en opposition. La position axiale de l’arbre est déterminée par les deux roulements. Les conditions de montage obéissent à des règles particulières. Pour les cas courants, on distingue deux principaux types de montage : — Le montage en X ( il est habituellement utilisé dans le cas d’un arbre tournant) — Le montage en O (il est habituellement utilisé dans le cas d’un logement tournant)

54 Montage des roulements à rouleaux coniques
Montage en O Montage en X Le montage de ces roulements est rigoureusement identique aux montages des roulements à une rangée de billes à contact oblique : — Le montage en X ( il est habituellement utilisé dans le cas d’un arbre tournant) — Le montage en O (il est habituellement utilisé dans le cas d’un logement tournant)

55 Exemple d’application
— Arbre “court“ tournant, charge de direction fixe Logement fixe Cale de réglage Arbre tournant Montage en X Le montage de ces roulements nécessite un réglage du jeu de fonctionnement. Il doit être effectué en agissant sur les bagues coulissantes des roulements. Ces roulements subissant des efforts axiaux et radiaux, la résultante de ceux-ci s’exercent perpendiculairement aux rouleaux. L’ensemble forme un montage dit “ en X “

56 Exemple d’application
— Logement tournant, charge de direction fixe Arbre fixe Logement tournant Montage en O Un réglage simple et précis est obtenu par écrou à encoches et rondelles frein. Ces roulements subissant des efforts axiaux et radiaux, la résultante de ceux-ci s’exercent perpendiculairement aux rouleaux. L’ensemble forme un montage dit “ en O “