{"id":8042,"date":"2023-07-17T16:19:49","date_gmt":"2023-07-17T08:19:49","guid":{"rendered":"https:\/\/www.zmsbearing.com\/?p=8042"},"modified":"2025-08-06T20:54:37","modified_gmt":"2025-08-06T12:54:37","slug":"facteurs-de-conception-des-roulements-a-billes-a-gorge-profonde-a-grande-vitesse","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.zmsbearing.com\/fr\/high-speed-deep-goove-ball-bearing-design-factors\/","title":{"rendered":"Facteurs de conception des roulements \u00e0 billes \u00e0 grande vitesse"},"content":{"rendered":"

Avec le d\u00e9veloppement rapide des voitures hybrides et \u00e9lectriques, les exigences environnementales imposent que les moteurs \u00e9lectriques soient plus petits et plus l\u00e9gers. Des moteurs \u00e9lectriques plus petits r\u00e9duiront la puissance de sortie, mais pour garantir une puissance de sortie \u00e9gale ou sup\u00e9rieure \u00e0 celle des moteurs actuels, des vitesses de moteur plus \u00e9lev\u00e9es sont n\u00e9cessaires. Cet article analyse et optimise roulements \u00e0 billes \u00e0 gorge profonde<\/mark><\/em><\/a> <\/strong><\/span>utilis\u00e9s dans les moteurs \u00e9lectriques pour r\u00e9sister \u00e0 des vitesses sup\u00e9rieures \u00e0 30 000 tr\/min, soit 1,5 fois la vitesse limite actuelle des roulements.<\/p>\n\n\n\n

Analyse des facteurs d'influence :<\/h2>\n\n\n\n

1) Lubrification<\/h3>\n\n\n\n

La lubrification \u00e0 l'huile est utilis\u00e9e pour assurer une lubrification suffisante des parties internes des roulements. Cependant, en raison de la rotation \u00e0 grande vitesse des \u00e9l\u00e9ments roulants et de la cage, une grande quantit\u00e9 d'huile lubrifiante se d\u00e9place vers le diam\u00e8tre ext\u00e9rieur du roulement sous l'action de la force centrifuge, et la lubrification entre la bague int\u00e9rieure et les \u00e9l\u00e9ments roulants ou entre les \u00e9l\u00e9ments roulants et la cage peut ne pas \u00eatre suffisante. Une lubrification insuffisante peut entra\u00eener le collage des pi\u00e8ces internes du roulement et le grippage du roulement. L'augmentation de la quantit\u00e9 d'huile lubrifiante augmente la r\u00e9sistance caus\u00e9e par l'agitation de l'huile lubrifiante, ce qui entra\u00eene une augmentation du couple.<\/p>\n\n\n\n

\"roulement<\/figure>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

\u00c9tat interne des roulements en fonctionnement \u00e0 grande vitesse :<\/p>\n\n\n\n

2) Friction<\/h3>\n\n\n\n

Friction entre la bille et la surface du chemin de roulement
\nLorsque le roulement \u00e0 billes tourne, le frottement de glissement entre la bille et la surface du chemin de roulement est proportionnel \u00e0 la vitesse du roulement. Dans des conditions de vitesse normale, l'influence du frottement de glissement peut \u00eatre ignor\u00e9e. Cependant, le contr\u00f4le du frottement entre la bille et la surface du chemin de roulement est tr\u00e8s important dans des conditions de tr\u00e8s haute vitesse, car l'augmentation soudaine de la force de frottement peut entra\u00eener une augmentation de la production de chaleur dans le roulement.<\/p>\n\n\n\n

Friction entre la balle et la cage
\nLes roulements \u00e0 billes \u00e0 gorge profonde sont g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9s avec des cages en acier estamp\u00e9 en forme de vague et des cages en plastique en forme de couronne. La cage en acier estamp\u00e9 est fabriqu\u00e9e en rivetant deux demi-cages en forme de vague avec une structure de poches \u00e0 billes. La cage en plastique en forme de couronne est fabriqu\u00e9e en r\u00e9sine de nylon renforc\u00e9e par des fibres de verre, et les deux cages ont des poches \u00e0 billes avec des rainures de blocage. La force de frottement g\u00e9n\u00e9r\u00e9e entre la bille et la poche de la cage peut \u00eatre ignor\u00e9e dans des conditions de vitesse normale, car la force agissant sur la bille et la cage est tr\u00e8s faible. Cependant, dans des conditions de tr\u00e8s haute vitesse de 30 000 tr\/min, la vitesse circonf\u00e9rentielle de la bille peut atteindre 40 m\/s ou m\u00eame plus, et la contrainte ponctuelle entre la bille et la cage augmentera. La cage en plastique poss\u00e8de des propri\u00e9t\u00e9s autolubrifiantes et est plus l\u00e9g\u00e8re, ce qui la rend plus adapt\u00e9e au fonctionnement \u00e0 grande vitesse. En cas de fonctionnement \u00e0 tr\u00e8s grande vitesse, si la lubrification est insuffisante, la force de frottement entre la bille et la poche de la cage augmente, ce qui entra\u00eene l'usure de la surface de la poche et m\u00eame la possibilit\u00e9 que la cage sorte du roulement.<\/p>\n\n\n\n

3) R\u00e9sistance de la cage<\/h3>\n\n\n\n

Les cages en plastique en forme de couronne sont utilis\u00e9es pour r\u00e9sister \u00e0 la rotation \u00e0 grande vitesse. Sous l'action de la force centrifuge pendant la rotation \u00e0 grande vitesse, la surface ext\u00e9rieure de la cage se d\u00e9forme et entre en contact avec la bague ext\u00e9rieure du roulement. Lorsque la cage entre en contact avec la bague ext\u00e9rieure du roulement, la temp\u00e9rature du roulement augmente. En outre, une cage fortement d\u00e9form\u00e9e peut se rompre en raison d'une contrainte excessive sur la surface circonf\u00e9rentielle de la poche de la cage. Par cons\u00e9quent, une structure de cage am\u00e9lior\u00e9e est n\u00e9cessaire pour r\u00e9sister \u00e0 la d\u00e9formation et aux dommages caus\u00e9s par la force centrifuge. L'augmentation de l'\u00e9paisseur de la paroi de la cage peut am\u00e9liorer la r\u00e9sistance de la cage, mais la largeur du roulement ne peut pas \u00eatre augment\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

Mesures d'optimisation :<\/h2>\n\n\n\n

1) Installer un d\u00e9flecteur pour contr\u00f4ler le d\u00e9bit d'huile<\/h3>\n\n\n\n

L'installation d'un d\u00e9flecteur peut emp\u00eacher l'huile de lubrification de d\u00e9border sur la face frontale du roulement, assurant ainsi une lubrification interne suffisante du roulement et r\u00e9solvant le probl\u00e8me d'une lubrification insuffisante en cas de fonctionnement \u00e0 tr\u00e8s grande vitesse.<\/p>\n\n\n\n

\"Contr\u00f4le<\/figure>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

2) R\u00e9duire les frottements
\nL'optimisation du diam\u00e8tre de la gorge et du diam\u00e8tre de la bille permet de r\u00e9duire le glissement entre la bille et le chemin de roulement. L'am\u00e9lioration du pouvoir lubrifiant de la surface de la poche et la r\u00e9duction de la force d'impact entre la bille et la cage permettent d'\u00e9viter efficacement l'usure de la surface de la poche. L'installation d'un d\u00e9flecteur peut augmenter le d\u00e9bit de l'huile de lubrification, et l'ajustement du jeu entre la bille et la poche de la cage et du jeu entre le diam\u00e8tre ext\u00e9rieur de la bague int\u00e9rieure et le diam\u00e8tre int\u00e9rieur de la cage peut r\u00e9duire la force d'impact et l'usure entre la bille et la cage.<\/p>\n\n\n\n

3) Augmenter la r\u00e9sistance de la cage<\/h3>\n\n\n\n

L'augmentation de l'\u00e9paisseur de la paroi de la cage permet d'accro\u00eetre sa rigidit\u00e9, de r\u00e9duire la d\u00e9formation de la cage en cas de rotation \u00e0 tr\u00e8s grande vitesse, d'\u00e9viter les contraintes excessives sur la surface circonf\u00e9rentielle de la poche de la cage et de pr\u00e9venir les fractures. La conception optimis\u00e9e du roulement peut r\u00e9pondre aux exigences d'un fonctionnement \u00e0 ultra-haute vitesse de 30 000 tr\/min gr\u00e2ce \u00e0 des tests d'\u00e9l\u00e9vation de temp\u00e9rature et de durabilit\u00e9 \u00e0 haute vitesse.<\/p>\n\n\n\n

\"Conception<\/figure>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

En r\u00e9sum\u00e9, les mesures d'optimisation ci-dessus peuvent \u00eatre appliqu\u00e9es de mani\u00e8re globale pour concevoir des roulements rigides \u00e0 billes qui peuvent supporter des vitesses sup\u00e9rieures \u00e0 30 000 tr\/min.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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