Choix du type et des dimensions du roulement Imprimer
Choix du type de roulements

Chaque type de roulement a des caractéristiques particulières qui le rendent adapté à certaines applications. Les roulements rigides à billes sont plutôt adaptés aux vitesses élevées, faibles charges tandis que les roulements à rouleaux sont plutôt adaptés aux vitesses basses et fortes charges.

Le choix du roulement dépend principalement des critères suivants :

Dimensions :
alésage imposé, espace réduit en largeur ou hauteur

Charge :
l'intensité et la direction (radiale, axiale, combinée, dans les 2 sens) orientent le choix.

 



Défauts d'alignement :
cela impose des roulements à alignement automatique comme les roulements à rotule sur billes ou sur rouleaux, qui supportent des déversements de 1 à 3 ° suivant les cas.


Vitesse de rotation : une vitesse élevée impose un roulement à faible frottement : roulement rigide à billes pour les charges purement radiales, ou roulement à contact oblique pour les charges combinées.

Niveau de bruit et de vibration : certaines applications telles que les moteurs électriques, les petits appareils électriques, les machines de précision nécessitent un contrôle strict du niveau de bruit.

Possibilité de déplacement axial : les arbres sont généralement supportés par un palier fixe, et un palier "libre" qui autorise le déplacement axial. Les roulements à aiguilles ou à rouleaux avec bague intérieure sans épaulement sont les mieux adaptés.

Montage, démontage : dans le cas de montage / démontage fréquents, il vaut mieux éviter les roulements rigides à billes, à contact oblique, et les roulements à rotules sur billes ou sur rouleaux.

Choix des dimensions du roulement


Le type de roulement étant choisi, les dimensions sont déterminées en fonction de différents facteurs tels que : la durée de vie souhaitée, la charge appliquée ou la sécurité de fonctionnement, qui font appel aux notions de charge dynamique de base C et de la charge statique de base Co. Ces 2 valeurs C et Co sont données dans les tableaux de roulements, pour chaque roulement, et sont déterminées suivant la norme internationale ISO 281.

Charge statique de base Co :

C'est la charge pour laquelle la déformation permanente totale atteint 1/10000 du diamètre de l'élément roulant le plus chargé. Elle est utilisée pour le calcul des roulements à l'arrêt, en rotation basse vitesse, ou animés de faibles mouvements, et correspond aux valeurs suivantes de contraintes de contact entre l'élément roulant le plus chargé et la piste du roulement:

  • 4600 N/mm2 pour les roulements s'autoalignant.
  • 4200 N/mm2 pour les autres roulements à billes
  • 4000 N/mm2 pour tous les roulements à rouleaux

Charge dynamique de base Co : C'est la charge pour laquelle la durée de vie nominale atteint 1 000 000 de tours Elle est utilisée pour le calcul de la durée de vie du roulement considéré, qui correspond au nombre d'heures de fonctionnement que celui-ci peut effectuer avant les premiers signes de fatigue.

Calcul dynamique Durée de vie nominale :
C'est la durée de vie atteinte ou dépassée par 90 % de roulements identiques fonctionnant dans les mêmes conditions. La durée de vie nominale L10 (en millions de tours) est donnée par :

avec P = X.Fr + Y.Fa


C = charge dynamique de base (en N)
P = charge dynamique équivalente (en N)
p = 3 (roulements à billes)
p = 10/3 (roulements à rouleaux)
Fr = composante radiale de la charge (en N)
Fa = composante axiale de la charge (en N)
X = coefficient radial du roulement
Y = coefficient axial du roulement

Cette durée de vie peut être corrigée par les facteurs suivants :
- Température de fonctionnement introduisant un coefficient de température appliqué à la charge dynamique
- Facteur de fiabilité appliqué à la durée de vie
- Facteur de conditions de fonctionnement appliqué à la durée de vie

 

Charge Dynamique Equivalente
P = XFr + YFa Tableaux ci-contre valable pour les roulements rigides à une rangée de billes

Charge Statique Equivalente

P0 = Fr quand P0 < F r

Calcul statique
Dans le cas de roulement quasi-statique, la capacité de charge n'est plus déterminée par la fatigue de la matière, mais elle est limitée par les déformations permanentes induites aux points de contact éléments roulants / piste de roulement.
La charge statique de base nécessaire Co est donnée par :

 

CO = so Po

Co = charge statique de base (en N)
so = coefficient de sécurité statique
Po = charge statique éqivalente (en N)
avec Po = Xo Fr + Yo Fa

Xo = coefficient radial du roulement
Yo = coefficient axial du roulement
Fr = composante radiale de la charge (en N)
Fa = composante axiale de la charge (en N)