Montage de roulements fixes et libres

Dans une application industrielle type, le montage de roulements fixes et libres est conçu pour s'accommoder des dilatations ou contractions thermiques de l'arbre. L'arbre est maintenu axialement dans les deux sens dans un des deux paliers par le roulement fixe. Celui-ci doit être immobilisé latéralement sur la portée (l'arbre) et dans le logement (le palier). Dans l'autre palier, côté libre, le montage est conçu pour ne pas s'opposer aux déplacements axiaux dus aux variations dimensionnelles de l'arbre et éviter des charges internes induites.
Côté fixe, il est possible d'utiliser des roulements radiaux capables de supporter des charges (radiale et axiale) combinées. C'est le cas pour 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, les roulements à rouleaux coniques appariés, les roulements à rouleaux cylindriques types NUP ou de type NJ avec une bague d'épaulement HJ.
Il est également possible de monter la combinaison de roulements suivante :
  • Un roulement assurant uniquement le guidage radial, par exemple un roulement à rouleaux cylindriques de type NU.
  • Et un roulement assurant la position fixe axiale, comme un roulement rigide à billes, un roulement à quatre points de contact ou une butée à double effet.
Le roulement assurant la position fixe axiale doit être radialement libre. Un petit espace radial doit être aménagé afin d'éviter le contact entre la surface cylindrique externe de la bague extérieure du roulement et la surface interne du logement dans le palier.
Dans le palier libre, le déplacement axial peut être assuré de deux manières différentes. La première est d'utiliser un roulement dont les deux bagues (extérieure et intérieure) sont capables de se décaler axialement l'une par rapport à l'autre tout en assurant le guidage radial. C'est le cas des roulements à rouleaux toroïdaux CARB, des roulements à aiguilles et des roulements à rouleaux cylindriques de types N ou NU. L'autre méthode est d'utiliser un roulement radial dont la bague extérieure est ajustée libre (sans serrage) de telle sorte qu'elle puisse se déplacer axialement dans son logement.
Les combinaisons paliers fixes/ libres les plus utilisées parmi les nombreuses possibilités existantes sont décrites ci-dessous.
Pour les montages rigides avec déplacement axiaux « sans frottement » à l’intérieur du roulement, les combinaisons suivantes sont recommandées :
  • roulement rigide à billes / roulement à rouleaux cylindriques (fig. 1)
  • roulement à contact oblique à deux rangées / roulement à rouleaux cylindriques de type NU ou N (fig. 2)
  • roulement à rouleaux coniques à une rangée appariés / roulement à rouleaux cylindriques de type NU ou N (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 cela n'est pas possible, SKF recommande des combinaisons avec des roulements avec alignement automatique qui tolèrent un défaut d’alignement, à savoir :
  • roulement à rotule sur rouleaux / roulement à rouleaux toroïdaux CARB (fig. 6)
  • roulement à rotule sur billes / roulement à rouleaux toroïdaux CARB
La tolérance de ces montages aux défauts d'alignement angulaire de l'arbre par rapport au palier, ainsi que les déplacements axiaux de l'arbre à l'intérieur du roulement CARB, évitent la création de forces axiales internes dans le roulement.
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 :
  • roulement rigide à billes / roulement rigide à billes (fig. 7)
  • roulement à rotule sur billes ou sur rouleaux / roulement à rotule sur billes ou sur rouleaux (fig. 8)
  • roulements à billes à contact oblique à une rangée appariés / roulement rigide à billes (fig. 9)
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