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

- Aug 17, 2020-

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

Ressorts

La méthode la plus simple d'application de la précharge consiste à 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 palier 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 un 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 principalement utilisée pour protéger le roulement contre les dommages causés par les vibrations externes à l'arrêt, une précharge plus élevée est nécessaire et k=0,02 doit être utilisé.

La charge par ressort est également une méthode courante d'application de la précharge sur les roulements à billes à contact oblique dans les broches de meulage à grande vitesse. Le procédé 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

L'ajustement signifie le réglage du jeu interne ou de la précharge dans un montage de roulement ajusté pendant l'assemblage. En fonctionnement, une certaine plage de jeu / précharge ⁠ - ou uniquement de précharge ⁠ - apparaît alors. La précharge axiale dans un montage de roulements ajusté avec des roulements à billes à contact oblique à une rangée, des roulements à rouleaux coniques et des roulements à billes à gorges profondes est produite en déplaçant une bague de roulement axialement, 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 montage de roulement est réglé 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 frottement

  • 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 cumul de tolérances suffisant pour 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 de déplacement axial: La méthode de déplacement axial est basée sur la relation entre la force de précharge et les déformations élastiques dans le montage de roulements. 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 montage de roulement sont pré-assemblés. La précharge requise, exprimée en distance négative, nécessite de mesurer le déplacement axial total positif (jeu axial) de l'arbre par rapport à une surface fixe. Cela se fait généralement avec un comparateur à cadran. Des cales, des anneaux intermédiaires ou des entretoises peuvent alors être utilisés pour ajuster le déplacement axial à la distance négative correcte. La largeur des cales, anneaux 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 frottement: Cette méthode est courante dans la production en grandes séries car elle est rapide et peut être automatisée. Puisqu'il existe une relation entre la précharge du roulement et le moment de frottement dans les roulements, il est possible d'arrêter le réglage lorsqu'un moment de frottement correspondant à la précharge souhaitée a été atteint. Cela peut être fait si le moment de frottement est surveillé en permanence pendant le réglage de la précharge. Cependant, le moment de frottement peut varier d'un roulement 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 du réglage du roulement étant d'obtenir une précharge spécifique, il semblerait judicieux d'utiliser une méthode pour produire ou mesurer directement la force. 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 de manière plus économique.

b.Ajustement collectif: cette méthode peut également être appelée «ajustement statistique aléatoire». En utilisant cette méthode, les roulements, l'arbre, le logement et tout autre composant sont fabriqués selon des tolérances normales. Les composants, considérés comme totalement 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, on suppose que, compte tenu des valeurs limites des tolérances, il est statistiquement improbable que les extrêmes de l'empilement des tolérances se produisent. Si, cependant, 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 aucun équipement supplémentaire n'est nécessaire lors du montage des roulements.

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