UNE ÉTERNITÉ D’INNOVATIONS

posté le 15 mai 2013

Une petite prise de recul afin de montrer la folie de l’innovation dans le monde des roulements

 

Depuis l’invention au XVème siècle de ce que nous connaissons aujourd’hui sous l’appellation « roulements à billes », d’innombrables innovations ont vu le jour. En effet, cet élément mécanique simple et compliqué à la fois est le sujet de milliers de recherches chaque année. Il est assez fou de suivre l’évolution de ce marché en constante croissance et de s’apercevoir qu’à chaque foire industrielle, les fabricants, grands ou petits, ont tous leurs lots d’innovations à présenter. Il est cependant difficile d’estimer le nombre d’étudiants, d’Ingénieurs et de Docteurs qui travaillent quotidiennement à l’amélioration de ce produit que nous utilisons tous chaque jour sans forcement s’en apercevoir. Des dizaines, des centaines de milliers de personnes ?

Finalement, peu importe. L’important est le lot d’améliorations apportées au produit afin de le rendre meilleur et de lui permettre de durer plus longtemps. Les matériaux, les comportements, les formes et les processus de fabrication sont certainement les axes les plus étudiés. Nous voyons maintenant des unités de mesures intégrées, des traitements de surface améliorant la durabilité et les frottements, des solutions de lubrifications sèches ainsi que des solutions en plastique ou en céramique.

L’écologie, axe de développement actuellement au centre de beaucoup de préoccupations est également un influent sur la recherche dans le domaine des roulements. Les études tribologiques (science du frottement), permettent d’améliorer les contacts et frottements dans les roulements et ainsi de diminuer les besoins énergétiques ou les pertes dues aux frictions dans les systèmes.

Cette constante innovation est primordiale dans un marché très concurrentiel, lorsque l’on sait que le marché du roulement à billes devrait atteindre une valeur totale de 101 milliards de dollars en 2018, on peut comprendre pourquoi le besoin de différenciation est aussi important. Chacun veut sa part du gâteau. Mais nous sommes certains que la passion occupe également un rôle prépondérant dans cette recherche continue de l’amélioration. 

Cet « état d’alerte » omniprésent est donc un des multiples facteurs qui rend ce domaine si intéressant et continuellement à la pointe de la technologie. L’utilisation des roulements dans les instruments et machines les plus innovantes au monde pousse aussi son perfectionnement vers le devant de la scène.  

Nous nous réjouissons d’ores et déjà de voir les innovations futures en osant les imaginer de plus en plus folles…

A suivre…

Laisser un commentaire >>

Les jeux dans les roulements à billes

posté le 24 janvier 2013

DÉFINITION

Radial     
Le jeu radial est en fait le jeu entre la bague intérieur et la bague extérieure d’un roulement à billes. Plus précisément il se calcule ainsi : Le diamètre de chemin de billes de la bague extérieure moins le diamètre de chemin de billes de la bague intérieure moins (2 x le diamètre de la bille). Le jeu radial d’un roulement ne doit pas être confondu avec le grade de tolérance car ils ne sont pas dépendants ni similaires. 

Axial   
Le jeu axial est égal au déplacement de la bague extérieure par rapport à la bague intérieure dans la direction de l’axe du roulement. Le jeu axial est approximativement 10 fois plus grand que la valeur du jeu radial.

                                                       

 

 LE JEU AVANT ET APRÈS LE MONTAGE

Le jeu radial est un élément important et à ne pas négliger lors du choix d’un roulement à billes. Le jeu radial d’un roulement à billes avant son montage est appelé le jeu radial « initial ». Le jeu de fonctionnement (ou le jeu axial résiduel) est le jeu restant lorsque le roulement est monté dans son logement et sur son axe. Il doit normalement y avoir un petit jeu résiduel afin de minimiser le glissement des billes et de réduire le jeu axial final. Une définition et sélection correcte du jeu radial peut éviter une usure prématurée du roulement et réduire les jeux indésirables.

POURQUOI CHOISIR LE BON JEU EST SI IMPORTANT?

Parce que plusieurs choses peuvent affecter le jeu radial lors du processus de montage du roulement dans son logement et/ou sur son arbre. Lors d’un assemblage par interférence (ou par pressage), le diamètre de l’arbre est légèrement plus grand que l’alésage du roulement. Ce procédé d’assemblage étire donc la bague intérieure et rend son diamètre plus grand. Ce type d’assemblage par interférence peut mener à une réduction du jeu radial allant jusqu’à 80% selon les cas. Le même phénomène peut se produire lorsqu’un roulement est pressé dans un logement menant à une réduction du jeu radial due à la déformation de la bague extérieure. Une différence de température entre les arbres, logements et roulements peut aussi être un problème. Si la bague intérieure du roulement est plus chaude que la bague extérieure, elle va se dilater et entraîner une réduction du jeu radial. La rugosité des surfaces de chassage est également un élément crucial, plus l’état de surface des pièces (arbres et logements) est bon (par ex.N5 ou Ra 0.4), plus le jeu radial sera impacté négativement et inversement si les états de surface sont mauvais.  

COMMENT CHOISIR?

Dans la plupart des cas, il est préférable de choisir un jeu radial standard car ces séries de roulements sont disponibles rapidement sur le marché et peuvent, dans certains cas être moins chers qu’une solution sur mesure. Il existe cependant des conditions de montage et de fonctionnement qui ne permettent pas d’utiliser des jeux standards et qui nécessitent des jeux radiaux spéciaux. Un jeu radial résiduel faible est un bon choix lorsque l’on souhaite obtenir une meilleure rigidité du système et une précision de rotation élevée si la charge sur le roulement est purement radiale. Ces jeux réduits peuvent également servir pour des applications ou le bruit doit être le plus faible possible et pour les applications où les vibrations doivent être minimes, c’est d’ailleurs la raison pour laquelle nous retrouvons souvent des roulements avec des jeux MC3 dans les petits moteurs électriques. Cependant, dans d’autres applications, un faible jeu radial peut être fortement indésirable. Si la charge axiale est grande, un grand jeu radial sera préférable car il augmente la capacité de charge axiale d’un roulement à billes. Aussi, un roulement au grand jeu radial peut mieux accepter les erreurs d’alignement entre l’arbre et le logement et se montre également plus à l’aise avec les grosses charges et les chocs.

SURMOULAGE

Lorsqu’un roulement à billes est surmoulé avec du plastique, la définition d’un jeu radial assez grand pour supporter les contraintes dues au processus et au retrait est très importante. Lorsqu’un roulement à billes complet est placé dans un moule d’injection afin d’y être surmoulé, la pression d’injection appliquée par la machine est en partie supportée par le roulement. La bague extérieure est donc contrainte et son diamètre se réduit sous la force appliquée quasi uniformément. Si le jeu radial du roulement à billes n’est pas assez grand, les chemins de billes (pistes de roulement) peuvent être marqués par les billes et le jeu résiduel peut devenir nul. Après le surmoulage, un phénomène physique appelé « le retrait » est également à prendre en considération car selon l’épaisseur des bagues, le jeu peut également en être réduit.