Charges

Intensité de la charge

L'intensité de la charge est l'un des facteurs qui déterminent habituellement la taille du roulement à utiliser. À dimensions égales, les roulements à rouleaux peuvent supporter, en général, des charges plus élevées que les roulements à billes (fig. 1) et les roulements à rouleaux jointifs admettent de plus fortes charges que les roulements correspondants avec cage. Lorsque les charges sont faibles ou moyennes, on utilise le plus souvent des roulements à billes. Pour les charges élevées et dans le cas de grands diamètres d'arbre, les roulements à rouleaux sont en général les mieux adaptés.

Direction de la charge

Charge radiale

Les roulements à rouleaux cylindriques de types NU et N, les roulements à aiguilles et les roulements à rouleaux toroïdaux n'admettent que des charges purement radiales (fig. 2). Tous les autres roulements radiaux peuvent supporter des charges axiales en plus de charges radiales ; voir Charges combinées.

Charge axiale

Les butées à billes et les roulements à billes à quatre points de contact (fig. 3) sont adaptés pour les charges purement axiales d'intensité faible ou modérée. Les butées à billes à simple effet ne peuvent admettre que des charges axiales agissant dans un seul sens ; lorsque les charges axiales agissent dans les deux sens, des butées à double effet sont nécessaires.
Les butées à billes à contact oblique peuvent supporter des charges axiale modérées à grande vitesse ; les butées à simple effet acceptent aussi des charges radiales agissant simultanément, tandis que les butées à double effet ne sont utilisées normalement que pour les charges purement axiales (fig. 4).
Pour les charges axiales modérées et fortes agissant dans un sens, les butées à aiguilles, les butées à rouleaux cylindriques et les butées à rouleaux coniques, ainsi que les butées à rotule sur rouleaux sont adaptées (fig. 5). Les butées à rotule sur rouleaux acceptent aussi des charges radiales agissant simultanément. Pour les fortes charges axiales alternées, deux butées à rouleaux cylindriques ou deux butées à rotule sur rouleaux peuvent être montées côte à côte.

Charge combinée

Une charge combinée se compose d'une charge radiale et d'une charge axiale agissant simultanément. La capacité de charge axiale d'un roulement est déterminée par son angle de contact a. Plus l'angle est élevé, plus le roulement est adapté aux charges axiales. Le coefficient de calcul Y, qui décroît à mesure que l'angle de contact α augmente, donne une idée de la capacité axiale d'un roulement. Les valeurs de ce coefficient pour un type de roulement ou pour des roulements individuels peuvent se trouver dans les textes d'introduction des tableaux des produits ou dans les tableaux des produits eux-mêmes. La capacité de charge axiale d'un roulement rigide à billes dépend de sa conception et de son jeu interne, voir la section Roulements rigides à billes à une rangée.
Pour les charges combinées, on utilise surtout des roulements à billes à contact oblique à une ou deux rangées et des roulements à rouleaux coniques à une rangée, mais également des roulements rigides à billes et des roulements à rotule sur rouleaux (fig. 6). Les roulements à rotule sur billes et les roulements à rouleaux cylindriques de types NJ et NUP et types NJ et NU avec bague d'épaulement HJ peuvent également convenir pour les charges combinées lorsque la composante axiale est relativement faible (fig. 7).
Les roulements à billes à contact oblique à une rangée, les roulements à rouleaux coniques à une rangée, les roulements à rouleaux cylindriques de types NJ et NU + bague d'épaulement HJ ainsi que les butées à rotule sur rouleaux ne peuvent supporter des charges axiales que dans un seul sens. En cas de charges axiales agissant alternativement dans les deux sens, ces roulements doivent être combinés avec un second roulement. Pour cette raison les roulements à billes à contact oblique à une rangée existent sous forme de roulements pour appariement universel et les roulements à rouleaux coniques à une rangée peuvent être fournis comme ensembles appariés comprenant deux roulements à une rangée, voir les sections Roulements à billes à contact oblique à une rangée et Roulements à rouleaux coniques à une rangée appariés.
Lorsque la composante axiale des charges combinées est importante, elle peut être supportée indépendamment de la charge radiale par un autre roulement. Outre les butées, certains roulements radiaux, comme les roulements rigides à billes ou les roulements à billes à quatre points de contact (fig. 8) sont appropriés. Afin que le roulement ne soit réellement soumis qu'à une charge axiale, sa bague extérieure doit être montée avec jeu radial (fig. 9).

Couple

Si la charge agit sur le roulement de façon excentrée, il se produit un couple de renversement. Les roulements à deux rangées, par exemple les roulements rigides à billes ou les roulements à billes à contact oblique, peuvent admettre des couples de renversement, mais les roulements à billes à contact oblique à une rangée appariés ou les roulements à rouleaux coniques disposés en X, ou mieux en O, sont plus adaptés (fig. 10).
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