Caractéristiques des roulements à rouleaux cylindriques
Vous souvenez-vous de la caractéristique que tous les roulements à rouleaux ont en commun ? Nous parlons du contact linéaire, que l’on retrouve donc dans ces roulements à rouleaux cylindriques. Ces types de roulements sont en effet adaptés aux charges très élevées, et en particulier aux charges radiales. Pour cette raison, les roulements à rouleaux cylindriques sont utilisés de préférence dans les boîtes de vitesses, par exemple : dans les éoliennes, dans les boîtes d’essieu ferroviaires ou encore dans les moteurs électriques.
Plusieurs composants des roulements à rouleaux cylindriques sont profilés, comme les faces des corps roulants, les épaulements et le chemin lui-même. Les corps roulants ont quant à eux un profil logarithmique. Le profil des corps roulants assure une meilleure répartition du lubrifiant sur les épaulements de guidage et optimise également la pression de contact. Ce qui est spécial, c’est qu’en plus des composants habituels de tout roulement (bague intérieure, bague extérieure, corps roulants et cage), des épaulements supplémentaires peuvent être positionnés dans ces roulements à rouleaux cylindriques. Les épaulements fixes sont intégrés directement dans la bague intérieure et/ou extérieure, et les épaulements rapportés sont utilisés pour guider les rouleaux cylindriques contre une bague ou contre les deux. Selon le type de roulement à rouleaux cylindriques, choisi en fonction de l’application, il est très facile de retirer la bague libre du roulement. De plus, la lubrification des roulements à rouleaux cylindriques est encore plus importante, comparé à d’autres types de roulements, car il y a des niveaux de frottement plus élevés.
Jusqu’ici, tout va bien, mais quelles sont les autres caractéristiques spéciales des roulements à rouleaux cylindriques ? D’une part, on rappelle qu’ils ont une charge nominale plus élevée dans le même encombrement que les roulements à billes ou les roulements à rouleaux coniques et qu’ils peuvent admettre des charges radiales plus élevées que ces derniers. D’autre part, les roulements à rouleaux cylindriques atteignent des vitesses limites plus élevées en comparaison à d’autres roulements à contact linéaire. Comme déjà indiqué, le montage et le démontage de ces roulements sont assez simples car les bagues intérieure et extérieure peuvent se séparer. Dans certaines conceptions, les rouleaux peuvent également glisser axialement sur la bague intérieure ou extérieure, de sorte que le roulement soit utilisé comme palier libre. Cependant, certains types de roulements (NUP, NH, NF, NJ) conviennent également à l’admission de faibles charges axiales. Les roulements à rouleaux cylindriques à rouleaux jointifs, c’est-à-dire les roulements sans cage, offrent l’avantage d’installer plus de corps roulants dans le même encombrement tout en augmentant la charge nominale.
Un inconvénient, face aux roulements à billes, est que le roulement à rouleaux cylindriques a des limites de vitesse inférieures en raison du contact linéaire. De plus, les roulements à rouleaux cylindriques sont beaucoup plus sensibles au désalignement de l’arbre que les roulements à billes ; il doit donc être évité avec ces types de roulements. Dans le cas des roulements à rouleaux cylindriques à rouleaux jointifs, le frottement est plus élevé entre les corps roulants, car à grande vitesse, ils sont en contact direct et frottent donc les uns contre les autres. Afin de limiter la chaleur générée par ces frottements, une lubrification adaptée est nécessaire. Dans le cas de la lubrification à l’huile, le flux d’huile permet de dissiper davantage de chaleur.
La désignation des roulements à rouleaux cylindriques commence par la lettre N. D’une part, on peut citer les types NU et N, particulièrement utilisés comme paliers libres. Ils ne conviennent pas aux charges axiales, car ils n’ont des épaulements que sur une des bagues de roulement. D’autre part, les roulements à rouleaux cylindriques portant les désignations NJ et NF peuvent admettre des charges axiales dans une direction. Enfin, les types NUP et NH conviennent même aux charges axiales dans les deux sens. Cependant, la charge axiale doit être relativement faible, sinon les rouleaux frotteraient trop contre les épaulements. Ces types de roulements peuvent ensuite être utilisés comme paliers fixes sur l’arbre.
| Type | Propriétés | |
| NU | Deux épaulements sur la bague extérieure : la bague extérieure, les rouleaux et la cage peuvent être séparés de la bague intérieure. | |
| N | Deux épaulements sur la bague intérieure : la bague intérieure, les rouleaux et la cage peuvent être séparés de la bague extérieure. | |
| NJ | Deux épaulements sur la bague extérieure, un épaulement sur la bague intérieure. | |
| NF | Un épaulement sur la bague extérieure, deux épaulements sur la bague intérieure. | |
| NUP | Deux épaulements sur la bague extérieure, un épaulement sur la bague intérieure, un épaulement rapporté sur le côté libre de la bague intérieure qui peut être enlevé. | |
| NH | Ressemble à la version NJ, mais a l’épaulement rapporté plus large qui peut être retiré. | |
Ici, vous pouvez voir les types de roulements à rouleaux cylindriques ainsi que leurs propriétés les plus importantes en un coup d’œil.
Les roulements à rouleaux cylindriques NTN peuvent être combinés avec les trois types de cages les plus courants. Le choix final d’une cage en plastique, en tôle d’acier ou massive dépend de la série, de la taille du roulement et de son application.
| Série de roulement | Cage moulée par injection plastique | Cage en tôle d’acier | Cage massive en laiton |
| NU10, NJ10, NUP10, N10 | —– | —– | 1005-10/500 |
| NU2, NJ2, NUP2, N2, NF2, NU2E | 204E-218E | 208*-230 | 232-264 |
| NU22, NJ22, NUP22, N22, NU22E | 2204E-2218E | 2208*-2230 | 2232-2264 |
| NU3, NJ3, NUP3, N3, NF3, NU3E | 304E-314E | 308*-324 | 326-356 |
| NU23, NJ23, NUP23, N23, NU23E | 2304E-2311E | 2308*-2320 | 2322-2356 |
| NU4, NJ4, NUP4, N4, NF4 | —– | 405-416 | 417-430 |
Chez NTN, il apparaît clairement ici que les différents types de roulements peuvent être équipés de plusieurs matériaux de cage.
Roulements à rouleaux cylindriques ULTAGE®
Avez-vous déjà entendu parler de la série ULTAGE® ? Les roulements ULTAGE® de NTN sont une évolution des roulements standards, comprenant notamment les roulements à rouleaux cylindriques. Ceux-ci ont des corps roulants plus grands et un profil de rouleaux optimisé ainsi que des surfaces de piste profilées. En raison de ce profilage, les roulements de cette série se caractérisent par des désalignements admissibles plus importants que les roulements à rouleaux cylindriques d’origine. En conséquence, la durée de vie, la capacité de charge dynamique et les vitesses limites sont plus élevées par rapport aux roulements standards.
Roulements à rouleaux cylindriques à plusieurs rangées
Tout comme les roulements à billes à contact oblique, les roulements à rouleaux cylindriques peuvent avoir deux rangées pour augmenter leur capacité de charge. On pourra les utiliser dans les applications où une section mince est requise. Et ce n’est pas tout : il est possible de juxtaposer quatre de ces rangées. Ces roulements à rouleaux cylindriques à quatre rangées sont principalement utilisés comme roulements de galet de laminoir en raison de leur capacité de charge maximale.
Vous pensiez que les roulements à double rangée étaient le maximum ? Il est en fait possible d’installer des roulements à rouleaux cylindriques sur quatre rangées.
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