Roulements à billes de rainure profonde (DGROS) sont sans doute le type de roulement de roulement le plus omniprésent, que l'on trouve dans tout, des moteurs électriques et des appareils électroménagers aux composants automobiles et aux boîtes de vitesses industrielles. Une question fondamentale se pose souvent: Les roulements à billes de rainure profonde peuvent gérer efficacement les deux et Charges axiales? La réponse est nuancée: Oui, ils peuvent accueillir les deux, mais excellent principalement dans les charges radiales et ont des limitations spécifiques concernant la capacité axiale.
Comprendre la conception en double capacité
La clé de la capacité du DGRO à gérer les deux types de charges réside dans sa géométrie fondamentale:
- Rooves profonds et continus: Both the inner and outer rings feature deep, uninterrupted raceway grooves. Cette courbure continue fournit des voies lisses pour les balles.
- Contact de balle de balle: Les rainures profondes permettent un contact intime entre les balles et les deux voies de course le long des arcs importants.
- Chemin de charge axial: Lorsqu'une charge axiale est appliquée (parallèle à l'axe de l'arbre), les balles transmettent la force de l'épaule de rainure d'un anneau à l'épaule de rainure de l'anneau opposé. Les rainures profondes fournissent des surfaces stables pour ce transfert de force.
Cette conception permet intrinsèquement le roulement à transporter des charges axiales dans les deux Directions simultanément, bien qu'avec une capacité nettement inférieure à sa charge radiale.
Caractéristiques de performance: radial vs axial
- Force de charge radiale: Les DGRO sont spécifiquement optimisés pour les charges radiales (les forces agissant perpendiculaires à l'axe de l'arbre). Leur géométrie distribue efficacement les charges radiales à travers plusieurs balles, permettant une capacité de charge radiale élevée par rapport à leur taille.
- Capacité de charge axiale: Bien que capable, la capacité de charge axiale d'un seul roulement à billes de rainure profonde est considérablement inférieure à sa capacité de charge radiale. En tant que directive générale:
- Un DGRO à une seule rangée peut généralement gérer les charges axiales jusqu'à approximativement 25-50% de sa cote de charge radiale statique (C0) . Le pourcentage exact dépend fortement de la série de roulements spécifiques (largeur, profondeur de rainure, courbure) et des tolérances de fabrication.
- Direction: Ils peuvent gérer les charges axiales dans les deux sens.
- Facteurs influençant la capacité axiale: Une capacité axiale plus élevée est favorisée par:
- Roulements plus grands dans la même série.
- Roulements avec des balles plus grandes ou une augmentation du complément de la balle.
- Les roulements fabriqués avec un dégagement interne plus important (par exemple, le dégagement C3 peut gérer un peu plus de charge axiale que C0 avant de subir une précharge préjudiciable).
- Une lubrification appropriée et des vitesses de fonctionnement modérées.
Applications pratiques en tirant parti de la capacité de double charge
Les DGRO sont utilisés avec succès dans d'innombrables applications où des charges combinées modérées (axiale radiale) ou des charges axiales pures sont présentes:
- Moteurs électriques et générateurs: Gestion des forces axiales résiduelles des champs magnétiques ou un désalignement mineur de l'arbre pendant le fonctionnement.
- Boîtes de vitesses: Les charges d'arbre de support où les deux forces radiales des engrenages et la poussée axiale des engrenages hélicoïdales se produisent.
- Pompes et compresseurs: Gérer les charges radiales à partir des traits et une poussée axiale modérée.
- Convoyeurs de manutention des matériaux: Soutien des rouleaux soumis à des charges radiales avec une contrainte axiale.
- Accessoires automobiles: Utilisé dans les alternateurs, les pompes à eau et les tendeurs où les charges sont principalement radiales mais une composante axiale existe.
- Appareils: Trouvé dans les tambours de machine à laver (radial significatif, axial modéré pendant la rotation) et les petits moteurs d'appareil.
Quand une boule de rainure profonde est-elle suffisante et quand les alternatives sont-elles nécessaires?
- Adapté à:
- Principalement des charges radiales.
- Applications avec faible à modéré Charges axiales par rapport à la capacité du roulement.
- Situations nécessitant une charge axiale dans les deux sens.
- Les applications où la simplicité, la rentabilité et les capacités à grande vitesse sont des priorités.
- Envisagez des alternatives (contact angulaire, rouleau effilé) pour:
- Applications dominées par Charges axiales lourdes (poussée pure ou poussée dépassant considérablement ~ 50% de C0).
- Scénarios nécessitant rigidité axiale très élevée ou positionnement axial précis.
- Applications impliquant Charges combinées élevées où le composant axial repousse les limites de la capacité d'un DGRO. Les roulements à billes de contact angulaire ou les roulements à rouleaux effilés sont explicitement conçus pour gérer des charges axiales significatives, individuellement ou en combinaison avec des charges radiales, beaucoup plus efficacement.
Les roulements à billes de rainure profonde possèdent une capacité inhérente à gérer simultanément les charges radiales et axiales, un avantage significatif contribuant à leur utilisation généralisée. Cette capacité à double charge provient directement de leurs rainures profondes et continues. Cependant, leur capacité de charge axiale est fondamentalement limitée par rapport à leur résistance radiale. Les ingénieurs doivent évaluer soigneusement l'ampleur et la direction des charges radiales et axiales dans l'application. Alors que les DGRO sont excellents pour les charges axiales faibles à modérées combinées à des charges radiales, les applications exigeant une poussée axiale élevée ou une rigidité axiale extrême nécessitent des roulements spécifiquement conçus à cet effet principal. Comprendre cet équilibre est crucial pour sélectionner le roulement optimal pour des performances fiables et une longévité.
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