Caractéristiques des roulements inserts
Le roulement insert, conçu comme un roulement à billes à gorge profonde, possède une bague extérieure de forme sphérique. Le corps de palier a en revanche la forme d’une sphère creuse et permet de recevoir le roulement insert de manière sûre sans autres éléments de fixation. Grâce à ce montage, les roulements inserts peuvent supporter des charges dans le sens radial et axial, et compenser de légers défauts d’alignement de l’arbre.
En raison de leur facilité d’utilisation et de leur rentabilité, les paliers auto-aligneurs sont présents dans de nombreux domaines industriels. Ils équipent entre autres des machines agricoles, des machines à bois, des machines d’emballage, des installations dans l’industrie alimentaire ainsi que des convoyeurs.
Les machines de préparation du sol sont équipées de paliers auto-aligneurs. La poussière, l’humidité, les produits chimiques et les chocs sont quelques-unes des conditions auxquelles ils doivent résister.
On trouve également des paliers auto-aligneurs dans les stations de lavage de voitures.
Dans l’industrie agroalimentaire, les paliers auto-aligneurs sont souvent utilisés, par exemple pour le convoyage.
Les paliers auto-aligneurs peuvent compenser les défauts d’alignement de l’arbre.
Contrairement aux roulements à billes à gorge profonde, les roulements inserts disposent généralement d’une étanchéité. Ils sont prégraissés et peuvent, dans la plupart des cas, être regraissés via un trou de lubrification dans le corps de palier. Un système de serrage intégré à la bague intérieure permet un montage facile sur des arbres cylindriques.
Parmi les types de paliers, on distingue (de gauche à droite) les paliers verticaux (à semelle), les paliers à bride (en applique) et les corps de paliers de réglage.
Le montage et le démontage des paliers peuvent être effectués sans connaissances préalables particulières, ni outils de montage spéciaux.
Il existe différentes méthodes pour fixer un roulement insert sur un arbre cylindrique. Le système de fixation approprié est déterminé en fonction de l’application. Concernant la conception, il faut tenir compte de la vitesse maximale admissible, du sens de rotation de l’arbre, du comportement de fonctionnement et de l’influence des charges axiales. Les aspects économiques, l’espace disponible et la facilité de montage peuvent aussi être déterminants pour le choix du système.
Les roulements inserts peuvent être montés sur des arbres peu précis, car l’alésage est toujours tolérance 0+ (plus grand que le diamètre nominal de l’arbre). Un usinage spécial de la surface de l’arbre n’est donc pas nécessaire.
Une large gamme de paliers à semelle, en applique et avec réglage est disponible pour les situations de montage les plus diverses. Les composants annexes, tels que les moyens de serrage et les couvercles de protection, offrent d’autres possibilités d’utilisation.
Le choix du matériau joue également un rôle important pour le bon fonctionnement d’un palier. NTN propose des paliers avec des corps en acier, en fonte à graphite sphéroïdal, en fonte grise, en tôle d’acier, en acier inoxydable et en thermoplastique. Grâce à la grande variété de formes et de matériaux, il est possible de répondre à de nombreuses applications industrielles.
Le montage simple des paliers ne nécessite pas de connaissances préalables particulières. Il faut toutefois tenir compte des conditions de fonctionnement et des instructions de montage. Lors de l’opération de montage, il faut considérer, comme pour tout autre calcul de roulement, les charges, les vitesses de rotation et les températures de fonctionnement pour chaque cas d’utilisation. De plus, l’étanchéité et le type de lubrifiant jouent un rôle dans la conception du palier. Dans les paliers auto-aligneurs, on utilise exclusivement des roulements à billes. La géométrie interne des roulements inserts est identique à celle des roulements à billes à gorge profonde des séries 62 et 63. En raison de la méthode de fixation particulière sur l’arbre, la vitesse de rotation limite des roulements inserts est plus faible que celle des roulements à billes à gorge profonde.
Sur ces photos, vous pouvez voir un extrait des différentes séries de paliers auto-aligneurs : la série la plus utilisée en fonte grise – peinte en bleu (en haut à gauche) , la série légère en tôle d’acier (en haut à droite), la série en acier inoxydable (en bas à gauche) et celle en thermoplastique (en bas à droite) ; cette dernière étant principalement utilisée dans l’industrie agroalimentaire.
Types de fixation des roulements inserts
Pour le montage à chaud d’un roulement à billes à gorge profonde standard sur un arbre, la bague intérieure est généralement chauffée au moyen d’un appareil de chauffage par induction. Pour le montage à froid, des outils de montage spéciaux sont utilisés. Dans les deux cas, le montage est nettement plus compliqué et plus coûteux que pour les roulements inserts avec système de fixation intégré.
Vous trouverez ici les systèmes NTN disponibles et leur fonctionnement :
Fixation des roulements inserts avec :
• Vis sans tête
• Bague excentrique
• Manchon de serrage
• Ajustement serré
• Vis de palier libre
Les roulements inserts avec vis sans tête constituent la méthode de fixation la plus simple et la plus économique. La bague intérieure est équipée de deux vis sans tête décalées à 120°. En serrant les deux vis à six pans creux, la bague intérieure du roulement se contraint sur l’arbre et fixe l’insert. Le couple de serrage recommandé doit être respecté lors du serrage des vis. Une clé à six pans creux normale suffit comme outil. Avec cette méthode, l’axe du roulement insert se désaxe légèrement du centre de l’arbre. Ce léger basculement peut entraîner des vibrations à des vitesses de rotation élevées de l’arbre, mais il n’est pas significatif pour les applications à vitesse normale. Contrairement aux roulements inserts avec bague excentrique, les roulements avec vis sans tête conviennent également aux arbres avec sens de rotation alterné.
Les roulements inserts avec des vis sans tête peuvent être utilisés dans les deux sens de rotation.
La méthode de fixation par bague excentrique est également très fréquente dans les machines industrielles. La rotation de la bague excentrique sur la bague intérieure du roulement insert entraîne son serrage et assure ainsi la fixation du roulement sur l’arbre. La bague excentrique doit être serrée dans le sens de rotation de l’arbre et bloquée ensuite avec une vis sans tête. Ce type de fixation n’est pas adapté aux changements rapides du sens de rotation, car la bague excentrique pourrait se détacher en cas de fonctionnement alterné. Il faut également tenir compte de l’encombrement de montage plus important, requis par la bague supplémentaire.
La bague excentrique se trouve à gauche sur cette image (vue 3D).
Tout comme les roulements à rotule sur rouleaux, les roulements inserts peuvent également avoir un alésage conique. Toutefois, ils sont généralement montés sur un arbre cylindrique au moyen d’un manchon de serrage. Les fixations par manchon permettent un serrage sur arbre très sûr. Lors du montage, le roulement est glissé sur le manchon jusqu’à ce que la réduction du jeu radial recommandée soit atteinte. Le bon réglage du jeu du roulement est décisif pour la durée de vie du palier. La rondelle de sécurité et l’écrou à encoches permettent de bloquer le roulement dans sa bonne position.
La fixation de l’arbre avec un manchon de serrage est un peu plus compliquée et doit être réalisée dans les règles de l’art. En raison du nombre de composants supplémentaires, les roulements inserts avec manchons de serrage sont également un peu plus chers. Toutefois, avec cette méthode de fixation, on profite d’une force de maintien très élevée, d’un fonctionnement sans vibrations et de vitesses de rotation plus élevées.
Le montage des roulements inserts à alésage conique s’effectue avec un manchon de serrage.
Les paliers libres
Les paliers qui peuvent compenser les variations de longueur des arbres dues à la chaleur sont appelés paliers libres. Afin d’éviter les défaillances des roulements dues à des contraintes axiales, la tenue de l’arbre doit se faire par le biais d’un palier fixe et d’un palier libre.
Alors que le côté palier fixe peut absorber des forces dans le sens radial et axial, l’arbre reste mobile du côté du palier libre – mais absorbe des forces dans le sens de la charge radiale. Les roulements inserts de SNR (une marque de NTN) avec des vis sans tête peuvent par exemple être modifiés avec des moyens simples pour être utilisés comme palier libre.
En changeant les vis de fixation, il est possible de transformer un palier avec des vis sans tête en palier libre.
Malgré la similitude du terme, il ne faut pas confondre les paliers auto-aligneurs avec les corps de palier, pour lesquels vous trouverez également des informations sur roulement-savant.fr.
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