Quelles sont les meilleures méthodes de précharge dans un système de roulement?

- Jul 07, 2020-

Quelles sont les meilleures méthodes de précharge dans un système de roulement?

Ressorts

La méthode la plus simple pour appliquer la précharge est d'utiliser un ressort ondulé. Le ressort agit sur la bague extérieure de l'un des deux roulements. Cette bague extérieure doit pouvoir être déplacée axialement. Dans le schéma ci-dessous, l'agencement de roulement comprend un roulement à billes à gorge profonde préchargé à une rangée à chaque extrémité de l'arbre.

SKF-spring-preloading-diagram

La force de précharge reste pratiquement constante, même en cas de déplacement axial du roulement dû à l'allongement thermique. La force de précharge requise peut être estimée en utilisant:

F = k d


F= force de précharge [kN]
k= un facteur, décrit dans le texte suivant
d= diamètre d'alésage du roulement [mm]

Pour les petits moteurs électriques, des valeurs comprises entre 0,005 et 0,01 sont utilisées pour le facteur k. Si la précharge est utilisée principalement pour protéger le roulement contre les dommages causés par les vibrations externes à l'arrêt, une précharge supérieure est alors requise et k=0,02 doit être utilisé.

La charge par ressort est également une méthode courante d'application de la précharge aux roulements à billes à contact oblique dans les broches de rectification à grande vitesse. La méthode ne convient pas aux applications de roulements où un degré élevé de rigidité est requis, où la direction de la charge axiale change ou où des charges de pointe indéterminées peuvent se produire.

Ajustement

Le réglage signifie le réglage du jeu interne ou de la précharge dans un agencement de palier ajusté pendant l'assemblage. En fonctionnement, une certaine plage de jeu / précharge ⁠ - ou seulement de précharge ⁠ - apparaît alors. La précharge axiale dans un agencement de palier ajusté avec des roulements à billes à contact oblique à une rangée, des roulements à rouleaux coniques et des roulements à billes à gorge profonde est produite en déplaçant axialement une bague de roulement par rapport à l'autre, d'une quantité correspondant à la force de précharge souhaitée . Il existe essentiellement deux méthodes principales pour ajuster la précharge: l'ajustement individuel et l'ajustement collectif.

a.Réglage individuel: Avec un réglage individuel, chaque disposition de roulement est réglée séparément à l'aide d'écrous, de cales, de douilles d'écartement, de douilles d'écrasement, etc. Des procédures de mesure et d'inspection sont utilisées pour garantir que la précharge nominale établie est obtenue avec le moins d'écart possible. Il existe différentes méthodes pour obtenir la précharge requise:

  • méthode de déplacement axial

  • méthode du moment de friction

  • méthode de la force directe

La méthode utilisée dépend, entre autres, de la conception de l'application et du nombre de roulements à monter. L'ajustement individuel peut s'adapter à un empilement de tolérances suffisant de sorte que si des composants individuels sont produits selon des tolérances normales, la précharge souhaitée peut être obtenue avec un degré de précision relativement élevé.

i)Méthode du déplacement axial: La méthode du déplacement axial est basée sur la relation entre la force de précharge et les déformations élastiques dans le montage du roulement. La précharge requise peut être déterminée à partir du diagramme force de précharge / déplacement axial ci-dessous.

SKF-axial-displacement-graph

Cette méthode de réglage est fréquemment utilisée lorsque les composants d'un agencement de roulement sont préassemblés. La précharge requise, exprimée en distance négative, nécessite de mesurer le déplacement axial positif total (jeu axial) de l'arbre par rapport à une surface fixe. Cela se fait généralement avec un indicateur à cadran. Des cales, des bagues intermédiaires ou des entretoises peuvent ensuite être utilisées pour ajuster le déplacement axial à la distance négative correcte. La largeur des cales, bagues intermédiaires ou entretoises est déterminée par:

  • la distance entre l'arbre et les épaulements du boîtier

  • la largeur totale des deux roulements

  • le déplacement axial correspondant à la force de précharge souhaitée

  • un facteur de correction du déplacement axial pour tenir compte de la dilatation thermique en fonctionnement les tolérances de fabrication de tous les composants associés, établies en mesurant les dimensions réelles avant le montage

  • un facteur de correction pour tenir compte d'une certaine perte de précharge due au tassement et à l'usure

ii)Méthode du moment de friction: Cette méthode est courante dans la production en grande série car elle est rapide et peut être automatisée. Puisqu'il existe une relation entre la précharge du roulement et le moment de friction dans les roulements, il est possible d'arrêter le réglage lorsqu'un moment de friction correspondant à la précharge souhaitée a été atteint. Cela peut être fait si le moment de friction est surveillé en continu pendant le réglage de la précharge. Cependant, le moment de frottement peut varier d'un palier à l'autre et il dépend également du conservateur, du lubrifiant et de la méthode d'étanchéité.

iii)Méthode de la force directe: le but de l'ajustement du roulement étant d'obtenir une précharge spécifique, il semblerait judicieux d'utiliser une méthode soit pour produire soit pour mesurer la force directement. Cependant, en pratique, les méthodes indirectes de réglage par déplacement axial ou moment de frottement sont préférées, car elles sont simples et peuvent être réalisées facilement et à moindre coût.

b.Ajustement collectif: Cette méthode peut également être appelée «ajustement statistique aléatoire». En utilisant cette méthode, les roulements, l'arbre, le boîtier et tout autre composant sont fabriqués selon des tolérances normales. Les composants, qui sont considérés comme entièrement interchangeables, sont assemblés de manière aléatoire. Pour les roulements à rouleaux coniques, cette interchangeabilité s'étend également aux ensembles de bagues intérieures et aux bagues extérieures. Pour éviter des coûts d'usinage élevés et l'utilisation de roulements de précision, il est supposé que, compte tenu des valeurs limites des tolérances, il est statistiquement improbable que les extrêmes de l'empilement des tolérances se produisent. Si, toutefois, une précharge précise doit être obtenue avec le moins de dispersion possible, les tolérances de fabrication doivent être réduites. L'avantage du réglage collectif est qu'aucune inspection n'est nécessaire et qu'aucun équipement supplémentaire n'est nécessaire lors du montage des roulements.

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