Qu’est-ce qu’un roulement à rouleaux croisés ?
Un roulement à rouleaux croisés est un roulement dans lequel les rouleaux sont disposés orthogonalement entre les bagues intérieure et extérieure.
Les rouleaux cylindriques sont disposés orthogonalement et alternativement à un angle de 90°, ce qui permet de maintenir une grande précision de rotation et de supporter des charges dans toutes les directions en même temps. Les roulements à rouleaux croisés se caractérisent par leur grande rigidité et ne nécessitent souvent qu’un seul roulement, alors que deux roulements à rouleaux normaux sont utilisés.
Utilisations des roulements à rouleaux croisés
Les roulements à rouleaux croisés sont utilisés comme composants dans les robots et autres équipements pour une variété d’applications en raison de leur grande rigidité et de leur capacité à économiser de l’espace. Les applications pour lesquelles ils sont utilisés, en tirant parti de leurs caractéristiques individuelles, sont les suivantes.
1. Rigidité élevée
Les applications qui tirent parti de leur grande rigidité sont notamment les robots industriels. Il s’agit par exemple de robots de soudage qui combinent une variété de mouvements. Ils peuvent également être utilisés dans les parties pivotantes des machines-outils.
2. Compacts et précis
Les utilisations employant les caractéristiques de compacité et de précision comprennent les robots humanoïdes, les articulations des combinaisons robotisées pour les travaux agricoles, les soins infirmiers et la logistique, et les équipements de mesure et médicaux. D’autres utilisations comprennent les équipements de fabrication de circuits intégrés, qui nécessitent des mouvements petits et précis.
D’autres usages incluent les domaines de pointe de l’industrie aérospatiale.
Principe des roulements à rouleaux croisés
Contrairement aux roulements ordinaires, qui comportent des billes ou des rouleaux entre les bagues intérieure et extérieure, les roulements à rouleaux croisés utilisent des rouleaux cylindriques, disposés à un angle de 90° dans des directions alternées. Le roulement supporte ainsi des charges dans différentes directions. Il supporte aussi des charges plus importantes grâce à l’augmentation de la surface de contact.
Le principe est illustré par l’exemple d’un roulement à rouleaux croisés utilisé dans une table rotative. Pour augmenter le moment de rigidité de la table, deux roulements sont installés le plus loin possible l’un de l’autre afin d’augmenter la distance entre les points d’action dans le cas de roulements normaux. En revanche, avec un roulement à rouleaux croisés, il est possible d’obtenir une table très compacte et une rigidité élevée grâce à la grande distance entre les points d’action.
Autres informations sur les roulements à rouleaux croisés
1. Points à noter sur les roulements à rouleaux croisés
Le mécanisme rotatif de haute précision exige de prêter attention non seulement au roulement mais aussi à la précision d’usinage des pièces de montage et à la méthode d’assemblage.
Rigidité des pièces de montage
Lors de la conception du logement et de la bride de poussée d’un roulement à rouleaux croisés, il faut tenir compte de la rigidité des pièces ainsi que de la taille et du nombre de boulons de serrage sur la bride de poussée. Une rigidité insuffisante peut entraîner une déformation du roulement et un contact interne irrégulier entre les rouleaux, ce qui peut provoquer des dommages prématurés et nuire à la précision de la rotation.
Conception du logement
Le palier doit être conçu de manière à ce que l’épaisseur de la paroi soit au moins égale à 60 % de la hauteur de la section transversale du roulement. En outre, des trous filetés appelés “tarauds d’extraction” peuvent être usinés pour le démontage du roulement afin de permettre un démontage sans charge sur le roulement et d’éviter d’endommager le roulement lors du démontage.
Conception de la bride de poussée
L’épaisseur de la paroi de la bride de poussée doit être comprise entre 50 et 120 % de l’épaisseur du roulement et l’espace entre la bride et le logement doit être d’environ 0,5 mm. Les matériaux à base de fer sont recommandés pour la bride de poussée.
Boulons de serrage
La taille et le nombre de boulons de fixation sont déterminés par les dimensions du diamètre extérieur du roulement. Par exemple, pour des roulements ayant un diamètre extérieur de 100 mm à 200 mm, les boulons de fixation de la bride doivent être de taille M4 à M8, avec un minimum de 12 boulons.
L’ordre de serrage des boulons est également important lors de l’installation de la bride de poussée. Afin de serrer les roulements de manière uniforme, les vis diagonales sont serrées petit à petit et assemblées de manière à ce que le serrage soit uniforme.
2. Roulements à rouleaux croisés pressurisés
Les roulements à rouleaux croisés peuvent être pressurisés de la même manière que les roulements à billes normaux. La pressurisation augmente la rigidité et la précision de rotation. Cela augmente également le frottement de rotation, de sorte que la puissance de rotation doit être calculée.
La pressurisation est généralement appliquée en réglant le jeu radial à une valeur négative. La tolérance dimensionnelle recommandée pour le logement et l’arbre sur lequel le roulement sous pression est monté est de g5/H7. Il faut veiller à ce que l’ajustement ne soit pas serré car cela pourrait entraîner une défaillance du roulement en raison des fortes contraintes internes causées par la surpression.