Un roulement, qu’il soit à billes ou à rouleaux, est un dispositif mécanique destiné à permettre à une pièce de tourner par rapport à une autre selon un axe de rotation bien défini. On retrouve ce type de dispositif dans de nombreux produits du quotidien comme les trottinettes, les fameux hand-spinners ou encore dans les machines à café, mais ils sont aussi très prisés sur le marché de l’automobile. En effet, ils sont utilisés par les constructeurs pour réduire les frictions entre les pièces mobiles d’un véhicule, voiture ou camion. Pour ce type d’utilisation, ce sont les roulements à billes qui sont préconisés. Zoom sur ce dispositif phare de l’industrie.
Comment fonctionne un roulement à billes ?
Un roulement à billes se présente généralement sous la forme de deux bagues coaxiales entre lesquelles sont placées des billes légèrement lubrifiées et maintenues espacées par une cage. Les matériaux employés pour concevoir un roulement dépendent de son application future. L’acier et la céramique sont cependant des matériaux phares, car ils sont très résistants à la compression.
Le roulement n’étant pas étanche, il faut veiller à le protéger de la poussière qui pourrait s’y loger, accélérant son usure et diminuant son rendement. Pour garantir l’étanchéité des roulements, certains fabricants incluent des flasques, des joints frottants, des joints non-frottants et/ou des joints de faible couple. Cela permet d’éviter de veiller régulièrement sur son dispositif.
Les roulements subissent une usure par fatigue. Leur durée de vie est définie par la théorie de Hertz et représente le nombre de tours qu’ils peuvent effectuer avant que n’apparaissent les premiers signes d’usures. A noter, un excès de lubrifiant rend le mouvement plus difficile et provoque un échauffement très préjudiciable. Il faut donc éviter cet excès.
La norme ABEC permet de mesurer la qualité des roulements. Elle est cependant progressivement remplacée par une norme ISO.
Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Roulement_mécanique
Les différentes familles de roulements à billes
Il existe différentes familles de roulements à billes, que l’on peut distinguer par leur forme et la disposition des éléments roulants. Chaque modèle possède ses propres performances et est donc destiné à un usage spécifique. Voici les différentes familles de roulements à billes.
Roulement à billes à contact radial (ou droit). Aussi appelé roulement rigide à bille, il s’agit du dispositif le plus courant. Ils ne tolèrent que des charges axiales modérées mais peuvent admettre un rotulage compris entre 2 et 16°. Ce sont donc les roulements les plus compacts du marché et ainsi les meilleurs pour l’automobile.
Roulement à rotule sur billes. Auto-alignant, ce type de roulement est doté d’une double rangée de billes. Le chemin extérieur est sphérique, permettant un rotulage important de 2 à 4°.
Roulement à billes à contact oblique. Ici, l’axe de rotation des billes est incliné par rapport au plan normal. Cela permet au roulement de subir des efforts axiaux importants, mais uniquement dans un sens. Il existe également des roulements à contact oblique à double rangée de billes, qui acceptent alors des charges axiales importantes dans les deux sens. Aucun rotulage n’est par contre possible.
Butée à billes. Les butées ne supportent que des efforts axiaux. Elles sont utilisées en suppléments d’autres roulements qui supportent eux des charges radiales. Il existe des butées à simple effet, qui supportent des charges que dans un seul sens, et les butées à double effet, qui supportent des charges dans les deux sens. Elles ne supportent que de faibles vitesses de rotation.
Ces dispositifs à billes se retrouvent facilement chez n’importe quel fabricant de roulement. A savoir, SKE, Schaeffler, JTEKT, Timken Company, NSK Ltd et NTN-SNR sont les leaders du roulement et représentent à eux seuls environ 60% du marché mondial.