Qu’est-ce qu’un roulement à billes ?
Les roulements à billes sont des roulements conçus avec des billes. Un roulement est un élément mécanique qui supporte un arbre en rotation sous une charge tout en permettant à l’arbre de tourner en douceur, réduisant ainsi la perte d’énergie et la production de chaleur.
Utilisations des roulements à billes
Les roulements à billes sont principalement utilisés dans les véhicules tels que les automobiles, les trains, les machines et les avions. Ils sont également utilisés pour les arbres rotatifs de grandes machines industrielles telles que les générateurs, les appareils ménagers tels que les climatiseurs, les réfrigérateurs, les machines à laver, les bicyclettes, les voitures et les hélicoptères radiocommandés.
Fonctionnement des roulements à billes
Les roulements à billes sont composés de trois éléments.
- Axe de roulement
Forme le chemin de roulement sur lequel les billes roulent. Dans le cas des roulements à billes radiaux et des butées à billes, ils sont appelés chemins de roulement.
- Billes
Les billes roulent entre deux parois de roulement. La taille et le nombre de billes nécessaires dépendent de la charge agissant sur le roulement.
- Cage
Le rôle de la cage est de maintenir les billes en position, afin qu’elles ne frottent pas l’une contre l’autre lors de la rotation du roulement. Lorsque des billes adjacentes interfèrent, la résistance au frottement augmente car elles se déplacent dans des directions opposées. Cela facilite le montage du roulement. Cependant, la cage peut être omise si la vitesse de rotation est faible.
Pour maintenir une rotation stable, il est essentiel de réduire le frottement dans le mouvement de roulement des billes. C’est pourquoi l’on utilise de la graisse pour la lubrification. Le lubrifiant permet non seulement de réduire le frottement mais aussi de dissiper la chaleur générée à l’intérieur du roulement. Cela prolonge la durée de vie du roulement.
Le type étanche empêche par ailleurs la poussière et les corps étrangers contenus dans l’huile de lubrification de pénétrer et d’endommager les éléments roulants et les chemins de roulement. Ils sont également très efficaces pour empêcher la graisse scellée de s’écouler.
Types de roulements à billes
Les roulements à billes sont classés en deux catégories. L’une est radiale, la direction de la charge est perpendiculaire à l’axe de l’arbre en rotation ; l’autre est axiale, la direction de la charge est la même que celle de l’axe de l’arbre en rotation.
- Roulements à billes radiaux
Les roulements à billes radiaux servent principalement à supporter des charges radiales. Ils sont creux en apparence et possèdent une forme cylindrique plate. Les roulements à billes à contact oblique et à gorge profonde sont largement utilisés dans les roulements à billes radiaux. Les roulements à billes à gorges profondes supportent une certaine charge axiale, tandis que les roulements à billes à contact oblique supportent des charges axiales plus importantes dans une seule direction. Les autres roulements à billes comprennent les roulements à billes à quatre points de contact et les roulements à billes à alignement automatique.
- Roulements à billes de poussée
Les butées à billes supportent principalement des charges axiales. Une butée à billes typique a la forme de deux disques superposés percés de trous. Il existe également des roulements à billes radiaux et de butée capables de supporter à la fois des charges radiales et de butée. Elles sont appelées roulements à billes à contact oblique ou roulements à billes à deux rangées.
Autres informations sur les roulements à billes
Différences avec les roulements à rouleaux
Outre les roulements à billes, il existe également des roulements à rouleaux (paliers à billes). Les roulements à rouleaux comportent des rouleaux au lieu de billes.
Les roulements à billes supportent des charges avec un contact ponctuel, tandis que les roulements à rouleaux supportent des charges avec une liaison linéaire. Comme le contact entre les chemins de roulement et les éléments roulants est plus large du point à la ligne, ils peuvent supporter des charges plus élevées.
Les dimensions des roulements sont plus importantes en raison de leur capacité de charge plus élevée. La direction de la charge à laquelle l’arbre est soumis doit également être prise en compte. S’il est nécessaire de supporter simultanément des charges radiales et axiales, plusieurs roulements à rouleaux coniques doivent être combinés.