Les roulements à billes à rotule automatique sontroulements radiaux à deux rangéesavec un chemin de roulement sphérique dans la bague extérieure et deux chemins de roulement à gorge continue dans la bague intérieure. Le centre de courbure du chemin de roulement de la bague extérieure coïncide avec le centre du roulement. Cette géométrie permet à la bague intérieure, au jeu de billes et à la cage de tourner librement autour de l'axe du roulement et decompenser le désalignement angulairesans perte de précision de fonctionnement.
Cette conception est destinée aux applications dans lesquelles la déflexion de l'arbre, les erreurs de montage ou la distorsion du boîtier ne peuvent pas être entièrement corrigées lors de l'assemblage. Par rapport aux roulements à billes à gorge profonde à une rangée, aux roulements à billes à alignement automatiquetolérer plus de désalignement initialet génèrent une contrainte de bord inférieure sur les éléments roulants. Ils sont couramment utilisés commeRoulements industrielsdans les équipements rotatifs généraux, et apparaissent également dansRoulements automobilespour les entraînements auxiliaires etRoulement de motoassemblages où une taille compacte et une tolérance de désalignement sont requises.
BMT fournit trois séries principales de roulements à billes à auto-alignement. Le tableau ci-dessous donne une comparaison générale. Les dimensions spécifiques et les charges nominales varient selon la taille de l'alésage et le type de cage.
Leséries 1200 et 2200ont une section transversale de bague extérieure plus large que la série 1300, ce qui leur donne uncapacité de charge plus élevéepour un alésage donné. Lesérie 1300est plus compact et est souvent utilisé là où l’espace d’installation est limité.
La fonction d'auto-alignement provient duchemin de roulement à bague extérieure sphérique. Lorsque l'arbre s'incline par rapport au boîtier, l'ensemble bague intérieure et bille s'aligne avec l'arbre tandis que la bague extérieure reste fixe. Cela réduit le stress interne causé parchargement sur borddans des roulements rigides à une rangée.
Les principales propriétés opérationnelles comprennent :
Compensation de désalignementjusqu'à environ3 degréssous des charges légères, avec une capacité réduite à des angles plus élevés
Moins de frictionque des roulements à rouleaux cylindriques ou à rouleaux coniques comparables en rotation continue
Capacité de charge axiale modéréedans les deux sens grâce aux deux rangées de billes
Aptitude pourvitesses relativement élevéeslorsqu'il est utilisé avec une lubrification et un type de cage appropriés
L'angle de désalignement admissible dépend de l'ampleur de la charge. À pleine charge radiale, l'angle est généralement réduit à1 à 1,5 degrés. Dans des conditions statiques ou à vitesse lente, un désalignement pouvant aller jusqu'à4 degréspeut être acceptable, mais cela doit être confirmé par les calculs d’application.
Le matériau de la cage affecteplage de température, capacité de vitesse et niveau de bruit. Le tableau suivant répertorie les options disponibles pour les roulements à billes à rotule automatique BMT.
| Type de cage | Matériel | Plage de température | Principales caractéristiques |
|---|---|---|---|
| Acier embouti | Acier laminé à froid | -40°C à +150°C | Option standard, bonne résistance, adaptée à la plupart des applications industrielles |
| Polyamide (PA66-GF25) | Polyamide renforcé de fibres de verre | -30°C à +120°C | Moins de bruit, plus léger, ne convient pas à l'ammoniac ou aux températures élevées. |
| Laiton usiné | Alliage de laiton | -40°C à +250°C | Capacité de vitesse et de température plus élevée, coût plus élevé, utilisé pour des tailles plus grandes ou des conditions spéciales |
Acier emboutiest la cage par défaut pour les roulements des séries 1200 et 1300 de tailles normales.Cages en polyamidesont disponibles pour des tailles d'alésage jusqu'à environ60 millimètresoù la réduction du bruit est une priorité.Cages en laitonsont spécifiés pour les roulements plus grands ou pour les applications à vitesse élevée et à température élevée.
Les roulements à billes à alignement automatique sont spécifiés pour les équipements oùle désalignement ne peut être évité. Les applications courantes incluent :
Dans ces machines, le roulement est souvent monté dans des boîtiers soudés ou boulonnés à des structures avec une précision d'usinage limitée. La fonction d'auto-alignement empêche le roulement de devenir une source de défaillance précoce lorsque la structure fléchit sous la charge.
Les roulements à rotule sur billes BMT sont fabriqués à partir deacier chromé à haute teneur en carboneéquivalent àGCr15 ou AISI 52100. Les anneaux sont tournés à partir de barres ou de tubes et traités thermiquement jusqu'à une dureté de surface deHRC 60 à 64. Le chemin de roulement de la bague extérieure sphérique est rectifié sur un équipement de meulage sphérique dédié. Les chemins de roulement de la bague intérieure sont rectifiés en une seule fois pour garantir le parallélisme et la position des rainures.
Les contrôles suivants sont effectués sur chaque lot de production :
Les dossiers sont conservés parnuméro de lot. Si un roulement est renvoyé pour analyse, le numéro de lot permet à BMT de retracer le lot de matériaux, la charge de traitement thermique et les résultats de l'inspection finale.
Lors de la sélection d'un roulement à billes à rotule automatique, les paramètres suivants doivent être fournis :
Sur la base de ces informations, BMT peut recommander unsérie, type de cage, configuration du joint et jeu interne. Pour des conditions de désalignement élevé, la charge nominale doit être réduite en conséquence. Une méthode de calcul simplifiée utilise un facteur de désalignement qui réduit la charge dynamique de base jusqu'à50%à l'angle de désalignement maximum.
La principale différence réside dans la largeur de l’anneau extérieur et la capacité de charge. Les séries 1200 et 2200 ont une section transversale plus large et peuvent supporter des charges radiales plus élevées pour une taille d'alésage donnée. La série 1300 a un profil plus étroit et est utilisée là où l'espace est limité. L'angle de désalignement est similaire dans les trois séries.
Dans certains cas, oui. Si l'application présente une déflexion de l'arbre ou un désalignement du boîtier, un roulement à alignement automatique peut améliorer la durée de vie. Cependant, la capacité de charge axiale d'un roulement à alignement automatique est inférieure à celle d'un roulement rigide à billes comparable, et la bague extérieure est plus large, ce qui peut nécessiter une modification du boîtier. Un remplacement direct doit être examiné par un ingénieur d'application.
Un désalignement excessif amène les billes à entrer en contact avec le bord du chemin de roulement, produisant des contraintes élevées et une fatigue précoce. Le roulement deviendra chaud et bruyant avant de tomber en panne. Si le désalignement mesuré est en dehors de la plage recommandée, envisagez d'utiliser un roulement à rotule sur rouleaux ou de corriger l'alignement de l'arbre et du boîtier.
Le jeu normal C0 convient aux ajustements standards et aux vitesses modérées. Pour les applications avec un ajustement d'arbre serré ou une température de fonctionnement élevée, C3 est généralement spécifié. Le jeu doit être vérifié après le montage. Étant donné que les roulements à alignement automatique ont une bague extérieure sphérique, le jeu peut légèrement changer lorsque le roulement est pressé dans un alésage conique ou sur un manchon adaptateur.
Oui. De nombreux roulements à billes à rotule automatique sont disponibles avec un alésage conique pour le montage du manchon adaptateur. La conicité est généralement de 1:12. Les manchons adaptateurs sont utilisés sur des arbres longs ou dans des applications où le roulement doit être retiré fréquemment. Le manchon doit être enfoncé jusqu'à ce que le jeu radial interne soit réduit de la valeur spécifiée dans les instructions de montage.
