Matériaux des cages

Cages en tôle d'acier

La plupart des cages embouties en tôle d'acier sont fabriquées en tôle d'acier laminée à chaud à faible teneur en carbone, conformément à la norme (DIN) EN 10111:1998. Ces cages légères ont une résistance relativement élevée et peuvent encore être traitées pour réduire le frottement et l'usure.
Les cages embouties généralement employées pour les roulements en acier inoxydable sont fabriquées en acier inoxydable X5CrNi18-10 selon la norme EN 10088-1:1995.

Cages massives en acier

Les cages massives en acier sont généralement fabriquées en acier de construction non allié de type S355GT (St 52) selon la norme EN 10 025:1990 + A:1993. Afin d'améliorer le glissement et la résistance à l'usure, certaines cages massives en acier sont soumises à un traitement de surface.
Les cages massives en acier sont utilisées pour les roulements de grandes dimensions ou lorsque les conditions d'application sont telles qu'il y aurait un risque de fissuration, par réaction chimique, avec le temps si l'on utilisait des cages en laiton. Les cages en acier peuvent être utilisées à des températures de fonctionnement de jusqu'à 300 °C. Elles ne sont pas affectées par les lubrifiants à base d'huile minérale ou de synthèse normalement utilisés pour les roulements, ni par les solvants organiques utilisés pour nettoyer les roulements.

Cages en laiton

Les cages embouties en laiton sont utilisées pour quelques roulements de petites et moyennes dimensions. Ce type de cage utilise un laiton conforme à la norme EN 1652:1997. Des fissures peuvent apparaître sur le laiton avec le temps dans les applications telles que les compresseurs de réfrigération utilisant de l'ammoniac. Dans ce cas, il est recommandé d'utiliser des cages massives en laiton ou en acier.

Cages massives en laiton

La plupart des cages en laiton sont usinées avec un laiton de fonderie ou de corroyage CW612N conformément à la norme EN 1652:1997. Elles sont insensibles à la plupart des lubrifiants, y compris aux huiles et graisses synthétiques, et peuvent être nettoyées avec des solvants organiques classiques. Les cages en laiton ne doivent pas être utilisées à des températures supérieures à 250 ºC.

Cages en polymère

Polyamide 6.6

Le polyamide 6.6 est employé pour la plupart des cages moulées par injection. Cette matière, renforcée ou non de fibre de verre, se caractérise par une combinaison favorable de résistance et d'élasticité. Les propriétés mécaniques, notamment la résistance et l'élasticité, des matériaux polymérisés varient en fonction de la température et subissent des modifications permanentes appelées « vieillissement » lorsque ces matériaux sont soumis aux conditions de fonctionnement. Les principaux facteurs de ce vieillissement sont la température, le temps et le lubrifiant utilisé. Le diagramme 1 illustre la mesure dans laquelle ces facteurs agissent sur le polyamide 6.6 renforcé de fibre de verre. L'augmentation de la température et de l'agressivité du lubrifiant provoquent une diminution de la durée de service de la cage.
Ainsi, l'utilisation des cages en polyamide pour des applications spécifiques dépend des conditions de fonctionnement et des exigences de durée. Dans le tableau 18, les lubrifiants sont catégorisés en « agressifs » ou « doux » ; cette classification fait référence à la « température de fonctionnement admissible » pour l'utilisation de cages en polyamide 6.6 renforcé de fibre de verre dans différents lubrifiants. La température de fonctionnement admissible indiquée dans ce tableau est définie comme la température à laquelle la durée de la cage peut être d'au moins 10 000 heures de fonctionnement.
Il existe des substances bien plus « agressives » que celles mentionnées dans le tableau 18. C'est le cas par exemple de l'ammoniac que l'on utilise comme agent réfrigérant pour les compresseurs. Dans de tels cas, les cages en polyamide 6.6 renforcé de fibre de verre ne conviennent pas pour des températures de fonctionnement supérieures à +70 °C.
Dans la mesure où le polyamide perd son élasticité et peut, par conséquent, entraîner une détérioration de la cage, il est possible de déterminer une limite relative à la température de fonctionnement basse. Pour cette raison, les cages en polyamide 6.6 renforcé de fibre de verre ne doivent pas être utilisées à une température de fonctionnement constante inférieure à -40 °C.
Lorsqu'un degré de résistance élevé constitue un facteur prédominant (boîtes d'essieu ferroviaires par exemple), le polyamide 6.6 peut être modifié pour devenir extrêmement résistant. Si vous recherchez des cages pour des applications de roulements spécifiques, consultez le Service Applications SKF.

Polyamide 4,6

Le polyamide 4,6 renforcé de fibre de verre est utilisé de série pour certains roulements CARB à rouleaux toroïdaux de petites et moyennes dimensions. La température maximale de fonctionnement admissible de ces cages est supérieure de 15 °C à celle des cages en polyamide 6.6 renforcé de fibre de verre.

Polyétheréthercétone (PEEK)

L'emploi de PEEK renforcé de fibre de verre pour les cages s'est largement répandu au sein de SKF pour faire face aux conditions difficiles en termes de vitesses élevées, d'attaques chimiques ou de températures élevées. Les propriétés exceptionnelles du PEEK constituent une combinaison de résistance et de flexibilité, une plage élevée de température de fonctionnement, une très bonne résistance chimique et à l'usure ainsi qu'une bonne facilité de traitement. En raison de ces propriétés remarquables, les cages en PEEK sont disponibles sur les versions standard de certains roulements à billes et à rouleaux cylindriques, tels que les roulements hybrides et/ou les roulements de haute précision. Cette matière ne présente aucun signe de vieillissement à une température pouvant atteindre +200 °C et avec des additifs. Cependant, la température maximale pour les vitesses élevées est de +150 ℃, température de ramollissement du polymère.

Résine phénolique

Les cages en tissu bakélisé, très légères, peuvent supporter d'importantes forces centrifuges et d'accélération, mais ne sont pas adaptées aux températures élevées. Dans la plupart des cas, ces cages sont utilisées de série dans les roulements à billes à contact oblique de haute précision.

Autres matières

Outre les matières décrites ci-dessus, les roulements SKF destinés à des applications spécifiques peuvent être équipés de cages fabriquées avec d'autres polymères, alliages légers ou fonte spéciale. Pour plus d'informations sur les autres matières envisageables, veuillez consulter le Service Applications SKF.
SKF logo