Introduction

Les roulements à rouleaux sphériques sont un composant critique dans l'équipement utilisé dans l'industrie lourde. Leur fiabilité, leur durée de vie et leur capacité à supporter des charges élevées déterminent l'efficacité des processus de production. Ce document fournit la base technique, le choix, l'installation et l'utilisation des roulements à rouleaux sphériques, afin d'assurer une haute fiabilité de la production.

Principes fondamentaux

Les roulements à rouleaux sphériques sont développés pour être utilisés dans des conditions de charges radiales, axiales et combinées importantes. Leur conception inclut des rouleaux à surface courbe, situés entre les bagues intérieure et extérieure et le corps. Cette conception permet de compenser les déviations d'axe, réduisant ainsi l'effet des vibrations et des déviations.

Les principes physiques fondamentaux incluent le chargement tridimensionnel, la répartition du chargement sur les rouleaux, l'effet de l'expansion thermique et la variation du coefficient de friction à différentes températures. En outre, l'effet des différents types de charges (radiale, axiale, combinée) doit être pris en compte lors du dimensionnement.

Paramètres techniques et normes

Les roulements à rouleaux sphériques doivent répondre aux normes telles que ISO 281, ISO 76, ISO 492, DIN 51825, IEC 60947-2, ainsi qu'aux normes nationales ukrainiennes, notamment DSTU 2245:2006, DSTU 2246:2006 et DSTU 2247:2006. Ils doivent être certifiés CE et UkrSEPRO.

Paramètres principaux incluent :

Charge maximale : jusqu'à 1000 kN ;
Vitesse de rotation maximale : jusqu'à 3000 tr/min ;
Température de fonctionnement : de -40 °C à +120 °C ;
Durée de fonctionnement sans défaillance (MTBF) : jusqu'à 50 000 h ;
Coefficient de friction : jusqu'à 0,01 ;
Déviation autorisée de l'axe : jusqu'à 0,05 mm ;
Matériau : acier de haute qualité (40Cr, 42CrMo).

Choix et calcul

Le choix d'un roulement à rouleaux sphériques dépend des critères suivants :

Type de charge (radiale, axiale, combinée) ;
Chargements maximaux ;
Vitesse de rotation ;
Mode de température ;
Matériau de l'élément ;
Distance entre les supports ;
Durée de l'exploitation.

Formule pour le calcul du chargement :

F = (P_r * K_r) + (P_a * K_a)

de:

F — charge globale ;
P_r — charge radiale ;
K_r — coefficient de charge radiale ;
P_a — charge axiale ;
K_a — coefficient de charge axiale.

Le calcul est effectué à l'aide d'un tableau de sélection :

Type de charge	Coefficient (K)	Charge maximale (kN)
Radial	1,0	1000
Axial	0,5	500
Combiné	0,75	750

Bonnes pratiques d'installation et de mise en service

L'installation des roulements à rouleaux sphériques doit être effectuée en respectant les recommandations suivantes :

Utilisation d'outils spécialisés pour l'installation, tels que les presses, les dispositifs de mesure et les gabarits ;
Absence de surfaces usées sur les arbres et les carcasses ;
Utilisation d'un type de graisse approprié (huile incorporée, conduits hydrauliques de graisse) ;
Contrôle de la température du roulement après installation ;
Utilisation d'une liaison appropriée entre arbre et roulement à rouleaux à cage ;
Exécution de la mesure de la déviation de l'axe ;
Exécution de la mise au point avec des charges de test.

Causes de défaillance et analyse des causes racines

Les causes les plus fréquentes de défaillance des roulements à rouleaux sphériques comprennent :

Mauvaise installation ;
Niveau insuffisant de graisse ;
Surcharge;
Température élevée ;
Usure des surfaces ;
Mauvaise connexion d'arbre.

Signes visuels de défaillance :

Température élevée ;
Augmentation de la déviation de l'axe ;
Bruit en cours d'exploitation ;
Usure des rouleaux ;
Absence de graisse.

Prévision des pannes et contrôle de l'état

Pour la prédiction de la défaillance des roulements à rouleaux sphériques, les méthodes suivantes sont utilisées :

Contrôle de la température à l'aide de capteurs thermiques ;
Analyse des vibrations à l'aide de capteurs de vibrations ;
Surveillance du niveau de graisse;
Diagnostic utilisant des dispositifs de mesure pour l'analyse de l'usure ;
Contrôle de la durée d'exploitation en utilisant le temps de fonctionnement.

Ces méthodes permettent de détecter les déviations à un stade précoce et d'effectuer la réparation avant l'apparition de pannes critiques.

Tableau comparatif

Voici un tableau comparatif des trois variantes d'embrayages à rouleaux sphériques :

Modèle	Charge maximale (kN)	Vitesse maximale (tr/min)	Température (°C)	Coefficient de friction	Prix (USD)
UNITEC-D 7218	1000	3000	-40 jusqu'à +120	0,01	120
UNITEC-D 7220	1200	3500	-30 jusqu'à +100	0,012	150
UNITEC-D 7222	1500	4000	-20 jusqu'à +80	0,015	200

Conclusion et proposition

Les roulements à billes sphériques de UNITEC-D GmbH répondent aux exigences des normes ISO, DIN, DSTU et sont certifiés CE et UkrSEPRO. Ils assurent fiabilité, robustesse et efficacité dans des conditions de production difficiles.

Pour obtenir toute l'information sur notre assortiment de roulements à rouleaux sphériques et d'autres composants, consultez notre catalogue en ligne : https://www.unitecd.com/e-catalog/

Liste des références

ISO 281:2017 — Normes pour les roulements ;
ISO 76:2016 — Méthodologie de détermination du frottement ;
DSTU 2245:2006 — Conditions techniques pour les roulements ;
DSTU 2246:2006 — Conditions techniques de conformité ;
DSTU 2247:2006 — Conditions techniques pour la production.