Pourquoi et où utilise-t-on les roulements

Parfois, les appareils les plus utiles en physique et en ingénierie sont les plus simples. Les roulements à billes montrent à quel point les anneaux métalliques peuvent être extrêmement polyvalents. Comme vous pouvez le voir dans de nombreux objets courants tels que les véhicules, les vélos, les planches à roulettes et d'autres machines qui impliquent des pièces métalliques en mouvement, les humains utilisent la puissance des roulements à billes depuis des siècles.

Utilisations des roulements à billes

Imaginez glisser sur un tapis moelleux tout en portant des chaussures. Cela peut être difficile à cause du frottement entre le tapis et vos chaussures, qui peuvent être faites de n'importe quoi, y compris du cuir, du plastique, du bois ou du caoutchouc. Si vous portiez plutôt des chaussettes, ce serait beaucoup plus facile car il y aurait beaucoup moins de friction entre le tapis moelleux et les matériaux des chaussettes. Les roulements à billes fonctionnent de la même manière.

Les roulements à billes diminuent la quantité de frottement entre les charges qui leur sont appliquées. Ils le font parce qu'il s'agit de billes ou de rouleaux métalliques qui se déplacent autour d'une surface métallique lisse dans une boucle intérieure et une boucle extérieure (parfois appelées anneaux). Vous pouvez en apprendre davantage sur les nombreuses applications de roulements à billes grâce à leur physique. Les roulements à billes portent des types de charge dans une direction radiale, et ces charges appliquent une force perpendiculaire à l'axe de rotation du roulement à billes.

Le glissement des billes métalliques autour des boucles du roulement à billes crée une friction entre un objet et sa surface qui ralentit l'objet. Dans certains cas, l'objet s'approche d'un arrêt. Ce mécanisme permet aux roulements à billes d'être utilisés dans les systèmes de poulies ou les systèmes de rotation qui doivent être contrôlés. Par exemple, le moyeu d'une voiture utilise une charge radiale due au poids et à la poussée de la voiture lors d'un virage.

Dans tous les cas de roulements à billes, l'équilibre entre la poussée et la charge radiale amène les roulements à billes à réduire le frottement entre les billes dans la bague intérieure et extérieure et à gérer la charge de l'objet. Les roulements à billes prennent la charge et la transfèrent de la bague extérieure à la bague intérieure pour permettre aux sphères au centre de chaque bague de tourner facilement.

Chaque sphère est reliée aux deux bagues, mais uniquement là où cela est nécessaire pour réduire le frottement entre les composants du roulement à billes lui-même. Pour ces raisons, des roulements à billes sont créés pour réduire la friction et faciliter la vitesse de rotation.

Types de roulements à billes

Les types de roulements à billes diffèrent grandement par leur mécanisme impliqué. Le type le plus largement utilisé est le roulement à billes rigide à une rangée ou radial. Cette conception permet aux billes de rouler dans des pistes à gorges profondes, et la disposition des roulements à billes à gorges profondes leur permet de supporter à la fois des charges radiales et axiales. Les versions étanches des roulements à billes sont lubrifiées en permanence pour réduire leur entretien.

Les roulements à billes à double rangée utilisent deux rangées de billes. La conception donne plus de rigidité au mouvement du roulement lui-même. On les trouve dans les moteurs électriques, les pompes centrifuges et les embrayages électromagnétiques. Certains roulements à billes s'alignent de manière à ce que l'arbre tienne compte de tout désalignement à un angle par rapport au logement du roulement à billes.

Le type de roulement à billes à contact oblique a un côté de la bague extérieure coupé pour permettre à plus de billes de s'insérer. Ces roulements peuvent alors supporter de grandes quantités de charges axiales dans une direction et utiliser plus de billes dans les roulements eux-mêmes. Cela signifie que les ingénieurs les utilisent par paires dans les deux sens pour supporter de lourdes charges, dans une configuration qui en fait des roulements à billes à double rangée à contact oblique. Ces types de roulements à billes varient également en fonction de leur matériau.

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