Le guide ultime des roulements à billes de rainure profonde: types, applications et entretien

Introductjeon aux roulements à billes de rainure profonde

Que sont les roulements à billes de rainure profonde?

UN Roueur à billes de rainure profonde est le type de roulement de roulement le plus utilisé. Il est connu pour sa structure simple, sa facilité de maintenance et son fonctionnement fiable. Les races intérieures et extérieures du roulement ont une rainure profonde, ce qui permet aux balles d'avoir une grete zone de contact avec les voies de course. Cette conception permet au roulement de gérer les deux charges radiales et un certain degré de Charges axiales simultanément. En raison de leur polyvalence et de leur rentabilité, les roulements à billes de rainure profonde sont largement utilisés dans divers dispositifs mécaniques.

Histoire et évolution

L'histoire des roulements à billes de rainure profonde remonte à la fin du XIXe siècle. Avec la révolution industrielle, la demande de composants de transmission mécanique efficaces et fiables a augmenté. Les roulements à billes précoces étaient relativement simples avec une précision et une capacité de charge limitées. Au 20e siècle, avec les progrès de la science des matériaux et de la technologie de fabrication, la conception et les perfoumances des roulements à billes de rainure profonde se sont considérablement améliorés, en particulier dans la géométrie de Raceway, la conception de la cage et la technologie d'étanchéité. Aujourd'hui, les roulements à billes de rainure profonde sont des produits mécaniques standardisés et sérialisés, largement appliqués dans l'industrie moderne.

Composants et structure de base

Un roulement à billes de rainure profonde se compose de quatre composants principaux:

• Bague intérieure : Ce composant est monté sur l'arbre et tourne avec lui.

• Bague extérieure : Ceci est installé dans le boîtier ou le boîtier de roulement.

• Boules : Positionné entre les anneaux intérieurs et extérieurs, ils sont responsables du roulement et de la transmission de la charge.

• Cage : Cela sépare uniformément les balles pour les empêcher de collision et de se frotter les uns contre les autres.

De plus, certains roulements viennent avec scellés or boucliers pour protéger les composants internes des contaminants et conserver le lubrifiant.

Types de roulements à billes de rainure profonde

Roulements à billes de rainure profonde à ligne unique

Il s'agit du type le plus courant, composé d'une seule rangée de balles. Il a une structure compacte et peut gérer les charges radiales bidirectionnelles et une certaine quantité de charge axiale. Les roulements à billes à rainure profonde à une ligne sont disponibles sous trois formes de base: ouverts, scellés (contact) et blindés (sans contact).

Roulements à billes de rainure profonde à double rangée

Doté de deux rangées de balles, un roulement à billes à rainure profonde à double rangée a une capacité de charge plus élevée qu'un roulement à ligne unique de la même taille. Il convient aux applications qui nécessitent une capacité de charge ou une rigidité plus élevée.

Roulements à billes miniatures

Les roulements à billes miniatures sont des roulements d'un diamètre intérieur de 10 millimètres ou moins. Ils sont petits et très précis, souvent utilisés dans les instruments de précision, l'équipement médical, les jouets modèles et les petits moteurs électriques.

Roulements à billes en acier inoxydable

Fabriquées en acier inoxydable, ces roulements ont une excellente résistance à la corrosion, ce qui les rend adaptés à des environnements humides ou humides, tels que ceux des équipements de transformation des aliments, des dispositifs médicaux et des applications marines.

Roulements à billes en céramique hybride

Un roulement à billes en céramique hybride se compose de anneaux intérieurs et extérieurs en acier et de boules en céramique. Les balles en céramique offrent des avantages tels que la légèreté, la dureté élevée, la résistance à l'usure, la résistance à haute température, la résistance à la corrosion et l'isolation électrique. Ces roulements ont une vitesse limite élevée et une faible frottement, ce qui les rend idéales pour les applications à grande vitesse et spécialisées.

Avantages et inconvénients

Avantages des roulements à billes de rainure profonde

• Versatilité : Ils peuvent gérer les charges axiales radiales et bidirectionnelles.

• Capacité à grande vitesse : En raison de la frottement faible, les roulements à billes de rainure profonde peuvent fonctionner à des vitesses relativement élevées.

• Maintenance simple : Leur structure simple les rend faciles à installer et à maintenir.

• Rentabilité : Les coûts de production sont relativement faibles et leur application répandue les rend abordables.

• Opération tranquille : Ils fonctionnent avec un faible bruit, ce qui les rend adaptés aux environnements sensibles au bruit.
  
  

Inconvénients des roulements à billes de rainure profonde

• Sensible au désalignement : Ils sont sensibles au désalignement entre la tige et le boîtier de roulement. Tout écart peut affecter la durée de vie du roulement.

• Résistance à l'amortisseur limité : Leurs performances ne sont pas aussi bonnes que certains autres types de roulements, tels que des roulements à rouleaux sphériques, lorsqu'ils sont soumis à des charges à impact lourd ou soudain.
  
  

Applications des roulements à billes de rainure profonde

En raison de leur polyvalence et de leur rentabilité, les roulements à billes de rainure profonde sont largement utilisés dans diverses industries.

• Moteurs électriques : Ce sont des composants standard dans divers moteurs AC et CC, soutenant le rotor et garantissant sa rotation fluide.

• Industrie automobile : Appliqué dans les roues de voiture, les transmissions, les alternateurs, les pompes à eau et les compresseurs de climatisation.

• Machines agricoles : Utilisé dans les tracteurs, les récolteurs et autres équipements agricoles pour résister à diverses charges rencontrées pendant le travail sur le terrain.

• Appareils de ménage : Les machines à laver, les aspirateurs, les ventilateurs électriques et les compresseurs de réfrigérateur utilisent tous des roulements à billes de rainure profonde pour assurer un fonctionnement en douceur.

• Équipement industriel : Ils jouent un rôle crucial dans les grands équipements industriels tels que les pompes, les ventilateurs, les boîtes de vitesses, les ceintures de convoyeurs et les machines-outils.
  
  

Matériaux utilisés dans les roulements à billes de rainure profonde

Chromé

Il s'agit du matériau de roulement le plus courant, généralement en acier de roulement de chrome à haute teneur en carbone (par ex. AISI 52100 ). Il offre une dureté élevée, une excellente résistance à l'usure et une bonne vie de fatigue, ce qui en fait le matériau préféré pour la plupart des roulements standard.

Acier inoxydable

Il s'agit généralement d'un acier inoxydable martensitique (par exemple, AISI 440C ). Son principal avantage est la résistance à la corrosion, qui convient à des environnements spéciaux comme ceux avec des applications d'humidité, d'érosion chimique ou de transformation des aliments.

Matériaux en céramique

Souvent utilisé pour les balles dans des roulements en céramique hybride, comme nitrure de silicium ( $S{i}_3{N}_4$ ) . Les matériaux en céramique sont légers, durs, résistants à haute température, non magnétiques et isolants électriquement.

Capacité de chargement et performances

Charge radiale par rapport à la charge axiale

• Charge radiale : Une force perpendiculaire à la ligne centrale du roulement. Les roulements à billes de rainure profonde sont principalement conçus pour gérer les charges radiales.

• Charge axiale : Une force parallèle à la ligne centrale du roulement. Les roulements à billes de rainure profonde peuvent également gérer une certaine quantité de charge axiale bidirectionnelle, ce qui leur donne un avantage sur les roulements purement radiaux.

Notes de vitesse

La cote de vitesse d'un roulement dépend de sa conception, de sa précision, de sa méthode de lubrification et de ses conditions de fonctionnement. Lors de la sélection d'un roulement, sa vitesse nominale doit être supérieure à la vitesse de fonctionnement réelle. Une vitesse excessive peut générer de la chaleur, conduisant à une défaillance du lubrifiant et à des dommages prématurés.

Considérations de température

La température de fonctionnement d'un roulement affecte directement ses performances et sa durée de vie. Des températures élevées peuvent réduire la viscosité du lubrifiant, affectant son efficacité et potentiellement modifier la dureté du matériau de roulement. Par conséquent, la graisse et les matériaux spéciaux à haute température doivent être choisis pour des environnements à haute température.

Lubrification et maintenance

Importance de la lubrification

La lubrification est la clé de la fonction appropriée d'un roulement et de la durée de vie prolongée. Ses principaux rôles sont:

• Réduire les frictions : Création d'un film lubrifiant pour éviter le contact direct entre les balles et les voies de course, réduisant ainsi l'usure et la production de chaleur.

• Chaleur dissipée : Emporter la chaleur générée par la friction pour maintenir le roulement à une température de fonctionnement appropriée.

• Protection contre la corrosion : Empêcher l'humidité et les contaminants d'entrer, protégeant les surfaces métalliques du roulement de la corrosion.

Types de lubrifiants

• Graisse : La méthode de lubrification la plus courante, facile à sceller et à maintenir, adaptée à la plupart des applications à faible vitesse à moyen.

• Huile : Convient aux applications à grande vitesse, à haute température ou à dissie-t-thermose, mais nécessite un système d'étanchéité et d'alimentation plus complexe.

Meilleures pratiques de maintenance

• Inspection régulière : Vérifiez régulièrement le roulement pour le bruit, les vibrations et la température inhabituels et abordez rapidement toutes les anomalies.

• Lubrification appropriée : Utilisez le bon type de lubrifiant et suivez les recommandations du fabricant pour une réapprovisionnement périodique ou nécessaire.

• Prévention de la contamination : Assurez-vous que le roulement est installé dans un environnement propre pour empêcher la poussière, l'humidité et d'autres impuretés d'entrer.
  
  

Guide d'installation

Préparation de l'installation

• Nettoyage : Assurez-vous que l'arbre, le boîtier de roulement et la zone de travail sont propres et exempts de poussière et de débris.

• Inspection : Vérifiez que les tolérances dimensionnelles de la tige et du logement de roulement répondent aux exigences.

• Outils : Préparez les outils d'installation appropriés, tels que les manches, un marteau ou une presse hydraulique.

Processus d'installation étape par étape

1. Installation de l'anneau intérieur : Pour un ajustement d'interférence, utilisez une méthode de chauffage ou une pression hydraulique pour installer l'anneau intérieur sur l'arbre.

2. Installation de l'anneau extérieur : Installez l'anneau extérieur dans le boîtier de roulement.

3. Assurer l'alignement : Pendant l'installation, assurez-vous que les anneaux intérieurs et extérieurs et le boîtier sont correctement alignés pour éviter les biais.

4. Application de force correcte : Appliquez de la force uniquement sur l'anneau installé. Ne transmettez jamais de force à travers les balles ou la cage.

Erreurs courantes pour éviter

• Utilisation inappropriée d'outils : L'utilisation d'un marteau pour frapper directement le roulement peut endommager les balles ou les voies de course. Utilisez une manche ou un outil spécialisé.

• Point de demande de force incorrect : Appliquer la force sur l'anneau extérieur lors de l'installation de l'anneau intérieur peut endommager le roulement en interne.

• Désalignement : Si le roulement n'est pas correctement aligné lors de l'installation, il peut entraîner des vibrations anormales et l'usure pendant le fonctionnement.

Problèmes communs et dépannage

Identification de la défaillance de la portefeuille

• Bruit anormal : Un bourdonnement continu, un cliquetis ou un son de frottement pointu peut être un signe de dommages causés.

• Augmentation de la température : Une augmentation de température inhabituelle à l'emplacement des roulements peut indiquer une mauvaise lubrification ou une surcharge.

• Vibration accrue : Les dommages causés par le roulement interne ou une mauvaise installation peuvent entraîner une augmentation des vibrations de la machine.

Causes de défaillance de roulement

• Mauvaise lubrification : Un lubrifiant insuffisant ou incorrect est une cause principale de défaillance de roulement.

• Contamination : La poussière, l'eau ou les copeaux métalliques entrant dans le roulement peuvent accélérer l'usure.

• Installation incorrecte : Application de force incorrecte, un ajustement trop serré ou un désalignement pendant l'installation peut raccourcir la durée de vie du roulement.

• Surcharge : Le roulement est soumis à une charge dépassant sa capacité nominale.

• Fatigue : Après de longues périodes de charges alternées, les surfaces des voies de course et des balles peuvent éprouver des éclats de fatigue.
  
  

Marques de roulement à billes de rainure profonde supérieure

Comment sélectionner le bon roulement à billes de rainure profonde

Facteurs à considérer

• Type de chargement et amplitude : Sélectionnez la taille et le type de roulement appropriés en fonction de l'amplitude des charges radiales et axiales.

• Vitesse : Assurez-vous que la vitesse nominale du roulement est supérieure à la vitesse de fonctionnement réelle.

• Environnement de travail : Tenez compte des facteurs tels que la température, l'humidité, la corrosivité et la contamination.

• Espace d'installation : Choisissez un roulement qui correspond aux contraintes dimensionnelles de l'arbre et du boîtier.

• Exigences de précision : Sélectionnez un roulement avec la note de précision appropriée en fonction des besoins de l'application.

Comprendre les nombres et les codes de portage

Chaque roulement a une désignation unique qui comprend son type, sa taille, son type de joint et son niveau de précision. Par exemple, un roulement avec la désignation 6205-2rs :

• 6 : Représente un roulement à billes de rainure profonde.

• 2 : Indique la série de dimensions (généralement liée à la largeur et au diamètre extérieur).

• 05 : Le code du diamètre intérieur; 05 multiplié par 5 donne un diamètre intérieur de 25 mm.

• 2rs : Indique que le roulement a un joint en caoutchouc de contact des deux côtés.

Tendances futures de la technologie de roulement de balle de rainure profonde

Avancées dans les matériaux

Les développements futurs se concentreront sur la création de matériaux plus légers, plus forts et plus résistants à l'usure, tels que de nouveaux céramique and matériaux composites , pour améliorer les performances de roulement et la durée de vie.

Roulements intelligents et surveillance des conditions

Roulements intelligents Intégrez les capteurs pour surveiller les paramètres comme la température, les vibrations et la vitesse en temps réel. Ces données peuvent permettre maintenance prédictive , permettant aux utilisateurs de prendre des mesures avant qu'une défaillance ne se produise, réduisant ainsi les frais d'arrêt et de maintenance.