systeme de levage - Lycée Jean Perrin

Classe Préparatoire TSI 1ère année LT Jean PERRIN St Ouen l'Aumône
S2 Fonction de service
Roulements à billes
1- Présentation
L'objectif principal d'un roulement est de remplacer le
frottement de glissement par le frottement de roulement (qui
est plus faible) afin de diminuer les pertes énergétiques.
Matériaux : Le matériau le plus utilisé pour les bagues et les
éléments roulants est l'acier 100 Cr 6 / 100 C 6 (Acier
faiblement allié, 1% de carbone, 1,5% de chrome) est
relativement dur pour pouvoir encaisser les efforts localisés
au niveau du contact éléments roulants / bagues.
Types de roulements :
Il existe différents types d'éléments roulants :
o Billes
o Rouleaux cylindriques ou coniques
Avec ces deux types d'éléments roulants, on forme les
roulements du tableau page suivante.
o Aiguilles
2- Règles de montage
La bague qui tourne par rapport à la direction de la charge doit être montée serrée.
La bague immobile par rapport à la direction de la charge doit être montée glissante.
Exemple :
Sur le dessin ci-contre, la force modélisant
roulement
l’action mécanique s’exerçant sur la roue
dentée est fixe. L’arbre tourne.
La bague intérieure est donc tournante par
rapport à la charge et montée serrée.
La bague extérieure est donc fixe par rapport à la charge et montée glissante.
Conditions d’emploi
Bague intérieure fixe par
rapport à la direction de la
charge
Bague intérieure tournante par
rapport à la direction de la
charge ou direction non définie
roulement
Tolérance pour les arbres
Charge
Tolérance
Constante
g6
variable
h6
Faible et variable
normale
h5
j6
k6
Importante
m6
Importante avec chocs
n6
Roue dentée
force
Observation
La bague intérieure peut coulisser sur
l’arbre
La bague intérieure est ajustée avec
serrage sur l’arbre.
A partir de m5 utiliser des roulements
avec un jeu interne augmenté
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Conditions d’emploi
Bague extérieure tournante par
rapport à la direction de la charge
Direction de la charge non définie
Bague extérieure fixe par rapport
à la direction de la charge
Butée à billes
S2 Fonction de service
Tolérance pour les alésages
Charge
Tolérance
Importante avec chocs
P7
Normale ou importante
N7
Faible et variable
M7
Importante ou normale
K7
Importante avec chocs
Normale
axiale
J7
H7
H8
Observation
La bague extérieure ne peut pas
coulisser dans l’alésage
La bague extérieure peut coulisser
dans l’alésage
3- Positionnement longitudinal de l’arbre par rapport au moyeu
Règles :
1) Les bagues ajustées serrées doivent être fixées latéralement par rapport à l’arbre cela pour
un positionnement précis lors du montage (maillet, presse, dilatation thermique...).
2) Les bagues ajustées avec jeu ou montées glissantes verront leur fixation latérale tenir
compte des contraintes suivantes :
1. Éliminer toutes les translations possibles de l’arbre par rapport au logement.
2. Éviter une fixation latérale surabondante
3. Éliminer les mouvements internes parasites par exemple translation d’une bague
séparable sous l’action des charges.
3) S’il y a un risque de flexion ou de flambage de l'arbre, c'est le roulement le plus proche de la
charge qui encaisse l'effort axial. Dans les autres cas, c'est le roulement le moins chargé
radialement qui doit encaisser l'effort axial, pour équilibrer les durées de vie.
4) Une surabondance d'arrêts peut créer des surcharges sur les roulements.
Exemples d'arrêts axiaux
Entre arbre et bague intérieure
Exemples de montage
Roulements montés
serrés sur l’arbre
Roulements montés
serrés dans l’alésage
Entre alésage et bague extérieure
Montage pour arbre
court
Roulement encaissant
la charge axiale
roulement
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S2 Fonction de service
4- Les différents types de roulements
Charge admissible
Nom de
l'élément
Dessin de
l'élément
Schéma de
l'élément
radiale
Roulement à billes
à contact radial
++
Roulement à billes
à contact oblique
++
axiale
Aptitude
à la vitesse
b
+
++
++++
2 à 16'
+++
+++
++++
1 à 2'
dans un
seul sens
Roulement à deux
rangées de billes
à contact oblique
combinée
Angle de
rotulage
0
+++
++
++
++
Roulement à rotule
sur billes
+
+
+
++
2 à 4 °
Roulement à
rouleaux côniques
++++
+++
++++
+++
1 à 4'
Roulement à
rouleaux
cylindriques
++++
0
0
++++
1 à 7'
Butée à une
rangée de billes
0
++
0
+
Roulement à
aiguilles
+++
0
++
dans un
seul sens
0
0
0 à 2'
5- Schéma cinématique d’un guidage par roulements à billes
Du fait du rotulage possible dans le roulement, on modélise les roulements à billes qui encaissent la
charge axiale par des rotules. Les roulements à billes qui n’encaissent pas la charge axiale sont
modélisés par une linéaire annulaire.
Schéma technologique
roulement
Schéma cinématique
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S2 Fonction de service
6- Calcul de la durée de vie des roulements à billes
L10 est la durée de vie du roulement (statistiquement 90% des roulements atteindront cette durée).
FA est la charge axiale que subit le roulement.
FR est la charge radiale que subit le roulement.
Calculer le rapport :
FA
C0
FA
≤e
FR
A l’aide du tableau ci-dessous,
déterminer X, Y et e.
Calculer le rapport :
Oui
Non
Calculer la charge
équivalente : P=∙FR
Calculer la charge
équivalente : P=X∙FR + Y∙FA
FA
FR
Calculer la durée de vie nominale en
C

P
3
million de tour : L10= 
X1/C0
0,014
0,028
0,056
0,084
0,11
0,17
0,28
0,42
0,56
roulement
X
Y
2,3
1,99
1,71
1,55
0,56 1,45
1,31
1,15
1,04
1,00
e
0,19
0,22
0,26
0,28
0,30
0,34
0,38
0,42
0,44
4/4