Les roulements

Fonction d’un roulement :

Le roulement est un organe qui a pour fonction d’assurer une liaison mobile entre deux éléments d’un mécanisme en rotation. Les roulements sont soumis à des charges axiales, radiales, une vitesse de rotation maximum et un défaut d’alignement entre l’arbre et son logement.

Familiarisation avec un roulement

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1 : Bague extérieure

2 : Corps roulants ( billes, rouleaux cylindriques, rouleaux coniques, aiguilles )

3 : Chemin de roulement

4 : Cage

5 : Bague intérieure

La normalisation

Les roulements, quelque soit la marque, ont des normes dimensionnelles.

1 : Tous types sauf roulements à rouleaux coniques et butées.

2 : Roulements à rouleaux coniques
3 : Butées

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d : Alésage
D : Diamétre
B : Largeur
C : Largeur de la bague extérieure
T : Largeur totale d’encombrement
r : Rayon de l’arrondi
a : Angle de contact

Il existe trois types principaux de roulements :

  • à billes
  • à rouleaux (qui peuvent être soit cylindriques, doit coniques)
  • à aiguilles

Les billes ou les rouleaux circulent entre deux bagues qui servent de chemin de roulement. Les roulements à aiguilles sont un cas particuliers car ils n'ont qu'une bague extérieure, voir même pas de bague du tout. 

Les roulements à billes sont prévus pour supporter uniquement des charges radiales. Pour des dimensions identiques, les roulements à rouleaux cylindriques peuvent supporter des charges radiales beaucoup plus importantes que les roulements à billes. En contrepartie ils tournent moins vite. De leur côté, les roulements à rouleaux coniques peuvent supporter des charges axiales et radiales. Il existe aussi, pour des charges radiales peu importantes, des roulements à billes à contacts obliques. Cependant on leur préfère en général les roulements à rouleaux coniques. 

A côté de ces roulements classiques, il existe un grand nombre de roulements particuliers conçus pour des usages spéciaux. Ainsi sur les Panhard, les têtes de bielles étaient montées avec des roulements qui comportaient entre deux rouleaux "porteurs" un petit rouleau "inverseur" maintenu dans une cage. On supprimait ainsi les frottements entre les rouleaux "porteurs". 

Citons aussi les roulements dit "à rotule" qui comportent deux rangées de rouleaux en forme de tonneaux. La bague extérieur des ces roulements est conçu de telle sorte que les rouleaux peuvent basculer et permettre un désaxage de la bague intérieure par rapport à la bague extérieure. 

PRINCIPE DE BASE 

Le montage est différent selon que l'arbre est fixe (cas d'une fusée de roue) ou tournant (cas d'un arbre de boite). Dans tous les cas la bague qui se trouve sur la partie fixe doit être montée serrée et celle qui se trouve sur la partie tournante doit être montée coulissante. 

ARBRE FIXE : la bague extérieure est montée serrée alors que la bague intérieure est montée coulissante. 

ARBRE TOURNANT : la bague extérieure est montée coulissante alors que la bague intérieure est montée serrée.

Tout effort anormal lors du montage provoque une détérioration du roulement.

MONTAGE DES ROULEMENTS 

Tout d'abord on prend soin de huiler les portées devant recevoir le roulement.

Ensuite on commence toujours par la partie qui doit être montée serrée.

La pression nécessaire à l'emmanchement du roulement doit se faire exclusivement sur la bague qui est montée serrée.

Dans la mesure du possible on préféra un montage à la presse qui permet d'appliquer un effort lent et continue plutôt qu'un montage par choc.

Dans tous les cas on interposera une pièce de dimensions et forme appropriée entre le piston de la presse ou le marteau.

Surtout toujours contrôler que le roulement rentre bien droit dans son logement ou sur l'arbre (selon le cas). Toute mise en travers risque de provoquer des dégâts irrémédiables même si ils ne sont pas immédiatement visibles (rupture du roulement). 

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PARTICULARITE DES ROULEMENTS CONIQUES : ils sont toujours montés par deux en opposition. Ils doivent être serrés au couple prescrit par le constructeur pour laisser un jeu nécessaire au bon fonctionnement. Trop serrés, ils vont chauffer et se détériorer rapidement, pas assez serré l'arbre qu'ils supportent ne serra pas centré et guidé correctement et l'ensemble se détériorera.

Si vous ne connaissez pas couple de serrage (cas d'un véhicule ancien), il existe chez les fabricants des tables indiquant les serrages préconisés selon l'usage.

Dans tous les cas il faut éviter de "bloquer" les roulements coniques en les serrant trop fortement.

Analysons le camembert ci-dessous :

On peut voir que 70% des causes d’usure sont dû à la mauvaise lubrification (mauvais lubrifiant, mauvaise quantité et fréquence, ainsi que la façon de mettre en place la lubrification).

- 10 % à cause d’un montage incorrect ( jeu, ajustement, mauvais montage, trop chauffé ).
- 18 % à cause de la pollution (liquide, particules)
- 2 % restants pour la corrosion par exemple

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La lubrification

Comme on vient de le voir, la lubrification tient un rôle très important pour un roulement, pour la durée de vie et les performances de celui-ci.

L’huile

On utilisera de la lubrification à l’huile lorsque le roulement est déjà dans un système déjà lubrifié à l’huile tel que les réducteurs ou autres boîte de vitesse.

Les avantages de l’huile :

- Vitesse élevée possible
- Refroidissement du roulement
- Faible frottement
- durée de vie plus élevée

Les inconvénients :

- Le risque de pollution élevé

Le choix de l’huile se fait en fonction du roulement, en général on se renseigne auprès du fournisseur du roulement qui saura vous conseiller l’huile qu’il vous faut suivant un cahier des charges.

La graisse

On utilisera la graisse pour des roulements étanches ou bien graissé à vie.

Les avantages :

- Graissage automatique possible
- Facilité de mise en place
- Étanchéité
- Graissage à vie possible
- Peu de risque de pollution

Comme pour l’huile, renseignez vous auprès du fournisseur du roulement pour connaitre le type de graisse à utiliser pour votre roulement.

Il existe des graisseurs automatiques.

L’avantage de ces système c’est qu’ils ont un débit régulier, temps entre les interventions rallongé, certains sont programmables (débit, arrêt et reprise possible).

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