Qu’est-ce qu’une rotule ?
Une rotule est un type de palier lisse auto-aligné qui peut supporter des charges radiales et des charges axiales dans les deux sens.
Le corps de palier comprend une bague extérieure usinée sphériquement. Celle-ci est équipée d’une bague intérieure à billes percée. La fonction d’alignement permet de désaligner les centres de rotation de l’arbre et du logement.
Ces rotules sont utilisés dans les pièces mobiles pour les mouvements d’oscillation et d’alignement. Les “roulements à rotule” et les “embouts à rotule” sont parfois considérés comme des synonymes, car des rotules y sont utilisées.
Utilisations des rotules
Les rotules servent principalement à relier des pièces entre elles à l’aide de liens ou à transmettre un mouvement linéaire à d’autres pièces. Elles sont utilisées dans les pièces articulées des machines de construction, des machines industrielles, des automobiles et des avions pour supporter des mouvements d’oscillation ou d’alignement.
Elles peuvent également supporter d’importantes charges radiales et de poussée dans les deux sens. Elles sont très résistantes aux charges d’impact et sont utilisées dans les chapes de vérins et les charnières de divers engins de construction et de génie civil, ainsi que dans les suspensions de voies ferrées.
Les utilisations typiques des rotules sont les embouts de bielle (ou rotules).
Principe des rotules
Dans les rotules, le diamètre extérieur de la bague intérieure (surface de contact glissant) est une surface sphérique convexe. Le diamètre intérieur de la bague extérieure (surface de contact glissant) est quant à lui une surface sphérique concave. Les surfaces de contact mutuel ont un faible jeu pour assurer une surface de glissement appropriée tout en garantissant l’alignement et la capacité de charge.
Ces rotules sont adaptées pour supporter des charges statiques et dynamiques élevées à des vitesses de rotation relativement faibles, la fonction d’alignement facilite le centrage. Elles permettent donc de prendre en compte les défauts d’alignement.
Types de rotules
1. Le classification selon la structure
Le type lubrifié
Dans les rotules lubrifiées, les bagues intérieures et extérieures sont munies de trous de lubrification et sont lubrifiées extérieurement avec de la graisse pour maintenir une lubrification optimale. Les bagues intérieure et extérieure sont fabriquées en acier chromé à haute teneur en carbone et présentent une grande résistance à l’usure.
Le type sans lubrification
Celui-ci maintient une lubrification optimale sans utiliser de lubrifiant. La surface de glissement de la bague extérieure est constituée d’un matériau présentant des propriétés autolubrifiantes élevées et une excellente résistance à l’usure. La bague intérieure est quant à elle constituée de billes d’acier ayant subi un traitement de surface tel qu’un chromage dur.
Le système sans lubrification se caractérise par un fonctionnement sans entretien et une excellente résistance à l’usure.
Avec ou sans joints
Les roulements avec étanchéité sont équipés de joints aux deux extrémités entre les bagues intérieure et extérieure. Cela permet d’éviter les fuites de graisse et l’intrusion de corps étrangers provenant de l’extérieur. Des roulements sans joints sont également disponibles.
2. Les charges radiales et de poussée
Les rotules sont disponibles en deux types : les rotules qui peuvent supporter à la fois des charges radiales et des charges de poussée, et les rotules qui ne peuvent supporter que des charges de poussée.
3. Le type avec lubrification solide
Les roulements à rotule disposent d’une bague intérieure en alliage de cuivre spécial avec lubrifiant solide incorporé dans la surface de glissement. Ils disposent également d’une bague extérieure avec un revêtement lubrifiant sur la surface de glissement.
4. L’unité de palier
Les unités de roulements incorporant des rotules comprennent les unités de type oreiller.
Informations complémentaires sur les rotules
Le mouvement de bascule
Il s’agit du mouvement de rotation ou d’inclinaison dans lequel la direction du mouvement est inversée de façon répétée.
Le mouvement incliné
Il s’agit d’un mouvement dans lequel l’angle d’inclinaison entre les bagues intérieure et extérieure du roulement ou entre le chemin de roulement de l’arbre et le chemin de roulement du logement change l’un par rapport à l’autre.