Roulements à billes à contact oblique sont des composants intégrés aux machines qui nécessitent un contrôle précis des charges radiales et axiales. Leur conception, comportant des billes positionnées à un angle entre les chemins de roulement intérieur et extérieur, leur permet de gérer les deux types de charges simultanément. Les différents types de roulements à billes à contact oblique sont spécialement conçus pour répondre à différentes exigences de performances et de charge.
Qu'est-ce qu'un roulement à billes à contact oblique ?
Un roulement à billes à contact oblique est conçu pour supporter des charges combinées, c'est-à-dire des charges radiales et axiales (poussée), dans une direction. Ceci est obtenu grâce à un angle de contact entre les billes et les chemins de roulement, généralement compris entre 15° et 40°. La charge est appliquée au roulement selon un angle, ce qui permet au roulement de résister aux charges axiales dans une direction, ainsi qu'aux charges radiales. Ces roulements sont particulièrement utiles dans les applications à grande vitesse, telles que les broches, les moteurs électriques et les machines-outils, où les deux types de charges sont généralement rencontrés.
Les roulements à contact oblique peuvent être configurés de différentes manières pour répondre à des exigences spécifiques. La conception et la disposition de ces roulements, telles que le nombre de rangées de billes, l'angle de contact et la disposition des roulements, déterminent le comportement du roulement dans diverses conditions.
1. Roulements à billes à contact oblique à une rangée
Descriptif :
Les roulements à billes à contact oblique à une rangée sont le type le plus simple et le plus courant. Ils comportent une seule rangée de balles entre les courses intérieure et extérieure. L'angle de contact varie généralement de 15° à 40°, selon l'application spécifique. Ces roulements sont généralement conçus pour supporter des charges axiales dans une direction en plus des charges radiales.
Utilisations spécifiques :
- Machines à grande vitesse : Ces roulements sont idéaux pour les applications nécessitant un fonctionnement à grande vitesse, comme dans les moteurs électriques, les boîtes de vitesses et les broches de machines. La configuration à une seule rangée permet de réduire la friction, ce qui les rend adaptés aux applications nécessitant un fonctionnement fluide et rapide.
- Broches de machines-outils : Dans des applications telles que les machines CNC, la précision et les capacités à grande vitesse des roulements à une rangée les rendent cruciales pour maintenir la précision et l'efficacité des broches.
- Pompes et compresseurs : Les roulements à billes à contact oblique à une rangée sont utilisés dans les pompes et les compresseurs où les charges radiales et axiales doivent être gérées efficacement, tout en maintenant la vitesse et les performances.
| Principales fonctionnalités | Avantages | Applications courantes |
|---|---|---|
| Conception à une seule rangée | Économique et peu encombrant | Machines à grande vitesse |
| Angle entre 15° et 40° | Efficace pour gérer les charges radiales et axiales | Moteurs électriques, machines CNC |
| Frottement réduit | Convient pour un fonctionnement fluide | Pompes, compresseurs |
2. Roulements à billes à contact oblique à double rangée
Descriptif :
Les roulements à billes à contact oblique à deux rangées sont constitués de deux rangées de billes, ce qui leur permet de supporter des charges axiales plus importantes que les roulements à une rangée. Ces roulements peuvent supporter des charges axiales dans les deux sens, ce qui les rend plus polyvalents. Les angles de contact des roulements à double rangée se situent généralement entre 30° et 40°, ce qui leur permet de supporter des charges plus élevées que les variantes à une rangée.
Utilisations spécifiques :
- Applications pour charges lourdes : Les roulements à double rangée sont idéaux pour les machines et équipements lourds, tels que les grues, les convoyeurs et les aciéries, où des charges radiales et axiales doivent être manipulées simultanément. Ils peuvent également résister à des forces axiales plus importantes sans compromettre l’intégrité du roulement.
- Moteurs électriques : Dans les moteurs électriques où un couple élevé est généré, les roulements à contact oblique à double rangée offrent le support nécessaire pour les charges radiales et axiales.
- Boîtes de vitesses industrielles : Les roulements à double rangée sont couramment utilisés dans les boîtes de vitesses industrielles où des forces axiales importantes sont présentes, car ils offrent une capacité de charge et une stabilité accrues par rapport aux conceptions à une seule rangée.
Applications et fonctionnalités :
Les roulements à billes à contact oblique à deux rangées sont les mieux adaptés aux applications nécessitant une capacité de charge élevée, tant pour les charges radiales qu'axiales. Leur capacité à supporter des charges axiales importantes les rend parfaits pour les machines lourdes.
| Principales fonctionnalités | Avantages | Applications courantes |
|---|---|---|
| Deux rangées de balles | Capacité de charge accrue | Machinerie lourde, moteurs électriques |
| Angle de contact entre 30° et 40° | Peut supporter des charges axiales plus élevées | Boîtes de vitesses industrielles, grues |
| Tolérance de charge radiale et axiale plus élevée | Assure la stabilité dans des conditions extrêmes | Aciéries, convoyeurs |
3. Roulements à billes à contact oblique dos à dos (DB)
Descriptif :
Les roulements à billes à contact oblique dos à dos (DB) sont constitués de deux roulements à une seule rangée disposés avec leurs bagues extérieures face à face, formant une forme en « V ». Cette configuration permet au roulement de supporter des charges radiales et axiales dans les deux directions, offrant ainsi une configuration stable et fiable. L'angle de contact des roulements DB est généralement compris entre 30° et 40°.
Utilisations spécifiques :
- Applications de haute précision : Les roulements à contact oblique dos à dos sont idéaux pour les applications nécessitant une haute précision et la capacité de résister à des charges axiales provenant de plusieurs directions. Ceci est courant dans des secteurs tels que l’aérospatiale et la robotique.
- Engrenages différentiels : Dans les applications automobiles, les roulements DB sont couramment utilisés dans les engrenages différentiels, où ils peuvent supporter les charges radiales et axiales combinées exercées pendant le fonctionnement.
- Machines-outils : Pour les applications dans les machines CNC, où des niveaux élevés de contrôle et de précision de la charge axiale sont requis, les roulements DB sont préférés en raison de leur capacité à stabiliser les forces axiales des deux côtés.
| Principales fonctionnalités | Avantages | Applications courantes |
|---|---|---|
| Conception dos à dos en forme de « V » | Gère les charges axiales dans les deux directions | Machines de haute précision |
| Angles de contact entre 30° et 40° | Performances stables sous forces axiales | Différentiels automobiles |
| Rigidité accrue | Assure précision et fiabilité | Machines CNC, robotique |
4. Roulements à billes à contact oblique face à face (DF)
Descriptif :
Dans un roulement à billes à contact oblique face-à-face (DF), deux roulements à une rangée sont disposés de telle sorte que leurs bagues intérieures se font face. Cet agencement est compact mais a généralement une capacité de charge axiale inférieure à celle des configurations dos à dos. La conception DF est généralement utilisée lorsque l'espace est limité mais que la manipulation de charges axiales est toujours nécessaire.
Utilisations spécifiques :
- Systèmes compacts : Les roulements face-à-face sont utilisés dans les applications où l'espace est limité mais où la manipulation de charges axiales est toujours nécessaire. Ces roulements sont couramment utilisés dans les petits moteurs et les systèmes à faible charge.
- Moteurs électriques : Pour les petits moteurs électriques où une manipulation modérée de charges axiales et radiales est nécessaire, les roulements à billes à contact oblique face-à-face offrent un bon équilibre entre performances et taille compacte.
- Applications à faible charge : Ces roulements sont parfaits pour les systèmes nécessitant des charges moindres, tels que les ventilateurs, les petites pompes et les machines industrielles de base.
| Principales fonctionnalités | Avantages | Applications courantes |
|---|---|---|
| Conception face à face compacte | Conception peu encombrante pour les espaces limités | Petits moteurs électriques |
| Convient aux charges axiales inférieures | Rentable dans les scénarios de faible charge | Ventilateurs, machines industrielles de base |
| Capacité de charge radiale et axiale modérée | Efficace pour les petits systèmes | Petites pompes, applications à faible charge |
5. Roulements à billes à contact oblique tandem (DT)
Descriptif :
Les roulements à billes à contact oblique tandem (DT) sont constitués de deux roulements à une rangée disposés en série. Les angles de contact sont alignés dans la même direction et ces roulements sont conçus pour supporter efficacement les charges axiales unidirectionnelles.
Utilisations spécifiques :
- Charges axiales unidirectionnelles : Les roulements tandem sont idéaux pour les applications dans lesquelles des charges axiales importantes sont appliquées dans une direction, comme dans les moteurs électriques ou les turbogénérateurs à usage intensif.
- Boîtes de vitesses pour éoliennes : La configuration tandem est souvent utilisée dans les réducteurs d'éoliennes, où des charges axiales importantes sont courantes.
- Grandes machines-outils : Ces roulements sont également utilisés dans les grandes machines où les forces axiales concentrées dans une direction sont répandues, comme dans les équipements de travail des métaux et de meulage.
| Principales fonctionnalités | Avantages | Applications courantes |
|---|---|---|
| Deux roulements disposés en série | Gère de grandes charges axiales dans une direction | Éoliennes, turbogénérateurs |
| Angles de contact alignés | Optimisé pour la manipulation de charges axiales lourdes | Grandes machines-outils |
| Capacité de charge axiale élevée | Idéal pour les forces unidirectionnelles | Moteurs électriques robustes |
FAQ (Foire aux questions)
1. Quelle est la différence entre les roulements à billes à contact oblique à une rangée et à deux rangées ?
Les roulements à une rangée ont une rangée de billes et peuvent supporter des charges axiales plus petites dans une direction, tandis que les roulements à double rangée ont deux rangées de billes et peuvent supporter des charges axiales plus importantes dans les deux sens.
2. Les roulements à billes à contact oblique peuvent-ils supporter des charges radiales et axiales ?
Oui, les roulements à billes à contact oblique sont spécialement conçus pour supporter simultanément des charges radiales et axiales, ce qui les rend idéaux pour les applications à grande vitesse et de haute précision.
3. Qu'indique l'angle de contact d'un roulement à billes à contact oblique ?
L'angle de contact fait référence à l'angle entre la ligne de contact des billes et l'axe du roulement. Un angle de contact plus grand permet au roulement
pour supporter des charges axiales plus élevées, alors qu'un angle plus petit est mieux adapté aux applications à vitesse plus élevée.
4. Comment choisir le roulement à billes à contact oblique adapté à mon application ?
Tenez compte de facteurs tels que le type de charge (radiale et axiale), la vitesse, les exigences de précision et l'espace disponible. Les configurations à double rangée et dos à dos sont idéales pour les charges plus élevées, tandis que les roulements à une rangée conviennent aux applications à grande vitesse.
5. Quelles industries utilisent couramment des roulements à billes à contact oblique ?
Les roulements à billes à contact oblique sont couramment utilisés dans des secteurs tels que l'aérospatiale, l'automobile, les machines-outils, la robotique et la production d'énergie, en particulier dans les applications qui nécessitent une précision, une vitesse et une manipulation de charge élevées.
Références
- Présentation des roulements à contact oblique . (2022). Guide d'informations sur les roulements .
- Sélection de roulements à billes à contact oblique pour les applications industrielles . (2021). Technologie des roulements industriels .
- Roulements haute vitesse et haute charge pour machines de précision . (2020). Ingénierie des machines-outils .
- Conceptions de roulements pour applications intensives . (2023). Manuel des roulements pour équipement lourd .
