Mécanisme détaillé expliquant comment les roulements à billes à auto-alignement compensent le désalignement de l'arbre
Le roulement à billes à alignement automatique est un roulement à roulement de conception unique dont la fonction principale est de s'adapte automatiquement au désalignement angulaire ou à la déviation de l'arbre entre l’axe de l’arbre et l’axe de l’alésage du boîtier. Cette capacité découle principalement de la géométrie sphérique de son chemin de roulement de bague extérieure , ce qui constitue la plus grande différence par rapport aux roulements conventionnels.
1. Les fonctionnalités de conception de base
Le design of the self-aligning ball bearing is custom-engineered to address demanding alignment requirements:
- Circuit de course à anneau extérieur sphérique :
- C’est l’élément clé pour parvenir à l’auto-alignement. La surface intérieure de la bague extérieure n'est pas cylindrique ; au lieu de cela, il est usiné en un forme concave et sphérique .
- Le center of this sphere coincides with the theoretical center of the bearing, providing the balls with the freedom to pivoter ou incliner autour de ce centre commun.
- Double rangée de balles :
- Le bearing is typically equipped with deux rangées de balles qui fonctionnent dans deux chemins de roulement séparés sur la bague intérieure.
- Les deux rangées de billes entrent en contact avec le même chemin de roulement sphérique unique de la bague extérieure.
- Mouvement intégré de la bague intérieure, des billes et de la cage :
- Lorsque l'arbre dévie, le bague intérieure , qui est monté sur l'arbre, est obligé de s'incliner.
- Étant donné que les billes et la cage sont toujours maintenues dans les chemins de roulement de la bague intérieure, elles se déplacent et s'inclinent comme un mouvement. unité unique par rapport à la bague extérieure.
2. Le processus physique de rémunération
Lorsque le roulement rencontre une erreur d'installation, une flexion de l'arbre (déviation) sous charge ou d'autres causes entraînant désalignement angulaire en cours d'exploitation, le processus de compensation est le suivant :
- L'inclinaison se produit : Le shaft deviation causes the inner ring’s centerline to form an angle $\alpha$ (the angular misalignment) with the outer ring’s centerline.
- Le Spherical Effect: Le tilted inner ring and ball assembly undergoes a mouvement de pivotement spontané et sans restriction au sein de chemin de roulement sphérique de la bague extérieure . Le chemin de roulement extérieur étant sphérique, les billes maintiennent contact complet et correct avec à la fois le chemin de roulement extérieur sphérique et les chemins de roulement de la bague intérieure.
- Élimination du stress interne : Cet ajustement automatique élimine les nuisances concentration des contraintes de bord cela se produirait dans un roulement rigide (comme un roulement à billes à gorge profonde) en raison d'un désalignement angulaire. Dans les roulements conventionnels, l'inclinaison éloigne les points de contact entre la bille et le chemin de roulement du centre, créant des pics de contrainte qui réduisent considérablement la durée de vie du roulement.
- Répartition uniforme de la charge : Grâce à l'auto-alignement, la charge est redistribuée uniformément sur les deux rangées de billes, garantissant ainsi un fonctionnement stable du roulement dans les limites de sa capacité de charge conçue.
Les roulements à billes à alignement automatique peuvent généralement compenser désalignement angulaire maximal allant de $\pm 1,5^\circ$ à $\pm 3^\circ$ , en fonction de la série de dimensions et de la conception du roulement.
Comparaison des roulements à billes à rotule automatique et des roulements à billes à gorge profonde
| Caractéristique | Roulement à billes à alignement automatique | Roulement à billes à gorge profonde |
|---|---|---|
| Circuit de l'anneau extérieur | Simple, concave sphérique surface | Chemin de roulement unique en forme d'arc cylindrique |
| Nonmbre de balles | Généralement double rangée | Généralement single row |
| Comp. de désalignement angulaire. | Important compensation ($\environ \pm 3^\circ$) | No compensation (très petite, $\environ 2' \sim 16'$ minutes d'arc) |
| Vitesse autorisée | Relativement plus bas (en raison du pivotement de la bille/cage) | Plus haut |
| Capacité de charge | Modéré (supérieur au DGBB, mais inférieur aux roulements à rouleaux auto-aligneurs) | Modéré |
| Applications typiques | Équipements avec une forte déflexion de l'arbre, applications où un montage précis est difficile (Ventilateurs, Convoyeurs) | Fonctionnement à grande vitesse, à faible charge et de haute précision (moteurs électriques, boîtes de vitesses) |
