Dans le fonctionnement complexe des machines industrielles, les vibrations sont non seulement un moyen de transfert d'énergie, mais aussi un tueur invisible de la vie de l'équipement. Surtout dans les scénarios à vibration à haute telle que les machines miniers, les éoliennes ou l'équipement d'estampage lourd, la défaillance de la panne devient souvent le point de départ de l'effondrement du système. Les roulements à billes auto-alignants (roulements à billes auto-alignants) ont démontré une adaptabilité irremplaçable dans ces conditions de travail extrêmes en raison de leur philosophie de conception unique, et sont même devenus l'élément central de savoir si certains équipements de l'industrie peuvent passer la "certification de fiabilité".
Le secret de conception de base de Roulements à billes auto-alignants réside dans la géométrie sphérique du chemin de course de l'anneau extérieur et la combinaison de boules à double rangée. Cette combinaison donne au roulement la possibilité d'aligner automatiquement jusqu'à 3 ° entre les anneaux intérieurs et extérieurs - une caractéristique qui est cruciale dans les environnements à vibration haute. Les vibrations provoquent non seulement un déplacement instantané de l'arbre, mais provoque également une micro-déformation de la structure de support, ce qui fait que les roulements traditionnels supportent une contrainte de bord supplémentaire en raison de la nécessité d'un alignement rigide. Par exemple, dans une éolienne, les vibrations périodiques générées par la rotation des lames et la fluctuation de la charge du vent peuvent faire en sorte que l'arbre principal s'écarte dynamiquement par des millimètres en quelques heures. Si des roulements à billes de rainure profonde ordinaires sont utilisés, ce décalage entraînera une concentration de contraintes dans la zone de contact entre la balle et le chemin de course, accélérant le pelage de la fatigue. Le chemin de course sphérique du roulement auto-aligné permet à la balle de "se balancer librement" le long de l'anneau extérieur, en convertissant le contact en contact de surface, dispersant ainsi la contrainte locale à toute la surface du chemin de race. Les données mesurées montrent que sous la même charge de vibration, la contrainte de contact maximale du roulement auto-aligné peut être réduite de plus de 40% par rapport au roulement standard, retardant considérablement le processus de fatigue du matériau.
Un autre défi dans l'environnement des vibrations est la stabilité dynamique du film lubrifiant. Les vibrations à haute fréquence détruiront la distribution uniforme du lubrifiant à l'intérieur du roulement, entraînant un frottement sec local et une augmentation instantanée de la température. La conception du roulement auto-aligné implique également l'ingéniosité ici: son grand espace de voie de course et sa structure de cage optimisée fournissent un "couloir tampon" pour le lubrifiant. Lorsque les vibrations provoquent un petit déplacement de la balle, le film de graisse ou d'huile peut être redistribué avec le mouvement du ballon au lieu d'être extrait de la zone de contact. Cette caractéristique a été vérifiée dans l'application de concasseurs miniers - un test comparatif d'une mine de cuivre a montré qu'après 12 heures de fonctionnement continu, la température interne de l'arbre principal du concasseur utilisant des roulements auto-alignants était de 15 ~ 20 ℃ inférieure à celle de l'équipement à l'aide de roulements à rouleaux effilés, et le taux de dégradation de l'oxydation de la graisse a été ralenti par 30%.
Les progrès de la science des matériaux et de la technologie d'étanchéité ont encore amplifié l'avantage de tolérance aux vibrations des roulements auto-alignants. L'acier de chrome de haute pureté moderne (comme 100CR6 sous la norme ISO 683-17) peut contrôler la taille des inclusions non métalliques à moins de 5 μm par procédure de dégazage sous vide, ce qui prolonge le temps d'initiation des fissures des roulements sous contrainte alternée de 3 ~ 5 fois. Dans le même temps, la combinaison de joints composites de polyuréa et de micro-gourmements gravés au laser peut non seulement bloquer l'intrusion de la poussière de vibration, mais également la libération d'une pression de dilatation thermique interne. Dans le moulin à rouleaux vertical d'une usine de ciment, cette conception d'étanchéité prolonge la durée de vie du roulement de 6 mois à 18 mois dans un environnement avec une concentration de poussière de plus de 200 mg / m³.
Du point de vue de la dynamique du système, les roulements auto-alignants jouent également le rôle des "amortisseurs de vibration". Leur liberté auto-alignante introduit en fait un lien flexible contrôlable qui peut absorber une énergie de vibration à haute fréquence. Des expériences ont montré que dans des conditions où la fréquence des vibrations dépasse 1 kHz, les roulements auto-alignants peuvent réduire le niveau d'accélération des vibrations (VL) transmis au siège de roulement d'environ 6 ~ 8 dB. Ceci est particulièrement important pour des scénarios tels que les broches de machine-outil de précision ou l'équipement d'imagerie médicale qui nécessitent à la fois une résistance aux vibrations et une précision au niveau du micron. Par exemple, un fabricant de machines-outils CNC haut de gamme a révélé que lors de l'utilisation d'un système de broche avec des roulements auto-alignants pour traiter les pièces en alliage de titane, la plage de fluctuation de rugosité de surface (valeur RA) a été réduite de 0,4 à 0,6 μm à 0,2 à 0,3 μm, ce qui a directement amélioré le taux de qualification du produit.
