Qu’est-ce qu’un roulement à billes ?
Les roulements à billes sont des roulements qui peuvent tourner en douceur tout en supportant des charges axiales, c’est-à-dire des charges dans le même sens que la longueur de l’arbre en rotation.
Comme ils sont spécialement conçues pour supporter des charges axiales, ils ne peuvent pas supporter de charges radiales agissant dans une direction perpendiculaire à la charge axiale. Les charges axiales sont parfois décrites comme des “charges axiales”, mais les deux termes ont la même signification.
Utilisations des roulements à billes
Les roulements à billes peuvent supporter des charges axiales élevées et sont utilisés dans un large éventail d’applications, des machines domestiques aux machines industrielles.
Dans les applications courantes, ils sont utilisés dans les appareils ménagers tels que les réfrigérateurs, les aspirateurs, les périphériques d’imprimantes et les moulinets de pêche. Dans les machines industrielles, ils sont souvent utilisés dans les broches principales des machines-outils telles que les tours CNC, les fraiseuses et les centres d’usinage.
Lors du perçage du centre d’une pièce sur un tour CNC ou une machine similaire, la broche est soumise à des charges importantes dans le sens de la poussée. Les impacts et les charges dus à l’usinage peuvent également affecter la précision de l’usinage, mais le montage de roulements à billes en poussée permet de minimiser le déplacement axial de la broche.
Principe des roulements à billes
Un roulement à billes se compose de trois parties principales. Il s’agit des billes métalliques, appelées éléments roulants, de la cage, qui empêche les éléments roulants de frotter les uns contre les autres, et du chemin de roulement. Le chemin de roulement est une pièce en forme de rondelle avec des rainures à travers lesquelles les éléments roulants roulent.
Pour assurer une rotation régulière sous des charges élevées, les éléments roulants et les chemins de roulement sont fabriqués en acier allié ferreux traité thermiquement. Certains d’entre eux utilisent des éléments roulants en céramique.
Ils se caractérisent également par une rugosité de surface plus faible. L’uniformité de la taille des éléments roulants entre eux et d’autres facteurs sont également très importants. Dans certains cas, en fonction des conditions d’utilisation, un lubrifiant approprié peut être nécessaire. Le lubrifiant réduit la résistance au frottement et joue également un rôle de refroidissement lorsque des charges et des vitesses élevées génèrent de la chaleur.
Types de roulements à billes
Les roulements à billes se divisent globalement en deux types : les roulements à billes simples et les roulements à billes doubles.
1. Roulements à billes simples
Ce type de roulements se compose d’une seule rangée d’éléments roulants et de deux chemins de roulement qui prennent en sandwich les éléments roulants au-dessus et au-dessous. Les roulements à billes simples supportent des charges dans une seule direction.
2. Roulements à billes doubles
Ce type de roulements comporte deux rangées d’éléments roulants et se compose de trois chemins de roulement. Les roulements à billes doubles peuvent supporter des charges dans les deux sens. Cependant, ils sont plus épais et nécessitent donc plus d’espace pour le montage.
3. Autres roulements à billes
Les roulements à billes simples et doubles sont disponibles dans les types appelés “à portée aligné” et “avec rondelles d’alignement”.
Type à portés alignée
Les roulements à billes à portées alignées ont une portée de montage sphérique sur la plaque du chemin de roulement. Grâce au montage sur une pièce d’accouplement usinée sphériquement, la position du chemin de roulement est automatiquement maintenue à la position de l’axe de rotation central. Ceci a pour effet de contrôler le désalignement de l’orbite rotative.
Type avec des rondelles d’alignement
Les rondelles d’alignement sont un type supplémentaire de chemin de roulement usiné sphérique avec une rondelle d’alignement. Les roulements à billes peuvent être utilisés sans usinage sphérique sur la surface de montage des pièces conjuguées sur lesquelles ils sont montés. Cependant, l’espace requis est plus important.
Autres informations sur les roulements à billes
Remarques sur l’utilisation des roulements à billes
Lors de l’installation des roulements, il est important d’examiner attentivement comment la charge est appliquée à l’arbre et comment elle est supportée au mieux, avant de choisir celui qui convient à l’application et à l’usage. Il est également important que les surfaces de montage des chemins de roulement et des roulements à billes soient suffisamment rigides pour les charges qu’ils supportent, afin d’éviter tout problème avec les roulements.
La lubrification doit également être prise en compte lorsque le roulement est utilisé dans des conditions de charge et de vitesse élevées. Le lubrifiant permet non seulement de réduire la résistance au frottement, mais aussi de refroidir les roulements à billes chauffées.