1. Ajustements résultants
Pour les roulements, il est nécessaire de fixer des bagues intérieure et extérieure sur l'arbre ou dans le logement afin d'éviter tout mouvement relatif entre les surfaces de montage pendant le fonctionnement ou sous charge. Ce mouvement relatif entre les surfaces de contact du roulement et l'arbre ou le logement peut se produire dans une direction radiale, une direction axiale ou dans le sens de la rotation. Les types d'ajustements résultants comprennent les ajustements serré, de transition et libre, qui décrivent s'il y a ou non une interférence entre le roulement et l'arbre ou le logement.
La manière la plus efficace de fixer les surfaces de contact entre un roulement et l'arbre ou le logement est d'appliquer un « ajustement serré ». L'avantage d'un ajustement serré pour les roulements à paroi mince est qu'il permet de supporter une charge uniforme sur toute la circonférence de la bague sans perte de capacité de charge. Cependant, avec un ajustement serré, la facilité d'installation et de démontage est perdue ; et lorsque l'on utilise un roulement non séparable comme roulement côté flottant, le déplacement axial n'est pas possible. Pour cette raison, un ajustement serré ne peut pas être recommandé dans tous les cas.
2. La nécessité d'un bon ajustement
Dans certains cas, un mauvais ajustement peut entraîner des dommages et réduire la durée de vie des roulements. Il est donc nécessaire de choisir avec soin le bon ajustement. Certaines défaillances possibles des roulements causées par un mauvais ajustement sont énumérées ci-dessous.
- Fissuration du chemin de roulement, écaillage précoce et déplacement du chemin de roulement
- Abrasion du chemin de roulement et de l'arbre ou du logement causée par le fluage et la corrosion de contact
- Grippage causé par des jeux internes négatifs
- Augmentation du bruit et détérioration de la précision de rotation en raison de la déformation des gorges des chemins de roulement
Veuillez vous reporter à la rubrique « 16. Détérioration des roulements et mesures correctives » pour des informations concernant le diagnostic de ces affections.
3. Sélection adaptée
Le choix d'un ajustement approprié dépend d'une analyse approfondie des conditions de fonctionnement des roulements, y compris la prise en compte de :
- Matériau de l'arbre et du logement, épaisseur des parois, précision du fini de surface, etc.
- Conditions de fonctionnement des machines (nature et importance de la charge, vitesse de rotation, température, etc.)
3.1. « Ajustement serré » ou « Ajustement libre »
(1) Pour les bagues de roulement soumises à des charges tournantes, un ajustement serré est nécessaire. (Voir le tableau 7.1) « Chemins de roulement sous charges tournantes » désigne les chemins de roulement recevant des charges tournant par rapport à leur direction radiale. Pour les bagues de roulement sous charges statiques, en revanche, un ajustement libre est suffisant. (Example) Charge tournante de la bague intérieure = la direction de la charge radiale sur la bague intérieure tourne relativement
(2) Pour les roulements non séparables, tels que les roulements à billes à gorge profonde, il est généralement recommandé de donner à la bague intérieure ou à la bague extérieure un ajustement libre.
3.2. Ajustements recommandés
L'ajustement des roulements est régi par les tolérances choisies pour les diamètres des arbres de roulements et les diamètres des alésages des logements. Les ajustements largement utilisés pour les roulements à tolérance de classe 0 et les différentes tolérances de diamètre d'arbre et d'alésage de logement sont indiqués à la Fig. 7.1. Les ajustements standard généralement utilisés pour la plupart des types de roulements et des conditions de fonctionnement sont indiqués dans les tableaux 7.2 à 7.7.
Tableau 7.2 : Ajustements pour les roulements radiaux
Tableau 7.3 : Ajustements pour les paliers de butée
Tableau 7.4 : Ajustements aux roulements des moteurs électriques
Tableau 7.6 : Ajustements pour les roulements à rouleaux coniques de la série en pouces (ANSI/ABMA CLASSE 4)
Tableau 7.7 : Ajustements pour les roulements à rouleaux coniques de la série en pouces (ANSI/ABMA CLASSE 3, CLASSE 0)
Tableau 7.5 montre les ajustements et leurs valeurs numériques.
Pour les ajustements ou applications spéciales, veuillez consulter NTN Engineering.
3.3. Valeurs minimale et maximale de l'interférence
Les points suivants doivent être pris en compte lorsqu'il est nécessaire de calculer l'interférence pour une application :
- En ce qui concerne les valeurs minimales,
- l'interférence est réduite par les charges radiales
- l'interférence est réduite par les différences entre la température des roulements et la température ambiante
- l'interférence est réduite par la variation de la surface de contact
- l'interférence est réduite par la déformation
- La valeur limite supérieure ne doit pas dépasser 1/ 1 000 du diamètre de l'arbre. Les calculs d'interférence requis sont indiqués ci-dessous.
(1) Variation et interférence de la surface de contact
L'interférence diminue car la surface de contact est adoucie par l'ajustement qui en résulte (la rugosité de la surface est réduite). L'ampleur de la diminution des interférences dépend de la rugosité des surfaces de contact. Il est généralement nécessaire de prévoir la diminution des interférences suivantes.
Pour les arbres polis : 1,0 à 2,5 μm
Pour les arbres usinés : 5,0 à 7,0 μm
L'interférence, y compris cette diminution, est appelée interférence effective.
(2) Charges radiales et interférences requises
L'interférence de la bague intérieure et de l'arbre diminue lorsqu'une charge radiale est appliquée sur le roulement. L'interférence requise pour le montage sur des arbres pleins est exprimée par les formules (7.1) et (7.2) pour chaque condition de charge.
Applications générales (Fr ≦ 0,3C0r)
ΔdF = 0,08(d・Fr / B)1/2 N ············ (7.1)
Dans des conditions de charge élevée (Fr > 0,3 C0r)
ΔdF = 0,02(Fr / B) N ············ (7.2)
Où :
ΔdF : Interférence effective requise en fonction de la charge radiale μm
d : Alésage du roulement en mm
B : Largeur de la bague intérieure en mm
Fr : Charge radiale réelle, N
C0r : Charge statique de base N Pour les arbres pleins, veuillez contacter NTN Engineering
(3) Différence de température et interférences requises
L'interférence entre les bagues intérieures et les arbres en acier est réduite en raison des élévations de température (différence entre la température du roulement et la température ambiante,Δ T) causées par la rotation du roulement. Le calcul de la quantité minimale d'interférence requise dans de tels cas est indiqué dans la formule (7.3).
ΔdT = 0,0015・d・ΔT ···················· (7.3)
ΔdT : Interférence efficace requise pour la différence de température μ m
Δ T : Différence entre la température de la bague intérieur et la température ambiante °C
d : Alésage du roulement en mm
(4) Interférence maximale
Lorsque les bagues de roulement sont installées avec un ajustement de serrage, une contrainte de traction ou de compression peut se produire le long de leurs chemins de roulement. Si l'interférence est trop importante, cela peut endommager les bagues et réduire la durée de vie des roulements. La contrainte maximale due à l'ajustement qui en résulte ne doit pas dépasser environ 127 MPa pour des raisons de sécurité. Si cette valeur doit être dépassée, consultez NTN Engineering.
Voir la section « 17.4 Pression résultante sur la surface de montage » pour la méthode de calcul de la contrainte maximale due à l'ajustement résultant.
(5) Modification du montant de l'interférence lorsque des matériaux autres que l'acier sont utilisés pour les arbres et les logements
Lorsque des matériaux autres que l'acier sont utilisés pour les arbres et les logements, les ajustements entre la bague intérieure et l'arbre et entre la bague extérieure et le logement changent en raison de la différence de coefficient de dilatation de chaque matériau lorsque la température augmente pendant la rotation du roulement. Par conséquent, il est nécessaire de définir l'ajustement résultant en tenant compte des coefficients de dilatation. La formule de calcul de la modification de l'interférence est présentée ci-dessous.
ΔdTE = (α1‒ α2 ) × d × ΔT
ΔdTE : Modification de l'interférence causée par la différence des coefficients de dilatation mm
α 1 : Coefficient de dilatation des roulements 1/°C
α 2 : Coefficient de dilatation de l'arbre et du logement 1/°C
d : Dimension de référence de l'ajustement résultant mm
Δ T : Élévation de la température par rotation des roulements °C
(Coefficient d'expansion : Voir le tableau 13.19 dans « 13. Matériaux des roulements ».
3.4 Autres détails
(1) Il est recommandé d'utiliser des ajustements de serrage importants,
- Conditions de fonctionnement avec de fortes vibrations ou des chocs
- Applications utilisant des arbres creux ou des logements à parois minces
- Applications utilisant des logements en alliages légers ou en plastique
(2) Il est préférable d'utiliser de petits ajustements de serrage,
- Applications nécessitant une grande précision de fonctionnement
- Applications utilisant des roulements de petite taille ou à paroi mince
(3) Il faut également tenir compte du fait que la sélection de l'ajustement aura un effet sur la sélection du jeu interne du roulement. (voir page A-88.)
(4) Un type d'ajustement particulier est recommandé pour les roulements à rouleaux cylindriques de type SL. (voir page C-67.)
(5) Les dimensions des roulements sont mesurées
