ROTATION. Guidage en rotation : Solution constructive réalisant une liaison pivot entre deux ensembles mobiles.

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1 FONCTIONS CONTRAINTES FONCTION PRINCIPALE GUIDAGE EN ROTATION LES ROULEMENTS COURS Condition de réalisation : A partir de tout ou partie du C.d.C.F. d un produit et d éventuelle(s) ébauche(s) de solutions (schéma cinématique, croquis, descriptif ). Objectif : Concevoir un ou des guidages en rotation : Choix des roulements ; mise en place des différents solutions assurant les arrêts axiaux et radiaux ; calcul de la durée de vie du guidage. Connaissances associées : Typologie des roulements ; modèles des liaisons théoriques associées (schéma d architecture) ; Algorithme associé au calcul de la durée de vie des roulements montés sans précharge. LE GUIDAGE EN ROTATION 1/ EXPRESSION FONCTIONNELLE ET CRITERES ASSOCIES 1.1/ DEFINITION : Guidage en rotation : Solution constructive réalisant une liaison pivot entre deux ensembles mobiles. 1.2/ VOCABULAIRE ASSOCIE : Le guidage en rotation est réalisé par deux composants porteurs des surfaces fonctionnelles du guidage en rotation que l on appelle arbre et logement. L arbre est la partie contenue du guidage et le logement la partie contenante. En termes de mobilités, en prenant le bâti comme référentiel, l arbre peut tourner dans le logement qui est fixe ou inversement le logement peut tourner sur un arbre fixe. 1.3/ EXPRESSION FONCTIONNELLE : FP1 : Guider en rotation deux ensembles FC1 : Résister aux agressions du milieu environnant FC2 : Faciliter les opérations de maintenance FC3 : Être esthétique à l œil de l utilisateur (si visible) FC4 : Être silencieux FC5 : S intégrer dans le système en ayant un encombrement compatible au volume disponible Ensemble tournant Ensemble fixe Milieu environnant FC1 GUIDAGE EN FP1 ROTATION FC5 FC2 Reste du mécanisme FC4 Personnel de maintenance FC3 Utilisateur du produit 1.4/ CARACTERISATION DES FONCTIONS DE SERVICE : FONCTIONS CRITERES NIVEAU Guider en rotation l ensemble tournant par rapport à l ensemble fixe Précision de la mise en position sur les 5 mobilités supprimées Résistance aux efforts transmis et rigidité. Supporter la fréquence de rotation Jeu axial et radial en m Angle de rotulage en degrés Intensité des actions mécaniques en N et N.m et déformation en m Fréquence en tr/min Faciliter la mobilité en rotation Rendement du guidage en % Résister au milieu environnant Résistance aux agressions atmosphériques et chimiques Temps de résistance Durée de vie En heures ou nombre de tours Faciliter les opérations de maintenance Temps nécessaire au montage démontage Nécessité ou non d outils spécifiques pour le montage démontage Temps en secondes / minutes Nombre d outils nécessaires. Être esthétique Plaire au plus grand nombre Pourcentage de personnes satisfaites Être silencieux Bruit émis Niveau sonore en décibels. Avoir un encombrement réduit Espace entre les pièces voisines Distance en mm Cours - Les Roulements.docx 1/16 Créé le 17/03/2013 2:26 M.A.J. le 26/03/ :07

2 2/ REALISATION D UN GUIDAGE EN ROTATION 2.1/ TOPOLOGIE DES SOLUTIONS REALISANT LA FONCTION GUIDER EN ROTATION : Réaliser un guidage en rotation entre deux ensembles consiste à supprimer 5 mobilités (3 translations + 2 rotations) en mettant en contact (direct ou indirect) une ou plusieurs surfaces fonctionnelles du logement et de l arbre tout en facilitant la mobilité en rotation (lubrification, éléments roulants ). Mettre en position les 2 ensembles Contact cylindrique + plan Contact conique Maintenir en position les 2 ensembles Anneaux élastiques, écrous, frettage Guider en rotation Surfaces usinées Faciliter la mobilité en rotation Coussinet Interposition d un film de lubrifiant Paliers lisses Paliers fluides Roulements, douilles, cages Interposition d éléments roulant 2.2/ LES PALIERS D UN GUIDAGE EN ROTATION : Un guidage en rotation est toujours réparti de façon discontinue à sur l arbre et le logement. Cette répartition du guidage en rotation se fait avec des sous-ensembles que l on appelle palier. Exemples : Guidage en rotation avec un contact cylindrique long, donc : difficile à usiner, difficile à monter, coûteux. Guidage en rotation avec un contact cylindrique court, donc : grand rotulage et ne peut pas supporter d efforts de déversement. Guidage en rotation avec deux paliers, solution qui combine les avantages des 2 solutions précédentes sans les inconvénients Un guidage en rotation est généralement réalisé par deux paliers. En effet, l utilisation d un seul palier ne permet pas de supporter les efforts de déversement. L utilisation de plus de deux paliers n est pas exclue, mais doit se justifier par une recherche d une rigidité car il est difficile d usiner des logements de paliers qui soient parfaitement concentriques. Cours - Les Roulements.docx 2/16 Créé le 17/03/2013 2:26 M.A.J. le 26/03/ :07

3 2.3/ COMPORTEMENT ET MODELISATION D UN PALIER : COURS MECANIQUE APPLIQUEE : GUIDAGE EN ROTATION - LES ROULEMENTS Un palier du point du vue cinématique et des efforts transmis se comporte : soit comme une liaison rotule s il assure l arrêt axial, soit comme une liaison linéaire annulaire s il n assure pas l arrêt axial. En effet, tout palier comporte un angle de rotulage qui est certes faible, mais qui ne doit jamais être atteint lors du montage. Donc cinématiquement un palier est assimilable à une rotule ou une linéaire annulaire. D un point de vue statique les paliers sont généralement incapables de transmettre un moment, mais seulement une résultante sous peine d être très rapidement détérioré. Un palier se modélise comme une rotule s il assure l arrêt axial, une linéaire annulaire s il n assure pas d arrêt axial. Si un palier assure l arrêt axial de façon unidirectionnel on le modélise par une demi-rotule. Dans un guidage en rotation un seul palier doit assurer l arrêt axial. En effet si les deux paliers assuraient l arrêt axial il faudrait réaliser des usinages précis et coûteux pour que l assemblage se fasse sans problème. Dans un guidage en rotation un seul des deux paliers doit assurer l arrêt axial dans un sens. Solution à privilégier Solutions plus délicates mais acceptées 2.4/ MONTAGE EN CHAPE ET MONTAGE EN PORTE-A-FAUX : La réalisation d un guidage en rotation se fait généralement avec deux paliers. La charge (=action mécanique appliquée sur l arbre ou le logement) doit de préférence être située entre les deux paliers, on parle alors de montage en chape. Dans la configuration en chape, la charge se distribue sur les deux paliers. Si la charge n est pas située entre les deux paliers, on parle de montage en porte-à-faux. Ce montage est à éviter car, par effet de bras de levier, le palier le plus proche de la charge supporte une action qui est plus intense que la charge appliquée. R R Montage en chape Montage en porte-à-faux Y R G ; R D R D L R D 2.R C Montage chape X R C R G x R C R C/2 0 Montage porte à faux L/2 L 2.L X Dans un montage à deux paliers, c est le palier qui est le plus proche de la charge, qui supporte l effort le plus important. Dans un montage en chape, le palier le plus proche de la charge supporte une action inférieure à la charge. Par contre dans un montage en porte-à-faux l action encaissée par le palier est supérieure à la charge. -R C R G Cours - Les Roulements.docx 3/16 Créé le 17/03/2013 2:26 M.A.J. le 26/03/ :07

4 LES ROULEMENTS 3/ TYPOLOGIE & DESIGNATION DES ROULEMENTS 3.1/ GENERALITES ET ELEMENTS CONSTITUTIFS DES ROULEMENTS : Les roulements permettent de substituer la résistance au frottement par la résistance au roulement et donc de réduire fortement la résistance à l avancement. Ainsi les roulements peuvent supporter des charges bien plus importantes et atteindre des vitesses de l ordre de tr/min et cela avec un excellent rendement. Leur production en grande série et leur normalisation permet une production à un coût relativement bas au regard des performances offertes. 3.2/ TYPOLOGIE ET CLASSIFICATION DES ROULEMENTS : Les roulements sont caractérisés : Par le type des éléments roulants : Billes ; rouleaux cylindriques ; rouleaux coniques ; rouleaux sphérique, aiguilles. Par le nombre de rangés d éléments roulant : 1 ou 2 rangées. Par la nature du contact éléments roulants sur chemin de roulement : Contact radial ; oblique ; sphérique. Ces différents caractéristiques morphologiques leurs confères différents capacités : Capacité à supporter les efforts radiaux ; axiaux ; combinés. Capacité à supporter des efforts en intensité. Capacité de tourner à des fréquences élevées. Aptitude à prendre ou pas du déversement (rotulage). Cours - Les Roulements.docx 4/16 Créé le 17/03/2013 2:26 M.A.J. le 26/03/ :07

5 PRINCIPAUX ROULEMENTS : Cours - Les Roulements.docx 5/16 Créé le 17/03/2013 2:26 M.A.J. le 26/03/ :07

6 3.3/ INTERCHANGEABILITE DES ROULEMENTS ET SERIES Les normes des roulements imposent l interchangeabilité dimensionnelle entre les roulements de même symbole quel que soit le fabricant. Cette interchangeabilité est garantie par des valeurs et des tolérances portant sur les dimensions d encombrement : d, D, B, r, T, C, mais aussi sur les conditions d interchangeabilité entre les éléments séparables des roulements à rouleaux cylindriques ou coniques : cotes E et F et angle de cuvette α. L interchangeabilité des butées à billes ou à rouleaux n est pas normalisée. 3.4/ DESIGNATION DES ROULEMENTS LES SERIES DIMENSIONNELLES : Afin de faciliter la mise en œuvre des l interchangeabilité les roulements sont regroupés en série dimensionnelles (Série sur le diamètre intérieures «d» ; Série sur les largeurs «B»). La désignation des roulements repose également sur cette notion de série. LE SYSTEME DE DESIGNATION DES ROULEMENTS : Les roulements étant interchangeables, il est normal, bien qu aucune norme internationale ne l impose, qu ils présentent la même désignation pour le même type dans les mêmes dimensions. La désignation, ou symbole, des roulements la plus universellement employée comprend plusieurs caractères, de 3 à 7 caractères. Le premier caractère est le code du type, les deux derniers caractères représentent le code de l alésage, c est-à-dire la dimension de base du roulement à partir de laquelle se fait généralement le choix de ses autres dimensions. Roulement à billes (symbole à 4 caractères) Roulements à rouleaux & butées (symbole à 5 caractères CODE DU TYPE DESIGNATION Roulements à rotule sur billes, largeur normale Roulements à rotule sur billes, grande largeur Roulements à billes à contact oblique à 2 rangées Roulements à billes à contact radial à 2 rangées Roulements à billes à contact radial à 1 rangée de billes Roulements à billes à contact oblique à 1 rangée de billes CODE DU TYPE N DESIGNATION Roulements et butées à rouleaux sphériques Roulement à rouleaux coniques Butées à billes Roulements à rouleaux cylindriques Cours - Les Roulements.docx 6/16 Créé le 17/03/2013 2:26 M.A.J. le 26/03/ :07

7 3.5/ EXEMPLES DE ROULEMENTS SPECIFIQUES Le développement à grande échelle des roulements (il s en produit pour 11 milliards d euros/an dans le monde) conduit à les distinguer en deux grandes catégories : Les roulements normalisés, polyvalents et fabriqués dans tous les pays industrialisés ; l autre catégorie est constituée de roulements spécifiques conçus et optimisés pour des applications particulières et fabriqués sur un nombre réduit de sites dans le monde : par exemple, roulements de laminoirs, de turboréacteurs, de roues de voitures. Les roulements à rouleaux croisés (c), dont le principe de Roulements spécifiques pour moyeux de roues de voitures conception rejoint celui du roulement à billes à 4 points de contact. Leur construction est réalisée avec des rouleaux cylindriques à axe croisé à 45 disposés sur le même diamètre primitif. Celui-ci est grand, supérieur à 100 mm, de sorte que ce type de roulements constitue un double palier (deux lignes de charge à 45 ) de forte capacité de charge tant radiale qu axiale dans une faible section d encombrement. Ces roulements sont préchargés, ce qui leur confère une grande rigidité au déversement mais une vitesse de rotation faible (quelques tours par minute). Cours - Les Roulements.docx 7/16 Créé le 17/03/2013 2:26 M.A.J. le 26/03/ :07

8 4/ REGLES DE MONTAGE DES ROULEMENTS & SOLUTIONS ASSOCIES 4.1/ FIXATION RADIALES DES ROULEMENTS LE PHENOMENE D OXYDATION SOUS CHARGE DES BAGUES : Sous l action de la charge radiale, une bague de roulement en rotation est «laminée» entre les corps roulants et sa portée. Si les deux pièces bague en rotation et portée ne sont pas solidaires l une de l autre, elles roulent l une sur l autre d un mouvement cycloïdal. Dans ce cas, les portées, qui sont en matériaux en général moins durs que le roulement, subissent une usure due à cet effet de laminage il y a décollement de la couche d'oxydation. Les particules d'oxydes de fer (ou d'aluminium dans le cas de carter en aluminum) très abrasives viennent user les portées d'où destruction rapide par prise de jeu. Ce phénomène est appelé corrosion sous charge. Pour éviter ce phénomène, il faut «serrer» la bague tournante par rapport à la charge dans sa portée, de façon à rendre les deux pièces solidaires. COURS MECANIQUE APPLIQUEE : GUIDAGE EN ROTATION - LES ROULEMENTS La bague tournant par rapport à la direction de la charge doit être montée avec un ajustement serré sur sa portée. LES AJUSTEMENTS DES BAGUES INTERIEURE ET EXTERIEURE : Cours - Les Roulements.docx 8/16 Créé le 17/03/2013 2:26 M.A.J. le 26/03/ :07

9 4.2/ EXEMPLES DE SOLUTIONS CONSTRUCTIVES ASSURANT LES ARRETS AXIAUX DES ROULEMENTS : Cours - Les Roulements.docx 9/16 Créé le 17/03/2013 2:26 M.A.J. le 26/03/ :07

10 5/ CALCUL DE LA DUREE DE VIE D UN ROULEMENT 5.1/ ORIGINES & DESCRIPTION DU PHENOMENE D USURE DES ROULEMENTS En fonctionnement normal sous charge, les surfaces actives d'un roulement sont soumises à des contraintes alternées très élevées dues aux passages successifs des corps roulants sur les chemins. Les contraintes de compression peuvent Atteindre N/mm2 et les contraintes de cisaillement 1000 N/mm2. Elles finissent par créer, à plus ou moins long terme, des fissurations par fatigue de la matière. Ces fissures naissent en général en sous-couche et se propagent vers la surface. Elles provoquent alors le détachement d'écailles d'acier - phénomène qu'on appellera l'écaillage. Le chemin de roulement se trouve alors endommagé, le roulement va alors se dégrader de façon exponentielle. L'écaillage s'explique par l'imperfection de la structure de l'acier qui contient toujours des micro inclusions, lesquelles facilitent, à plus ou moins long terme, l'initialisation de la fissuration. COURS MECANIQUE APPLIQUEE : GUIDAGE EN ROTATION - LES ROULEMENTS Formation d une écaille 5.2/ MODELISATION DE LA DUREE DE VIE D UN ROULEMENT (FORMULE DE DUREE DE VIE D UN ROULEMENT) FORMULATION DE LA DUREE DE VIE D UN ROULEMENT (DEFINITION) : Pour définir la fin de vie d un roulement il faut tout d abord définir un «marqueur» matérialisant l atteinte de cette fin de vie. C est le premier signe d écaillage du roulement qui est retenu comme marqueur. On peut alors tracer la courbe de fiabilité du roulement. Pour ce faire le constructeur prend un lot de roulements prélevés produit dans les mêmes conditions et auxquels on fait subir une charge (identique en norme et direction) et vitesse de rotation également identique. La répartition de la durée vie du roulement se fait suivant une loi statistique connue (représentée par la courbe fiabilité). On constate que jusqu au point A les roulements ont une bonne fiabilité pour ensuite voire la fiabilité décroitre de façon exponentielle. C est ainsi que l on va prendre 90 %comme fiabilité F de référence, on définit ainsi la durée de vie L 10, qui est le nombre de tours que parcourent au moins 90% des roulements. LA CHARGE DYNAMIQUE DE BASE C : La durée de vie L 10 précédemment définie dépend de la charge appliquée durant les essais. On peut alors déterminer la charge dynamique de base C. La charge dynamique de base C, est la charge que l on peut appliquer à un roulement afin que la durée de vie nominale L 10 soit de de tours. Cours - Les Roulements.docx 10/16 Créé le 17/03/2013 2:26 M.A.J. le 26/03/ :07

11 VALEUR DE P SELON LE TYPE DE ROULEMENTS COURS MECANIQUE APPLIQUEE : GUIDAGE EN ROTATION - LES ROULEMENTS On peut alors calculer la calculer la durée de vie L d un roulement à partir de la formule suivante : en million de tours pour les contacts linéiques GENERALISATION DE LA FORMULE DE DUREE DE VIE POUR UN CHARGEMENT QUELCONQUE (CHARGE EQUIVALENTE) : La charge «P» est la charge dite équivalente. En effet, durant les essais qui permettent d établir la charge dynamique de base «C», le roulement est soumis à une charge «P» qui est purement radiale (et purement axial pour les butées). Si l on considère l ensemble des charges combinées (radiales + axiales) définies par les couples de valeurs F r et F a qui conduisent à une même durée L 10 d un roulement, on obtient les courbes expérimentales ci-dessous dites courbes d équidurée. Ces courbes caractéristiques de chaque type de roulement se vérifient relativement bien par la théorie. Elles permettent de définir une charge radiale équivalente P fonction des charges F r et F a qui est égale à la charge en termes de durée de vie à la charge appliquée durant l essai. De façon à en donner une formule de calcul simple qui soit facile d utilisation, ces courbes ont été remplacées par deux segments de droite qui conduisent aux expressions approchées ci-dessous De celles-ci résulte un calcul théorique de la durée nominale avec la charge radiale équivalente P ainsi calculée qui est une approximation par défaut pouvant atteindre plusieurs dizaines de pour-cent selon la valeur du rapport F a /F r. Si Si Roulements à 1 rangée de corps roulants P = F r P = X.F r + Y.F a Roulements à 2 rangées de corps roulants P = X 1.F r + Y 1.F a P = X 2.F r + Y 2.F a Avec X facteur de charge radiale, Y facteur de charge axiale, fonction de l angle de contact du roulement. Les valeurs de X, Y et e sont données dans les catalogues de roulements. Cours - Les Roulements.docx 11/16 Créé le 17/03/2013 2:26 M.A.J. le 26/03/ :07

12 5.3/ TENUE STATIQUE DES ROULEMENTS Certaines applications peuvent imposer au roulement des conditions de fonctionnement très particulières : arrêts prolongés sous charge, rotation lente sous charge, oscillations lentes sans rotation complète (pont roulant, pivot, palan, etc.). Celui-ci est alors soumis à une charge statique qui, du fait des contraintes au niveau des contacts des corps roulants avec les chemins, peut engendrer des déformations permanentes localisées nuisibles au bon fonctionnement du roulement lorsqu il est en rotation. Il est donc nécessaire de définir pour chaque roulement une charge radiale maximale admissible telle que la contrainte qui en résulte dans le roulement immobile puisse être tolérée dans la majorité des applications sans que sa durée de vie et sa rotation en soient altérées. La valeur C 0 de cette charge maximale admissible est appelée charge statique de base du roulement (ou capacité statique). La norme ISO 76 indique : «la charge statique de base est définie comme la charge radiale C 0 (axiale pour les butées) qui crée au niveau du contact (corps roulant et chemin) le plus chargé une pression de Hertz de : MPa pour les roulements et butées à billes (tous types, sauf roulements à rotule sur billes) ; MPa pour les roulements à rotule sur billes ; MPa pour les roulements et butées à rouleaux (tous types)». Dans le cas où le roulement est soumis à des charges statiques combinées telles que Fr en soit la composante radiale et Fa la composante axiale, on calcule une charge statique équivalente afin de la comparer à la capacité statique du roulement. La valeur P 0 sera la plus grande des deux valeurs obtenues à partir des formules suivantes : P 0 = F r P 0 = X 0 F r + Y 0 F a Les coefficients X 0 et Y 0 figurant dans les catalogues de fabricants de roulements. La capacité de charge statique du roulement est à considérer plus comme un ordre de grandeur qu une limite précise à ne pas dépasser. Si le roulement est soumis à des exigences normales de vitesse et de précision de rotation, il ne devra être chargé qu à environ 0,5 fois sa capacité statique. À l inverse, dans les cas de rotation lente ou d oscillations sans exigence de précision, il pourra être chargé jusqu à deux fois sa capacité statique. 5.4/ CALCUL DES ACTIONS RADIALES & AXIALES DES ROULEMENTS MODELES DES LIAISONS THEORIQUES ASSOCIES AUX ROULEMENTS : Comme on l a vu au 2.3 un seul des paliers doit assurer l arrêt axial ou les deux mais de façon unilatérale. Le roulement qui supporte les efforts axiaux sont modélisés par une rotule ou par une demi rotule (à ce moment le roulement encaisse l effort axial que dans un sens). Les roulements ouverts de type contact oblique doivent impérativement être montés en opposition suivant la configuration montage en «O» ou montage en «X» suivant la bague (intérieure ou extérieure) qui est immobilisée. Dans le cadre des roulements à contact oblique, les deux paliers supportent des efforts axiaux même si la charge appliquée sur l arbre/logement n est que radiale (voir l effet de cône induit par le contact oblique au point suivant de ce document). Cours - Les Roulements.docx 12/16 Créé le 17/03/2013 2:26 M.A.J. le 26/03/ :07

13 CALCULS DE LA CHARGE AXIALE INDUITE DES ROULEMENTS A CONTACT OBLIQUE : L inclinaison du contact entre bague sur éléments roulants dans un roulement à contacts obliques génère une actions de contact entre chaque élément roulant qui a forcement une composante axiale et radiale pour une charge P qui soit purement axiale, radiale ou quelconque. Par contre autant la résultante globale peut avoir sa composante radiale nulle par compensation de l ensemble des efforts de contact quand le roulement subit une action n ayant qu une composante purement axiale. Autant la résultante du roulement aura toujours une composante axiale, même si la charge P appliquée est purement radiale. On dit à ce moment que dans un roulement à contact oblique subit un effet de cône qui fait que toute charge F r génère une charge axiale induite que l on note Q a. Cette charge axiale induite est connue dans le cas où le roulement fonctionne avec un jeu nul et pour ce point de fonctionnement la valeur Q a = F r /2Y. Cette valeur varie peu si le roulement fonctionne avec un jeu positif. Par contre la charge axiale induite augmente avec la précharge, à ce moment la résolution du problème ne peut se faire que par l outil informatique. Dans un roulement à contact oblique, toute charge radiale F r induit une charge axiale induite Q a. La valeur de la charge induite est connue pour une fonctionnement sans ou avec jeu positif du roulement avec : ALGORITHME DE CALCUL DES EFFORTS AXIAUX D UN MONTAGE A ROULEMENTS A CONTACT OBLIQUS CHARGES RADIALEMENT : Nous avons vu précédemment que les roulements à contact oblique généraient une charge axiale induite lorsqu ils supportaient une charge radiale F r. Il en résulte que l on ne peut à priori déterminer alors les radiaux F a1 et F a2 des 2 roulements. En effet on se retrouve avec un problème hyperstatique puisque nous avons une équation du type : Seule est la charge axiale appliquée A est connue au départ. Les charges axiales des roulements F a1 et F a2 doivent être déterminée. Par convention on notera de l indice 1 le roulement qui sa charge axiale F a1 dans le même sens que la charge axiale A.On considère que le réglage théorique est à jeu nul. Au moment où les charges radiales F r1, F r2 et axiale A s appliquent sur le système. Nous savons alors que le roulement qui fonctionnera à jeu nul aura une charge axial de valeur F r /2Y, la difficulté est alors de déterminer lequel des 2 roulements fonctionne effectivement à jeu nul. Pour ce faire nous étudions les deux cas possibles afin de déterminer lequel permet de respecter les équations d équilibre : COMPOSANTES AXIALES DES ROULEMENTS F a1 F a2 Cas I Cas II Cours - Les Roulements.docx 13/16 Créé le 17/03/2013 2:26 M.A.J. le 26/03/ :07

14 A PROPOS DES GUIDAGES PRECHARGES : Afin d annuler le jeu (et donc de gagner en précision de guidage), de gagner en rigidité (c'est-à-dire minimiser les déformations/déplacements sous un effort) on peut être amené à monter les roulements et notamment les roulements à contact oblique avec une précharge (jeu négatif au montage). Cette précharge doit être appliqué avec maîtrise, car elle influence aussi sur la durée de vie des roulements (voir courbe de droite).un précharge modéré permet d augmenter la durée de vie par rapport à un montage avec jeu (sans précharge), par contre on obtient très rapidement l effet inverse une fois la durée de vie optimale dépassée (point «d» sur la courbe). COURS MECANIQUE APPLIQUEE : GUIDAGE EN ROTATION - LES ROULEMENTS 5.5/ DUREE DE VIE PONDEREE Lorsqu un roulement fonctionne dans un mécanisme selon un cycle où les conditions de fonctionnement sont variables, on calcule sa durée L P en pondérant les durées nominales calculées L i pour chaque période i où les conditions de fonctionnement (charges, vitesse, etc.) peuvent être considérées comme constantes. On utilise alors la formule : 5.6/ CHARGE PONDEREE Lorsqu un roulement fonctionne sous charges variables, on peut, pour en calculer sa durée, ramener ces charges à une charge pondérée équivalente. On décompose le cycle d utilisation du roulement en périodes où la charge appliquée sur le roulement peut être considérée comme constante, soit : P i charge pendant la période i ; a i taux d utilisation du roulement pendant la période d indice i, avec Σa i = 1 Comme la durée est fonction de la charge P par l intermédiaire du terme P n, on calcule une moyenne pondérée équivalente, d où : Cours - Les Roulements.docx 14/16 Créé le 17/03/2013 2:26 M.A.J. le 26/03/ :07

15 5.1/ ALGORITHMES ASSOCIEES AU DIMENSIONNEMENT DES ROULEMENTS Cours - Les Roulements.docx 15/16 Créé le 17/03/2013 2:26 M.A.J. le 26/03/ :07

16 5.2/ ORDRES DE GRANDEURS DE DURE DE VIE DE ROULEMENTS SUIVANT L APPLICATION DUREE DE VIE INDICATIVES Petit outillage Outillage professionnel Appareils ménagers Machines, tracteurs agricoles Automobiles, poids lourds Engins de travaux publics mobiles Appareillages hydrauliques fixes Machines de bureau et informatique Appareils manuels Laminoirs Compresseurs Machines pour matériaux de construction Concasseurs, broyeurs Réducteurs Machines textiles Machines-outils Machines d impression Machines de papeterie EN HEURES à à à à à à à à à à à à à à à à à à? Source INA 6/ SYMBOLES NORMALISES DE REPRESENTATION DES ROULEMENTS Cours - Les Roulements.docx 16/16 Créé le 17/03/2013 2:26 M.A.J. le 26/03/ :07