Roulements de turbocompresseur

Les roulements du turbocompresseur soutiennent l'arbre rotatif à l'intérieur d'un turbocompresseur, où une vitesse de rotation élevée, une température élevée, la stabilité du film d'huile et des tolérances dimensionnelles serrées affectent directement les performances du rotor. Contrairement aux roulements utilisés dans les machines conventionnelles, les applications de turbocompresseur nécessitent un contrôle minutieux du jeu radial, de la géométrie du roulement, de l'état de surface, de la conception de la cage, de la sélection des matériaux et des conditions de lubrification.

BMT développe et fabrique des solutions de roulements de précision pour les équipements rotatifs à grande vitesse, y compris des conceptions de roulements personnalisées et non standard. Depuis 2004, DEMY (D&M) Bearings Co., Ltd. a accumulé une expérience dans la fabrication de roulements et le développement de roulements non standard, soutenue par des processus automatisés de meulage, d'assemblage et d'inspection. Pour les applications de turbocompresseur, la sélection des roulements peut être adaptée aux dimensions de l'arbre, à la vitesse de fonctionnement, à la température, au système de lubrification et au modèle de turbocompresseur spécifique.

Considérations clés en matière de conception

Rotation à grande vitesse

Les rotors des turbocompresseurs peuvent fonctionner à des vitesses de rotation très élevées, ce qui crée des exigences strictes en matière de géométrie des roulements, de précision dimensionnelle, de finition de surface et de lubrification. La gamme BMT comprend des modèles avec des vitesses limitées de 80 000 à 180 000 tr/min, selon les spécifications du roulement et l'application.

À ces vitesses, même de petits écarts de rondeur, de jeu ou de concentricité peuvent influencer les vibrations, la friction et les performances de service. La sélection des roulements doit donc être basée sur l'ensemble du rotor et du système de lubrification plutôt que sur la seule vitesse.

Résistance thermique

L'environnement du roulement est affecté par la chaleur transférée du côté de la turbine, les gaz d'échappement chauds, la température de l'arbre et les conditions de lubrification. Les modèles BMT répertoriés ont une température nominale limitée allant jusqu'à 600 °C, sous réserve de la configuration spécifique des roulements et des conditions de fonctionnement.

La capacité de température dépend non seulement du matériau du roulement, mais également de la construction de la cage, du lubrifiant, des conditions de refroidissement, de la charge, de la vitesse et de la température réelle à la position du roulement.

Sélection des cages et des matériaux

Différentes conditions de fonctionnement nécessitent différentes configurations de cage. Les modèles répertoriés peuvent être fournis avec des configurations PEEK, cage en laiton ou cage métallique.

Les cages PEEK peuvent être envisagées lorsqu'une faible masse, une stabilité dimensionnelle et une résistance aux environnements d'exploitation exigeants sont requises. Les configurations de cages en laiton et autres métaux offrent des solutions alternatives pour les applications où la résistance mécanique, la résistance à la température ou les conditions de lubrification spécifiques sont plus importantes.

La cage appropriée doit être sélectionnée en fonction de la vitesse du roulement, de la température, du lubrifiant, de la charge et des conditions d'installation.

Modèles et applications disponibles

Les modèles suivants sont conçus pour des applications spécifiques de turbocompresseurs GT et GTX. Les dimensions et les limites de fonctionnement doivent être confirmées par rapport à l'ensemble turbocompresseur réel avant la sélection.

Remarque : Les valeurs de vitesse et de température indiquées sont des valeurs nominales limitées pour les modèles correspondants, et non des limites de fonctionnement universelles pour tous les turbocompresseurs. Les conditions de service réelles doivent être évaluées en fonction de la conception du roulement, de la lubrification, de la charge, de la vitesse de l'arbre, du système de refroidissement et de la configuration du turbocompresseur.

Comment sélectionner le bon roulement

Pour le remplacement d'un turbocompresseur ou un nouveau développement, la compatibilité dimensionnelle n'est que la première étape. Les ingénieurs et les équipes d'achat doivent confirmer les paramètres suivants avant de passer une commande :

Par exemple, le HP5.218G34.2 a un diamètre intérieur de 6 mm, un diamètre extérieur de 18 mm et une hauteur de 34,2 mm, avec une vitesse limitée répertoriée de 180 000 r/min. Il est spécifié pour les applications GT17, GT20 et GT25. Un modèle différent ne doit pas être remplacé uniquement parce que ses dimensions semblent similaires ; la position du rotor, le jeu, la lubrification et les conditions de fonctionnement doivent également être vérifiés.

Fabrication et contrôle qualité

Le système de fabrication de roulements de BMT couvre la manutention des matériaux, le meulage de précision, l'assemblage, la mesure et l'inspection finale. La société exploite environ 100 ensembles d'équipements de meulage et de production automatisés, ainsi que des lignes d'assemblage automatisées et des instruments de mesure et de test de précision.

Avec une capacité de production annuelle atteignant environ 100 millions de jeux de roulements, BMT peut répondre à la fois aux exigences de production standard et aux exigences basées sur des projets. Les contrôles de fabrication sont appliqués depuis les matériaux entrants jusqu'à l'inspection des roulements finis pour maintenir la cohérence dimensionnelle entre les lots de production.

Développement de roulements OEM et non standard

Les fabricants, reconditionneurs et distributeurs de turbocompresseurs peuvent exiger des roulements avec des dimensions non standard, des matériaux de cage spécifiques, des jeux personnalisés ou des configurations spécifiques à une application.

BMT possède une expérience dans le développement de roulements non standard, qui remonte à ses premières activités de fabrication de roulements. L'entreprise peut évaluer des dessins, des échantillons, des exigences d'application et des spécifications techniques pour des projets de roulements personnalisés.

Pour un projet OEM ou de remplacement, les clients peuvent fournir :

1. Modèle de roulement existant ou numéro de pièce

2. ID, OD et taille

3. Modèle de turbocompresseur

4. Dimensions de l'arbre

5. Vitesse de fonctionnement maximale

6. Température de fonctionnement à la position du roulement

7. Méthode de lubrification

8. Matériel de cage requis

9. Quantité requise et demande annuelle

10. Dessin ou échantillon, si disponible

Ces informations aident les ingénieurs à déterminer si un modèle existant est adapté ou si une conception personnalisée est requise.

Applications typiques

Ces configurations de roulements à grande vitesse peuvent être utilisées dans les ensembles de turbocompresseurs associés aux applications des séries GT et GTX, notamment :

· Turbocompresseurs pour véhicules de tourisme

· Turbocompresseurs pour véhicules utilitaires

· Réparation et remise à neuf de turbocompresseurs automobiles

· Systèmes de turbocompresseur performants

· Composants de remplacement du turbocompresseur

· Assemblages rotatifs à grande vitesse

Le modèle spécifique doit toujours être adapté à la conception du turbocompresseur correspondant plutôt que sélectionné uniquement en fonction du type de véhicule ou des dimensions nominales.

Foire aux questions

Qu’est-ce qui différencie ces roulements des roulements conventionnels ?

Les roulements du turbocompresseur fonctionnent à des vitesses de rotation plus élevées et dans des conditions thermiques et de lubrification plus exigeantes. Leur conception nécessite donc une prise en compte plus stricte du jeu, de l'état de surface, de la construction de la cage, de la lubrification et de la précision dimensionnelle.

Quelle est la vitesse maximale des modèles disponibles ?

Parmi les modèles répertoriés, le HP5.218G34.2 a la vitesse limitée la plus élevée à 180 000 tr/min. D'autres modèles sont évalués à 150 000, 120 000, 100 000 ou 80 000 tr/min selon leurs spécifications individuelles.

Tous les modèles sont-ils homologués pour 600°C ?

Les spécifications fournies indiquent une température limitée à 600 °C pour les six modèles. Toutefois, cela ne doit pas être interprété comme une température de fonctionnement des roulements universels. La température réelle admissible dépend de la position du roulement, du matériau de la cage, du lubrifiant, de la vitesse, de la charge et des conditions de refroidissement.

Les cages PEEK peuvent-elles être utilisées pour les applications de turbocompresseurs à grande vitesse ?

Oui, les configurations de cage PEEK peuvent être utilisées pour certaines applications à grande vitesse. Cependant, le choix de la cage doit prendre en compte la vitesse, la température, la lubrification, la charge mécanique et la conception spécifique du roulement.

BMT peut-il fabriquer des roulements de turbocompresseur non standard ?

Oui. BMT possède de l'expérience dans le développement de roulements non standard et peut évaluer les dimensions personnalisées, les matériaux des cages, les jeux et les exigences d'application en fonction des dessins, des échantillons ou des spécifications techniques du client.

Comment dois-je choisir entre HP60G01 et HP0822G07 ?

Les deux modèles ont un diamètre intérieur de 8 mm, un diamètre extérieur de 22 mm, une vitesse limitée de 150 000 tr/min et sont spécifiés pour les applications GT25R, GT28R, GT30R et GT35R. Leur principale différence dimensionnelle est la hauteur : le HP60G01 mesure 53,73 mm, tandis que le HP0822G07 mesure 41,95 mm. Le choix correct doit donc être confirmé par rapport au montage du turbocompresseur et aux dimensions d'installation.

Le jeu des roulements affecte-t-il les performances du turbocompresseur ?

Oui. Le jeu affecte la formation du film d'huile, la génération de chaleur, le mouvement de l'arbre et la stabilité du rotor. Un jeu excessif ou insuffisant peut causer des problèmes, c'est pourquoi la valeur appropriée doit être déterminée à partir des conditions de l'arbre, du boîtier, de la température, de la vitesse et de la lubrification.

Puis-je commander des échantillons avant la production en série ?

Un exemple d’évaluation peut être organisé pour des projets appropriés. En fournissant les exigences existantes en matière de roulements, de dessins, de modèles de turbocompresseurs ou de dimensions, BMT peut confirmer les spécifications appropriées avant une production en plus grand volume.