Introduction
Dans la production, il est important de garantir la fiabilité du matériel, particulièrement dans des conditions complexes où l'espace est limité. Les roulements à rouleaux à axe sont un composant critique dans ces systèmes, car ils assurent une charge porteuse élevée avec un minimum de dimensions. Ces roulements sont utilisés dans divers secteurs, notamment le métallurgique, le transport, la fabrication de machines, et d'autres. Le choix du bon type et de la taille de roulement peut avoir un impact significatif sur la durée de vie du matériel et l'économie de la production.
Principes fondamentaux
Les roulements à rouleaux à axe vertical sont développés pour transmettre des charges radiales élevées dans un espace minimal. Ils sont composés de rouleaux situés entre deux bagues. Les rouleaux assurent un frottement minimal et une haute précision de rotation. Ces roulements sont utilisés dans des systèmes où il faut réduire le poids ou utiliser un espace limité.
Les principes physiques fondamentaux incluent la loi de Newton, la loi de frottement et les équations pour le calcul du chargement sur le roulement. Pour le calcul de la capacité portante, on utilise des formules prenant en compte le chargement radial, la vitesse de rotation et la température.
Caractéristiques techniques et normes
Les roulements à rouleaux pour arbres sont conformes à diverses normes internationales, notamment :
- ISO 281 – calcul de la capacité portante des roulements
- DIN 51825 – roulements à rouleaux
- ISO 76 – méthode de mesure de la vitesse de rotation
- ISO 15312 – exigences pour la fabrication des roulements
- ISO 1044 – classification des roulements
Les roulements présentent diverses variantes, notamment :
- Ouverts
- Remplis
- Avec des bouchons
- Avec des joints en caoutchouc
Il est important de prendre en compte les paramètres suivants :
- Résistance portante (kN)
- Dimensions (mm)
- Masse (kg)
- Vitesse de rotation (tr/min)
- Température de l'environnement (°C)
Les matériaux utilisés pour la production sont conformes aux normes :
- ISO 68 – graisse pour roulements
- ISO 4064 – huile pour roulements
- ISO 14211 – exigences de pureté des matériaux
Choix et calcul des dimensions
Le choix d'un roulement dépend du chargement radial, de la vitesse de rotation, de la température de l'environnement et des dimensions. La formule pour le calcul de la capacité de charge :
C = (P / (e * X * Y))
de:
- C – capacité portante (kN)
- P – charge radiale (kN)
- e – coefficient dépendant du type d'unité de roulement
- X – coefficient d’influence de la charge
- Y – coefficient d’influence de la charge
Le calcul est effectué à l'aide de tables indiquant la charge maximale pour chaque type de roulement.
| Paramètre | Roulement A | Roulement B | Palier C |
|---|---|---|---|
| Résistance portante (kN) | 12,5 | 15,0 | 17,5 |
| Dimensions (mm) | 60 x 40 | 70 x 50 | 80 x 60 |
| Masse (kg) | 1.2 | 1,5 | 1,8 |
| Vitesse de rotation (tr/min) | 5000 | 4500 | 4000 |
| Température (°C) | 80 | 75 | 70 |
Conseils pratiques d'installation et de mise en service
L'installation des roulements à rouleaux à axe vertical doit être effectuée en tenant compte des règles suivantes :
- Utilisez du matériel spécial pour l'installation des roulements
- Vérifiez la propreté des surfaces
- Utilisez le bon lubrifiant ou l'huile
- Assurez-vous du bon jeu
- Effectuez des essais à la fréquence de travail
Après l'installation, il faut effectuer la mise au point :
- Démarrer l'équipement à basse fréquence
- Vérifiez la température
- Mesurez les vibrations
- Effectuez une vérification périodique
Messages d'erreur et analyse des causes
Les types de pannes suivants sont observés :
- Frottement – se produit en raison d'un manque de lubrification ou d'usure
- Usure des rouleaux – se produit à cause des charges élevées
- Modification de jeu – se produit en raison des variations de température
- Dommage au anneau – se produit en raison de surcharge
Signes visuels de défauts :
- Changement de couleur des surfaces
- Décollement du lubrifiant
- Changement de vibration
- Augmentation de la température
Prévision de l'usure et diagnostic de l'état
Pour la prédiction de l'usure, les méthodes suivantes sont utilisées :
- Mesure de vibration – à l’aide de capteurs de vibration
- Surveillance de la température – par l'intermédiaire de capteurs de température
- Analyse d'huile – par spectrométrie
- Mesure acoustique – à l’aide de capteurs acoustiques
Ces méthodes permettent de détecter les premiers signes de défauts avant l'apparition de pannes critiques.
Tableau comparatif des options
| Paramètre | Variante 1 | Variant 2 | Variante 3 |
|---|---|---|---|
| Résistance portante (kN) | 12,5 | 15,0 | 17,5 |
| Dimensions (mm) | 60 x 40 | 70 x 50 | 80 x 60 |
| Masse (kg) | 1.2 | 1,5 | 1,8 |
| Vitesse de rotation (tr/min) | 5000 | 4500 | 4000 |
| Température (°C) | 80 | 75 | 70 |
| Matériau | Acier 45 | Acier 42CrMo | Acier 42CrMo4 |
| Coût (€) | 35 | 45 | 55 |
Conclusion
Les roulements à rouleaux pour arbres sont un composant essentiel dans les systèmes où il est important de conserver la compacité et une forte capacité porteuse. Le choix du type et de la taille de roulement influence la durée de vie des équipements et l'économie de production. United-D dispose d'un large assortiment de composants, y compris des roulements à rouleaux pour arbres répondant à toutes les exigences des normes et des processus de production.
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Sources
- ISO 281 – Calcul de la capacité portante des roulements
- DIN 51825 – Roulements à rouleaux
- ISO 76 – Méthode de mesure de la vitesse de rotation
- ISO 15312 – Exigences relatives à la fabrication des roulements
- ISO 1044 – Classification des roulements
