La vitesse de rotation du roulement est principalement limitée par l'augmentation de la température causée par le frottement et la chaleur à l'intérieur du roulement. Lorsque la vitesse de rotation dépasse une certaine limite, le roulement ne peut plus continuer à tourner en raison de brûlures, etc.
La vitesse limite d'un roulement correspond à la valeur limite à laquelle il peut tourner en continu sans générer de chaleur de frottement susceptible de provoquer des brûlures.
Par conséquent, la vitesse limite du roulement dépend de divers facteurs tels que le type, la taille et la précision du roulement, ainsi que la méthode de lubrification, la qualité et la quantité du lubrifiant, le matériau et le type de la cage, et les conditions de charge.
La vitesse limite donnée par le fabricant de roulements se réfère généralement à la vitesse la plus élevée qui peut être atteinte dans des conditions convenues, telles que
- La tolérance des roulements est de niveau 0 ;
- Le jeu des roulements est du groupe 0 ;
- La charge portante est de 10% de la charge nominale ;
- Les conditions de lubrification et de refroidissement sont normales ;
- Les roulements radiaux ne supportent que des charges radiales et les roulements de butée ne supportent que des charges axiales ;
- La température de la bague extérieure ne dépasse pas 100°C, etc.
- La plage de vitesse requise par l'application permet de déterminer le type de roulement à utiliser.
Les catalogues de la plupart des fabricants de roulements indiquent la valeur de la vitesse limite de leurs produits. La pratique a démontré qu'il est préférable de travailler à une vitesse inférieure à 90% de la vitesse limite.
Sélection du type de roulement en fonction de la vitesse de rotation
A. Les roulements à billes ont une vitesse limite et une précision de rotation plus élevées que les roulements à rouleaux, c'est pourquoi les roulements à billes doivent être privilégiés pour les vitesses élevées.
B. À diamètre intérieur égal, plus le diamètre extérieur est petit, plus les éléments roulants sont petits et plus la force d'inertie centrifuge exercée par les éléments roulants sur le chemin de roulement étranger pendant le fonctionnement est faible, ce qui permet de travailler à des vitesses plus élevées.
Par conséquent, à des vitesses élevées, il convient de choisir des roulements ayant des diamètres extérieurs plus petits dans la même série de diamètres. Si un roulement avec un diamètre extérieur plus petit est utilisé et que la capacité de charge ne répond pas aux exigences, le même roulement peut être installé en parallèle, ou une large série de roulements peut être envisagée.
C. Le matériau et la structure de la cage ont une grande influence sur la vitesse du roulement. La cage massive permet des vitesses de rotation plus élevées que la cage estampée, et la cage massive en bronze permet des vitesses de rotation plus élevées. En général, les roulements à billes, les roulements à contact oblique et les roulements à rouleaux cylindriques doivent être utilisés dans les situations où la vitesse de rotation est élevée ; dans les situations où la vitesse de rotation est plus faible, les roulements à rouleaux coniques peuvent être utilisés. La vitesse limite des roulements à rouleaux coniques est généralement égale à 65% de celle des roulements à billes, à 70% de celle des roulements à rouleaux cylindriques et à 60% de celle des roulements à billes à contact oblique. Les butées à billes ont une vitesse limite faible et ne peuvent être utilisées que dans des applications à faible vitesse.
Facteurs affectant la vitesse des roulements
Les facteurs affectant la vitesse limite des roulements sont les suivants
- La taille de la charge externe ;
- la direction de la force ;
- Type de lubrifiant, quantité de lubrifiant ;
- La précision de fabrication des roulements fait référence au niveau de tolérance du roulement et à la taille du jeu du roulement.
Cependant, le facteur le plus important est la température de fonctionnement ou le lubrifiant autorisé par le matériau du roulement.
Les vitesses limites des différents types de roulements sont indiquées dans le tableau des dimensions et performances des roulements du "Rolling Bearing Product Catalog". Elles sont déterminées dans des conditions de lubrification à l'huile et à la graisse respectivement. Leur champ d'application est le suivant :
1. Roulements à tolérance standard (G) ;
2. Les roulements radiaux ne supportent que la charge radiale, et les butées ne supportent que la charge axiale ;
3. P est inférieur ou égal à 0,1C (C est la charge dynamique nominale du roulement) ;
4. Arbre rigide et siège de roulement ;
5. Les conditions de lubrification et de refroidissement sont normales. Lorsque le roulement fonctionne dans des conditions de charge avec P supérieur ou égal à 0,1C, la contrainte de contact entre la surface de contact du chemin de roulement et les éléments roulants augmente, ce qui entraîne une augmentation de la température de fonctionnement du roulement et une détérioration relative des performances du lubrifiant. La vitesse limite du roulement diminue en conséquence.
Méthode de sélection de l'ajustement des roulements
Lors de l'entretien quotidien ou de la conception mécanique, il est essentiel de choisir raisonnablement et correctement la coordination des roulements. La sélection correcte de la coordination des roulements est étroitement liée à la garantie du fonctionnement normal de la machine, à l'allongement de la durée de vie des roulements et à l'utilisation optimale de la capacité de charge des roulements.
● si la virole est en train de tourner.
Lorsque la bague intérieure ou extérieure du roulement fonctionne comme une bague tournante, il convient d'utiliser un ajustement légèrement serré. Le degré d'interférence doit être tel que la surface d'appui ne "rampe" pas sous la charge de travail, car une fois qu'elle rampe, la surface d'appui s'use, ce qui provoque un glissement. Plus la vitesse de rotation de la bague est élevée, plus l'usure est importante.
●Le type de charge.
Les bagues qui supportent des charges locales doivent choisir un ajustement de transition lâche ou un ajustement avec un faible jeu afin que le couple de frottement entre les pistes de la bague puisse entraîner la rotation de la bague, de sorte que la bague soit sollicitée de manière uniforme et que la durée de vie du roulement soit prolongée.
La bague qui supporte une charge cyclique doit choisir un ajustement serré ou un ajustement de transition plus serré. Le degré d'interférence doit être tel qu'il n'y ait pas de fluage sur la surface de contact de la bague et de l'arbre ou de l'orifice du logement. Lorsque la bague est soumise à des charges d'oscillation, les exigences d'adaptation sont les mêmes que celles des charges cycliques, voire légèrement plus lâches.
Autres facteurs affectant l'ajustement des roulements
●Influence de la température de fonctionnement.
Lorsque le roulement fonctionne, sous l'influence du chauffage par friction et d'autres sources de chaleur, la température de la bague est plus élevée que celle de ses parties correspondantes. La dilatation thermique de la bague intérieure entraîne un desserrement de son ajustement avec le tourillon, tandis que la dilatation thermique de la bague extérieure entraîne un resserrement de son ajustement avec le trou du logement.
●Influence de la précision et de la vitesse de rotation.
Pour les roulements qui supportent des charges plus importantes et nécessitent une plus grande précision de rotation, il convient d'éviter les ajustements avec jeu afin d'éliminer les effets de la déformation élastique et des vibrations. Pour les roulements à faible charge de certaines machines-outils de précision, des ajustements avec jeu sont souvent utilisés pour éviter l'influence de l'erreur de forme de l'arbre sur la précision du roulement. On considère généralement que plus la vitesse de rotation du roulement est élevée, plus l'ajustement doit être serré.
●Conditions de montage et de démontage des roulements.
Compte tenu de la facilité de montage et de démontage des roulements, il convient d'utiliser un ajustement lâche. Ceci est particulièrement important pour les roulements de grande et très grande taille utilisés dans les machines lourdes. Si un montage et un démontage faciles sont requis et qu'un ajustement serré est nécessaire, des roulements séparés peuvent être utilisés, ou des roulements avec un trou conique dans la bague intérieure, un manchon de serrage et une rainure de décharge peuvent être utilisés.
