Montages de roulements

Le montage d'un élément de machine tournant, un arbre par exemple, nécessite en principe deux roulements qui supportent cet élément et le guident radialement et axialement par rapport à un élément fixe, un palier par exemple. Selon l'application, la charge, la précision souhaitée et le coût, il s'agira de :
  • montages de roulements de paliers fixes et de paliers libres,
  • montages de roulements ajustés,
  • montages de roulements de paliers libres.
Ce catalogue ne présente pas de façon détaillée les montages composés d'un seul roulement pouvant supporter des charges radiales, axiales et de couple, comme par exemple un joint articulé. Pour des montages de ce type, veuillez contacter le Service Applications SKF.

Montages de roulements de paliers fixes et de paliers libres

Le roulement de palier fixe, à une extrémité de l'arbre, assure, en plus du guidage radial, le maintien axial dans les deux sens. Il doit donc être immobilisé sur l'arbre et dans le palier. On peut utiliser, pour le palier fixe, les roulements radiaux qui admettent des charges combinées, notamment les roulements rigides à billes, les roulements à billes à contact oblique à une rangée appariés ou à deux rangées, les roulements à rotule sur billes, les roulements à rotule sur rouleaux ou les roulements à rouleaux coniques appariés. Un roulement radial, conçu pour des charges purement radiales, par exemple un roulement à rouleaux cylindriques sans épaulements sur l'une des bagues, peut aussi être utilisé s'il est combiné avec un roulement rigide à billes, un roulement à billes à quatre points de contact ou une butée à double effet. Le deuxième roulement maintient alors l'arbre axialement dans les deux sens et doit être monté avec un jeu radial (c'est-à-dire un ajustement libre) dans le palier.
Le palier libre à l'autre extrémité de l'arbre n'assure qu'un guidage radial. Il doit permettre le déplacement axial de façon à éviter un coincement des roulements, suite à une dilatation longitudinale de l'arbre par exemple. Le déplacement axial peut s'effectuer soit dans le roulement lui-même, dans le cas de roulements à aiguilles, de roulements à rouleaux cylindriques de types N et NU, et de roulements CARB à rouleaux toroïdaux par exemple, soit entre l'une des bagues du roulement et sa portée, de préférence entre la bague extérieure et sa portée dans l'alésage du palier.
Les combinaisons paliers fixes/libres les plus utilisées parmi les nombreuses possibilités existantes sont décrites ci-dessous.
Les combinaisons suivantes sont recommandées pour les montages rigides avec déplacements axiaux « sans frottement » à l'intérieur du roulement :
  • roulement rigide à billes/roulement à rouleaux cylindriques (fig. 1)
  • roulement à billes à contact oblique à deux rangées/roulement à rouleaux cylindriques (fig. 2)
  • roulements à rouleaux coniques à une rangée appariés/roulement à rouleaux cylindriques (fig. 3)
  • roulement à rouleaux cylindriques de type NUP/roulement à rouleaux cylindriques de type NU (fig. 4)
  • roulement à rouleaux cylindriques de type NU et roulement à billes à quatre points de contact/roulement à rouleaux cylindriques de type NU (fig. 5).
Dans toutes ces combinaisons, le défaut d'alignement angulaire de l'arbre doit être réduit au minimum. Si ce n'est pas possible, il est conseillé de recourir à des combinaisons de roulements à alignement automatique qui peuvent compenser un défaut d'alignement, à savoir :
  • roulement à rotule sur billes/roulement CARB à rouleaux toroïdaux (fig. 6) ou
  • roulement à rotule sur rouleaux/roulement CARB à rouleaux toroïdaux (fig. 7).
La tolérance de ces montages aux défauts d'alignement angulaires et aux déplacements axiaux permet d'éviter la création de forces axiales internes dans le système de roulements.
Dans le cas de montages avec une charge tournante sur la bague intérieure, où les dilatations longitudinales de l'arbre doivent se répartir entre le roulement et sa portée, le déplacement axial doit s'effectuer entre la bague extérieure du roulement et le palier. Les combinaisons les plus courantes sont les suivantes :
  • roulement rigide à billes/roulement rigide à billes (fig. 8)
  • roulement à rotule sur billes ou sur rouleaux/roulement à rotule sur billes ou sur rouleaux (fig. 9)
  • roulements à billes à contact oblique à une rangée appariés/roulement rigide à billes (fig. 10).

Montages de roulements ajustés

Dans les montages de roulements ajustés, l'arbre est fixé axialement par un roulement dans un sens et par l'autre roulement dans le sens contraire. On appelle ce type de montage, généralement utilisé pour les arbres courts, un « montage en opposition ». Tous les types de roulements radiaux qui tolèrent des charges axiales dans au moins un sens peuvent être utilisés, comme par exemple :
  • les roulements à billes à contact oblique (fig. 11)
  • les roulements à rouleaux coniques (fig. 12).
Une précharge peut s'avérer nécessaire lorsque l'on utilise des roulements à billes à contact oblique à une rangée ou des roulements à rouleaux coniques dans des montages en opposition, voir Précharge des roulements.

Montages de roulements libres

Les montages de roulements libres sont également des montages en opposition et peuvent être utilisés lorsque les exigences en matière de fixation axiale restent modérées ou lorsque d'autres éléments sur l'arbre permettent de fixer celui-ci axialement.
Les roulements suivants sont adaptés à ce type de montage :
  • roulements rigides à billes (fig. 13)
  • roulements à rotule sur billes étanches
  • roulements à rotule sur rouleaux.
Dans des montages de ce type, il est important qu'au moins une bague de chacun des roulements soit en mesure de se déplacer sur ou dans sa portée, de préférence la bague extérieure dans le palier. Un montage de roulements libres peut également se composer de deux roulements à rouleaux cylindriques de type NJ munis de bagues intérieures décalées (fig. 14). Dans ce cas, le mouvement axial peut s'effectuer à l'intérieur du roulement.
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