A roulement à rouleaux rainurés est sélectionné en faisant correspondre son diamètre d'alésage à l'arbre, son profil de rainure à la voie ou au rail sur lequel il circule et sa capacité de charge dynamique à la force de fonctionnement réelle. Pour les applications coulissantes légères telles que les glissières de tiroirs ou les petits convoyeurs, un roulement à rainure en V avec un alésage inférieur à 10 mm est typique. Pour les systèmes de guidage industriels supportant de lourdes charges radiales, un roulement à rainure en U ou à rainure couronnée évalué à une charge dynamique supérieure à 1 000 lb est standard. La forme de la rainure doit toujours correspondre exactement au profil du rail : un roulement à rainure en V ne fonctionnera pas correctement sur une voie en forme de U, quelle que soit la taille de l'alésage.
Les sections ci-dessous expliquent les profils de rainure courants, comment dimensionner un roulement par alésage, charge et vitesse, les options de matériaux pour différents environnements et comment identifier le bon roulement lorsqu'aucun numéro de pièce n'est disponible.
Qu'est-ce qu'un roulement à rouleaux rainurés
Un roulement à rouleaux rainurés est un roulement dont la bague extérieure comporte un canal usiné sur sa circonférence, conçu pour rouler le long d'un rail, d'une piste ou d'une tige de guidage correspondant. Contrairement à un roulement à billes ou à rouleaux standard qui tourne simplement autour d'un arbre, la rainure contraint le mouvement latéral, faisant de ces roulements le composant central des systèmes de mouvement linéaire, des portes coulissantes, des guides de convoyeur et des mécanismes de suivi de came.
La géométrie des rainures est ce qui distingue cette catégorie des roulements standard, et c'est la première chose à identifier avant de sélectionner un composant de remplacement ou un nouveau composant.
Profils de rainure courants et où ils sont utilisés
Le profil de la rainure doit correspondre au rail ou à la voie sur lequel il circule - ceci n'est pas négociable , car les différences de profil provoquent une usure inégale, des vibrations et une défaillance prématurée des roulements, même lorsque la taille de l'alésage est correcte.
| Profil de rainure | Type de rail | Application typique |
|---|---|---|
| Rainure en V | Rail en acier coudé ou cornière | Portails coulissants, portes de grange, convoyeurs légers |
| Rainure en U | Tige ronde ou câble | Guide-fils, systèmes de poulies, porte-câbles |
| Rainure en H | Rail plat ou carré | Suiveurs de came, tables d'indexation |
| Couronné (convexe) | Piste plate | Mouvement linéaire de haute précision, robotique |
Comment dimensionner un roulement à rouleaux rainurés
Diamètre d'alésage
L'alésage doit correspondre exactement au diamètre de l'arbre ou de l'essieu, généralement spécifié en millimètres pour les roulements industriels (par exemple 8 mm, 10 mm, 12 mm, 20 mm). Un alésage même surdimensionné de 0,1 mm provoquera du jeu et des oscillations ; sous-dimensionné ne conviendra pas du tout.
Diamètre extérieur et largeur de rainure
Le diamètre extérieur détermine la taille globale du roulement, tandis que la largeur et la profondeur de la rainure doivent correspondre à la section transversale du rail. Une rainure trop peu profonde permet au roulement de se soulever du rail sous l'effet d'une force latérale , tandis que celui trop profond augmente la friction et accélère l'usure.
Charges nominales dynamiques et statiques
La charge dynamique fait référence à la force maximale que le roulement peut supporter pendant le roulement ; La capacité de charge statique s'applique lorsque le roulement est stationnaire sous charge. Toujours dimensionner pour une charge dynamique avec un facteur de sécurité d'au moins 1,5 fois la force de fonctionnement attendue , car les conditions réelles telles que les vibrations, le désalignement et les charges de choc réduisent la capacité effective en dessous de la valeur nominale du catalogue.
| Taille d'alésage | Plage de diamètre extérieur | Env. Charge dynamique | Utilisation typique |
|---|---|---|---|
| 5-8mm | 16-24mm | Jusqu'à 300 livres | Glissières de tiroirs, petits luminaires |
| 10-12mm | 30-40mm | 300-800 livres | Portes coulissantes, convoyeurs légers |
| 15-20mm | 47-62mm | 800 à 2 000 livres | Systèmes de guidage industriels, portails |
| 25-30mm | 72-90mm | 2 000 livres | Portiques lourds, manutention |
Considérations relatives aux matériaux et à l'environnement
Acier (Chrome ou Carbone)
Le choix standard pour une utilisation industrielle en intérieur, offrant la capacité de charge la plus élevée et la plus longue durée de vie en cas de cycles répétés. Nécessite une lubrification périodique et est vulnérable à la rouille s’il est exposé à l’humidité.
Acier inoxydable
Utilisé dans les environnements de lavage, la transformation des aliments et les applications extérieures où une résistance à la corrosion est requise. La capacité de charge est généralement inférieure de 10 à 15 % à celle des roulements équivalents en acier chromé en raison de l'alliage plus doux.
Nylon ou polymère
Léger et autolubrifiant, bien adapté aux applications à faible charge et à faible bruit comme les systèmes de portes coulissantes dans les environnements résidentiels ou commerciaux légers. Non recommandé pour les charges dynamiques élevées ou les environnements à haute température supérieure à environ 180°F.
Comment identifier un roulement sans numéro de pièce
- Mesurer le diamètre d'alésage avec un étrier au niveau de la bague intérieure ; arrondir à la taille métrique standard la plus proche.
- Mesurer le diamètre extérieur sur le point le plus large du roulement, y compris les bords de la rainure.
- Tracer le profil de la rainure contre le rail sur lequel il roulait – une surface en forme de V, en forme de U, plate ou bombée.
- Vérifiez la largeur du corps de roulement, car deux roulements avec un alésage et un diamètre extérieur identiques peuvent néanmoins différer en largeur et donc en capacité de charge.
- Rechercher un code estampillé sur la face du roulement – même les roulements usés ou peints conservent souvent un code de fabricant partiel qui restreint la correspondance.
Liste de contrôle de référence rapide
- Confirmez que le profil de la rainure (V, U, H ou couronné) correspond exactement au rail.
- Faites correspondre le diamètre d'alésage avec précision à l'arbre – sans arrondir vers le haut ou vers le bas.
- Taille pour charge dynamique avec au moins un facteur de sécurité de 1,5x par rapport à la force attendue.
- Choisissez le matériau en fonction de l'environnement : acier pour les charges intérieures, acier inoxydable pour l'humidité et le lavage, nylon pour un fonctionnement léger et silencieux.
- Vérifiez la largeur du roulement, pas seulement l'alésage et le diamètre extérieur, avant de commander un remplacement.
