6 types de roulements à billes + images : Guide clair

Dernière mise à jour le 18 septembre 2024 par Chen

Vous trouverez ici tout ce qu'il faut savoir sur les différents types de roulements à billes. Les roulements à billes sont des composants mécaniques essentiels qui réduisent le frottement entre les pièces mobiles, telles que les arbres rotatifs et leurs logements. Ces roulements utilisent de petits éléments roulants sphériques qui aident à répartir les charges et à assurer un mouvement régulier, ce qui en fait un élément essentiel d'un grand nombre de machines et d'appareils.

Pour vous permettre de mieux comprendre, Bushing MFG offre des informations complètes sur les différents types de roulements à billes et leurs utilisations. Que vous recherchiez des roulements pour des applications automobiles, industrielles ou de précision, nous pouvons vous aider à trouver la bonne solution pour optimiser les performances de vos machines.

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Quels sont les principaux types de roulements à billes ?

Il existe six principaux types de roulements à billes, chacun étant conçu pour répondre à des besoins opérationnels spécifiques et disponible en différentes tailles. Les roulements à billes sont généralement fabriqués en acier, en acier inoxydable ou en céramique et sont utilisés dans diverses applications, des systèmes automobiles aux machines de précision. Les types de roulements à billes suivants sont disponibles :

1. Roulements à billes à gorge profonde
2. Roulements à billes à contact oblique
3. Roulements à billes auto-alignés
4. Roulements à billes de poussée
5. Roulements à billes miniatures
6. Roulements à billes en céramique
   

Chaque type présente des caractéristiques uniques adaptées à différentes capacités de charge, vitesses et environnements de fonctionnement, ce qui vous permet de disposer du roulement adapté à votre application.

Principes de base

L'histoire des roulements à billes remonte au 18e siècle, avec des avancées notables réalisées par l'inventeur Philip VaughanC'est à lui que l'on doit la première conception en 1794. Depuis lors, les roulements à billes sont devenus essentiels dans d'innombrables applications, offrant précision et efficacité aux systèmes mécaniques.

Les roulements à billes sont conçus avec des éléments roulants sphériques, ou billes, qui réduisent le frottement entre les pièces en mouvement. Ces éléments roulants s'insèrent entre deux chemins de roulement (une bague intérieure et une bague extérieure), ce qui permet un mouvement fluide avec une résistance minimale. Les roulements à billes sont uniques dans leur capacité à supporter des charges radiales et axiales, ce qui les rend polyvalents et largement utilisés dans des secteurs allant de l'automobile à l'aérospatiale.

En permettant un mouvement de rotation avec moins de frottement, les roulements à billes assurent la longévité et l'efficacité des machines, contribuant ainsi à réduire l'usure et la consommation d'énergie.

Pièces détachées

Un roulement à billes se compose des éléments clés suivants :

• Anneau intérieur
• Anneau extérieur
• Boules (éléments roulants)
• Cage (séparateur de billes)
• Boucliers ou joints (optionnel)
• Lubrification (Graisse ou huile)

Parties d'un roulement à billes (Référence : pinterest.com)

Les anneaux intérieurs et extérieurs fournissent les chemins de roulement pour que les billes tournent en douceur. Les billes, ou éléments roulants, sont la clé de la réduction des frottements car elles portent la charge entre les anneaux. La cage maintient les billes régulièrement espacées et les empêche de s'agglutiner. Certains roulements à billes sont équipés de protections ou de joints pour les protéger contre les contaminants, tandis que d'autres dépendent de la lubrification pour fonctionner en douceur.

Dans certains roulements à billes spécialisés, des caractéristiques supplémentaires telles que des billes en céramique ou des systèmes de lubrification intégrés peuvent être utilisées pour améliorer les performances dans des environnements extrêmes, tels que les applications à haute température ou à grande vitesse.

Les types

En général, les roulements à billes à gorge profonde sont les plus couramment utilisés et conviennent à un large éventail d'applications. Ces roulements peuvent supporter des charges radiales et axiales et sont connus pour leur durabilité et leur capacité à fonctionner à des vitesses élevées. Leur conception les rend polyvalents et utiles dans tous les domaines, des appareils ménagers aux systèmes automobiles.

Outre les roulements à billes à gorge profonde, il existe plusieurs autres types de roulements conçus pour des utilisations spécifiques, notamment roulements à billes à contact obliqueLes roulements à billes à contact oblique, les roulements à billes à alignement automatique et les butées à billes. Les roulements à billes à contact oblique sont idéaux pour supporter les charges radiales et axiales dans les applications à grande vitesse, tandis que les roulements à billes à alignement automatique peuvent compenser les défauts d'alignement entre l'arbre et le logement, ce qui les rend appropriés pour les applications où la déviation de l'arbre est fréquente. Les roulements à billes à contact oblique, quant à eux, sont principalement conçus pour des charges axiales et sont souvent utilisés dans des applications à faible vitesse telles que les plateaux tournants ou les machines qui nécessitent un mouvement de précision.

Par ailleurs, des types spécialisés comme les roulements à billes miniatures sont conçus pour des systèmes compacts et légers, et les roulements à billes en céramique sont utilisés dans des environnements à grande vitesse ou à haute température où les matériaux standard risquent de ne pas fonctionner.

Les six types de roulements à billes sont décrits plus en détail ci-dessous.

Roulements à billes à gorge profonde

Développés pour la première fois au début du 20e siècle, les roulements à billes sont le type de roulement le plus utilisé aujourd'hui. Leur conception polyvalente leur permet de supporter des charges radiales et axiales, ce qui les rend adaptés à un large éventail d'applications. Qu'il s'agisse de moteurs électriques, d'appareils électroménagers ou de machines industrielles, ces roulements sont souvent le premier choix pour les applications générales.

Les roulements à billes à gorge profonde existent en différentes tailles, le diamètre intérieur des roulements allant de quelques millimètres à plusieurs centimètres. Ils sont généralement fabriqués en acier de haute qualité et sont souvent équipés de boucliers ou de joints pour les protéger de la saleté et de la contamination, ce qui garantit un fonctionnement sans heurts pendant une longue durée de vie.

Roulements à billes à contact oblique

Les roulements à billes à contact oblique sont conçus pour supporter des charges axiales et radiales, mais ils sont particulièrement efficaces pour supporter des charges axiales plus élevées. Ces roulements sont couramment utilisés dans les applications à grande vitesse telles que les turbines, les pompes et les boîtes de vitesses, où la vitesse et la capacité de charge sont essentielles.

Les chemins de roulement des bagues intérieure et extérieure sont décalés l'un par rapport à l'autre, créant un angle qui permet un transfert de charge plus efficace. Les roulements à contact oblique sont souvent proposés à une ou deux rangées et peuvent être montés par paires pour faire face à des conditions de charge complexes. La capacité à supporter des charges combinées et à fonctionner à des vitesses élevées rend ces roulements très utiles dans la mécanique de précision.

Roulements à billes auto-alignés

Les roulements à rotule sur billes ont été développés pour résoudre le problème du défaut d'alignement dans les applications où les arbres peuvent ne pas être parfaitement alignés avec le logement du roulement. La conception comporte une configuration à deux rangées de billes avec un chemin de roulement sphérique extérieur commun, permettant à la bague intérieure de pivoter et de s'ajuster automatiquement à des défauts d'alignement mineurs.

Ces roulements sont particulièrement utiles dans les applications où la flexion de l'arbre est probable, telles que les bandes transporteuses ou les machines agricoles. Ils sont également idéaux pour supporter des charges radiales et peuvent tolérer certaines charges axiales dans les deux sens.

Roulements à billes de poussée

Les butées à billes sont spécifiquement conçues pour les charges axiales, ce qui les rend adaptées aux applications où une poussée ou une force axiale est appliquée, comme dans les systèmes de direction automobile ou les équipements industriels. Ces roulements sont constitués de deux rondelles plates, appelées chemins de roulement, entre lesquelles se trouve une bille qui permet au roulement de supporter des charges axiales tout en conservant un faible frottement.

Les butées à billes sont disponibles en version unidirectionnelle ou bidirectionnelle. Les butées unidirectionnelles supportent des charges axiales dans un seul sens, tandis que les butées bidirectionnelles supportent des charges dans les deux sens. Ces roulements sont utilisés de préférence dans les applications à faible vitesse.

Roulements à billes miniatures

Les roulements à billes miniatures sont essentiels pour les applications où l'espace et le poids sont limités, mais où la précision et les performances restent essentielles. Ces roulements de petite taille sont couramment utilisés dans les appareils électroniques, les instruments médicaux et d'autres machines compactes de haute précision.

Malgré leur petite taille, les roulements à billes miniatures sont conçus pour fonctionner à des vitesses élevées et peuvent supporter des charges radiales et axiales. Ils sont généralement fabriqués en acier inoxydable pour leur durabilité et leur résistance à la corrosion, bien que d'autres matériaux, tels que la céramique, soient utilisés dans des applications spécialisées.

Roulements à billes en céramique

Roulements à billes en céramique offrent des performances supérieures en termes de vitesse, de durabilité et de résistance aux environnements extrêmes par rapport à leurs homologues en acier. Fabriqués à partir de matériaux tels que le nitrure de silicium, les roulements en céramique sont nettement plus légers, plus durs et plus résistants à l'usure et à la corrosion.

Ils sont couramment utilisés dans les industries exigeant des performances à haute température ou à grande vitesse, telles que l'aérospatiale, le traitement chimique et la course automobile. En plus d'être non conducteurs, les roulements à billes en céramique nécessitent moins de lubrification et ont une durée de vie plus longue que les roulements traditionnels en acier.

Chacun de ces types de roulements à billes est adapté à des applications et à des environnements spécifiques, ce qui en fait des composants essentiels dans des secteurs allant de l'automobile à la mécanique de précision.

Utilisation des roulements à billes

La première étape pour utiliser correctement les roulements à billes consiste à sélectionner le type de roulement à billes approprié pour votre application, en tenant compte de facteurs tels que le type de charge, la vitesse et l'environnement. Une fois le roulement à billes choisi, il convient de l'installer correctement, en veillant à ce qu'il soit aligné avec l'arbre et le logement afin d'éviter toute contrainte inutile sur les composants du roulement.

Lors de l'installation du roulement, assurez-vous qu'il est bien ajusté dans son logement, en évitant toute force excessive qui pourrait endommager les bagues ou les billes. Utilisez des outils spécialisés pour l'installation des roulements afin d'assurer une pression uniforme. La lubrification est essentielle pour un bon fonctionnement ; appliquez la quantité recommandée de graisse ou d'huile sur le roulement pour réduire le frottement et l'usure. Veillez à ne pas trop lubrifier, car cela peut entraîner une surchauffe.

Il est important de manipuler les roulements à billes avec précaution, car toute contamination, telle que la saleté ou les débris, peut réduire considérablement leur durée de vie. Utilisez des outils propres et conservez le roulement dans son emballage de protection jusqu'à l'installation. Évitez de toucher les éléments roulants à mains nues afin d'éviter que des huiles ou des particules ne se déposent sur la surface.

Avec le temps, les roulements peuvent s'user ou présenter des signes de détérioration, tels que des bruits inhabituels, des vibrations excessives ou une augmentation du frottement. Si l'un de ces problèmes survient, il est essentiel de remplacer rapidement le roulement pour éviter d'endommager davantage la machine ou le système dans lequel il est utilisé. En outre, il convient d'éviter d'utiliser les roulements à billes dans des applications lourdes ou très chargées, au-delà de leurs capacités nominales, car cela peut entraîner une défaillance prématurée.

Pour les machines décoratives ou délicates, utilisez des roulements avec des protections ou des joints pour éviter la contamination et préserver leur apparence. Les roulements à billes en céramique, par exemple, peuvent être utilisés dans des applications à grande vitesse ou à haute température où les roulements métalliques traditionnels risquent de ne pas fonctionner.

En suivant des pratiques d'installation et d'entretien appropriées, les roulements à billes peuvent fournir des performances durables et efficaces dans une grande variété d'applications.

Éléments à prendre en compte pour choisir les meilleurs roulements à billes

Parmi les facteurs à prendre en compte pour sélectionner les types de roulements à billes adaptés à votre application, citons la capacité de charge, le matériau et la vitesse de rotation.

Capacité de charge

Les roulements à billes sont conçus pour supporter différents types de charges : radiales, axiales ou une combinaison des deux. Avant de choisir un roulement à billes, il est essentiel de comprendre le type de charge que votre application imposera. Pour les charges axiales élevées, les roulements à billes à contact oblique ou les butées à billes sont un meilleur choix, tandis que les roulements à billes à gorge profonde sont idéaux pour les applications avec des charges radiales prédominantes.

Matériau

Le matériau du roulement à billes joue un rôle crucial dans ses performances et sa longévité. La plupart des roulements à billes sont fabriqués en acier ou en acier inoxydable, qui sont durables et résistants à la corrosion. Pour les applications spécialisées, les roulements à billes en céramique offrent une meilleure résistance à la chaleur et à la corrosion, ainsi qu'un frottement réduit. Ils sont idéaux pour les applications à grande vitesse ou à température extrême, comme dans l'aérospatiale ou les industries de traitement chimique.

Vitesse de rotation

La vitesse à laquelle un roulement à billes peut fonctionner sans surchauffe ou défaillance est une autre considération importante. Les roulements conçus pour des applications à grande vitesse, comme ceux utilisés dans les turbines ou les instruments de précision, doivent avoir un faible frottement et une dissipation thermique efficace. Les roulements à billes à contact oblique et les roulements à billes en céramique sont d'excellents choix pour ces applications en raison de leur capacité à maintenir les performances à des vitesses élevées.

Joints et boucliers

En fonction de l'environnement de votre application, vous devrez peut-être choisir entre des roulements ouverts, blindés ou étanches. Les roulements étanches offrent une meilleure protection contre les contaminants tels que la poussière et l'humidité, ce qui les rend idéaux pour les environnements difficiles. Les roulements blindés offrent un équilibre entre protection et vitesse, tandis que les roulements ouverts conviennent mieux aux environnements propres où les débris ne gênent pas le fonctionnement.

Lubrification

Une bonne lubrification est essentielle pour prolonger la durée de vie d'un roulement à billes. La graisse ou l'huile doit être choisie en fonction des conditions d'utilisation. Les roulements lubrifiés à la graisse ne nécessitent généralement aucun entretien et offrent des performances à long terme, tandis que les roulements lubrifiés à l'huile sont idéaux pour les applications à grande vitesse, mais peuvent nécessiter un entretien régulier.

Contraintes de taille et d'espace

Veillez à ce que la taille physique du roulement corresponde à l'espace disponible dans votre système. Les roulements à billes miniatures sont parfaits pour les applications compactes où l'espace est limité, tandis que les roulements plus grands conviennent mieux aux machines lourdes.

En tenant compte de ces facteurs, vous pouvez vous assurer que le roulement à billes que vous sélectionnez offrira des performances, une durabilité et une efficacité optimales pour votre application spécifique.

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