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Montage de Roulements: Règles usuelles Dessins Techniques Dans les machines évo

Montage de Roulements: Règles usuelles Dessins Techniques Dans les machines évoluées, automatisées ou non, les liaisons mécaniques du type pivot, réalisées par roulements, sont parmi les plus nombreuses. Elles reviennent régulièrement dans les projets. Sur le plan pédagogique, les montages de roulements, avec les engrenages et divers éléments de construction, sont particulièrement intéressants car ils permettent les premiers contacts avec la conception des systèmes mécaniques évolués et la notion de projet. L'étudiant, placé en situation d'inventeur ou d'ingénieur, doit faire travailler son imagination, son esprit créatif et utiliser judicieusement certaines notions développées dans cet ouvrage : dessin industriel, normalisation, méthodes d'analyses, qualité, connaissance des composants... 1 - Remarques et suggestions pour la conception Le choix du type de roulement effectué, la conception d'un montage de roulements comporte trois sortes de difficultés : - Le choix des ajustements : arbre /bague intérieure et logement /bague extérieure. - La fixation latérale des bagues de roulement ou « épaulements » - L'étanchéité et le graissage. Recommandations et suggestions : - Faire une conception aussi simple que possible et utiliser un nombre total de pièces ou de composants aussi réduit que possible, ce qui améliore entre autre la fiabilité. - Choisir les pièces auxiliaires nécessaires en priorité dans les séries normalisées : écrous à encoches, circlips, joints... - Limiter le nombre des pièces « sur mesure » ou à fabriquer et les remplacer, chaque fois que c'est possible, par des composants normalisés. - Veiller à la possibilité, à la facilité et à l'ordre de montage de toutes les pièces de l'ensemble. Éliminer les montages impossibles ou difficiles. II - Choix des ajustements 1. Règle En règle générale, chaque roulement d'un même montage a une bague ajustée serrée et l'autre ajustée avec jeu. Le jeu simplifie les assemblages, compense les dilatations et évite les oppositions mutuelles entre les roulements. Règle : si une bague tourne par rapport à la direction de la charge exercée sur le roulement (Fa, Fr ou F ), elle doit être ajustée avec serrage. Si elle est fixe, ou non tournante, par rapport à la direction de cette charge, elle doit être ajustée avec jeu. Remarques: - La charge est fixe par rapport à une bague lorsqu'elle agit toujours au même point pendant une révolution. Elle est tournante si, pendant une révolution, toute la circonférence de la bague reçoit la charge. Si la direction d'une charge forte n'est pas constante, elle sera assimilée à une charge tournante. - Si une bague devant être montée serrée ne l'est pas, elle risque de subir un phénomène de détérioration par roulage. La bague est laminée entre les éléments roulants et l'arbre ou le logement. 2. Normalisation Les diamètres dï et Dr du roulement et leurs tolérances, domaine du fabricant, sont normalisés. Seuls les diamètres da (arbre) et DL (logement) sont à choisir par le concepteur. 1. Ajustements, diamètres à choisir par le concepteur d'un montage. Classe normale = classe 0 = classe 6X = ABEC-1... Les valeurs d'ajustements proposées dans le tableau ci-dessous sont normalisées pour des portées en acier ou en fonte. Il faut prendre des ajustements un peu plus serrés avec les alliages légers et les parois minces. Remarque : les qualités 6 (arbres rectifiés) et 7 (logement rectifiés ou alésés fin) suffisent pour la plupart des constructions courantes. Plus l'intensité de la charge exercée est grande, plus le serrage doit être accentué. III - Fixation latérale des bagues de roulement Elle dépend d'abord de la nature des roulements utilisés : bagues séparables ou non, etc. Les roulements exigeant un montage en opposition (rouleaux coniques et contacts obliques) sont étudiés au paragraphe 3. 2. Règles de montage et symboles utilisés dans la figure 3 pour le repérage des roulements. 1. Règles a) Les bagues, tournantes par rapport à la charge et ajustées serrées, doivent être fixées latéralement ou « épaulées » des deux cotés. b) La fixation latérale des bagues ajustées avec jeu, ou montées glissantes, doit tenir compte des points suivants : - Éliminer toutes les translations possibles de l'arbre par rapport au logement. - Éviter les oppositions mutuelles entre roulements (voir remarque). - Éliminer les mouvements internes parasites : translation d'un roulement ou d'une bague séparable sous l'action des charges... - Supporter au mieux les charges axiales : à partir du plus gros roulement, etc. Remarque : il faut éviter une fixation latérale surabondante. La conjugaison d'un trop grand nombre d'épaulements ou d'épaulements mal choisis avec les ajustements serrés peut entraîner une opposition mutuelle entre roulements. Amplifiée par les dilatations et les tolérances de fabrication, cette opposition crée des tensions internes, diminue la durée de vie de la liaison et peut provoquer sa destruction rapide. 3. Combinaisons usuelles des épaulements (cas général). Voir solutions technologiques usuelles. 4. Solutions usuelles pour réaliser les épaulements du tableau précédent. 2. Exemples a) Exemples utilisant le principe des solutions 1 et 2 Pour ces solutions, les efforts axiaux sont supportés par un seul roulement. Il faut épauler en priorité le roulement le plus proche du point d'application de la charge axiale exercée sur l'arbre. Cela amène une dilatation plus libre de l'arbre, moins de flambage et une cotation fonctionnelle plus large. 5. Exemples de montage obéissant aux principes de la solution 1. Solution 1 : dans les trois exemples, l'arbre est tournant et les charges sur les roulements ont une direction fixe par rapport au bâti. Les bagues intérieures, tournantes par rapport aux charges, sont montées serrées et les bagues extérieures montées glissantes. L'ensemble arbre plus roulements des figures 5A et 5B peut être assemblé indépendamment du logement, ce qui simplifie les montages. La rondelle élastique de la figure 5C ne réalise pas un épaulement ;. elle maintient une légère pression afin d'assurer une meilleure durabilité à cause des vitesses élevées, tout en limitant les bruits de la liaison. 6. Exemples de montage obéissant aux principes de la solution 2. Solution 2 : les bagues extérieures des deux exemples, tournantes par rapport aux charges, sont montées serrées et les bagues intérieures montées glissantes. La figure 6A est un cas de logement tournant avec charges de direction fixe par rapport à l'arbre pour une distance entre roulements assez grande. La figure 6B, arbre de vibrateur, est un cas classique de charge tournante par rapport au bâti. La charge tournante résulte de la force centrifuge engendrée par la masse excentrée solidaire de l'arbre. b) Principe des solutions 3 et 4 7. Exemple obéissant aux principes de la solution 4. 8. Exemple obéissant aux principes de la solution 3. L'ensemble arbre plus roulements, ou logement plus roulements, peut en général être assemblé indépendamment. Un jeu axial de fonctionnement ( J ) est nécessaire pour compenser les dilatations de l'arbre. Des roulements proches l'un de l'autre, ou une liaison courte, limitent les effets de ces dilatations. Les solutions sont mieux adaptées lorsque les efforts axiaux sont toujours dans le même sens. c) Principe des solutions 6 et 7 Ce sont des variantes économiques des solutions 3 et 4 avec moins de pièces adjacentes et moins d'usinages, utilisées lorsque les charges axiales sont faibles ou nulles. Exemples : petits moteurs électriques. Ne pas les confondre avec les montages en X et en O du paragraphe suivant. Il n'y a pas ici d'opposition mutuelle entre les roulements et le fonctionnement exige un léger jeu axial J ou une rondelle élastique. 9. Exemple de montage obéissant aux principes de la solution 7. d) Principe de la solution 5 Toutes les bagues sont épaulées de chaque côté ; l'un des roulements est à bagues séparables pour compenser les dilatations et éviter les oppositions mutuelles. Les efforts axiaux sont supportés par le roulement à bagues non séparables. 10. Exemple obéissant aux principes de la solution 5 avec un roulement à bagues séparables (orange). 3. Montages des roulements à contacts obliques et à rouleaux coniques Du fait de leur structure particulière, ces roulements doivent être montés par paire et en opposition ; ils travaillent en opposition mutuelle. Les groupements, ou les associations possibles sont indiquées ci-dessous. Particularité : ils exigent des usinages et des réglages précis. 11. Principes et caractéristiques des montages en X et en 0. a) Montage en X ou montage direct Ce montage amène les solutions les plus simples et les plus économiques : moins de pièces adjacentes et moins d'usinages. Le montage en X est à préférer dans le cas des arbres tournants avec organes de transmission (engrenages, etc.) situés entre les roulements. Les bagues intérieures, tournantes par rapport aux charges, sont montées serrées et les bagues extérieures montées glissantes. Le réglage du jeu interne de la liaison est effectué sur les bagues extérieures. Les dilatations de l'arbre ont tendance à charger un peu plus les roulements et à diminuer le jeu interne. Exemples (fig. 12 avec variantes) : plusieurs possibilités de réglage sont indiquées. Les rondelles élastiques s'utilisent généralement pour des arbres longs avec risques de dilatation ou dans le cas de roulements surdimensionnés insuffisamment chargés. 12. Exemples de montages en X. b) Montage indirect ou montage en O uploads/Ingenierie_Lourd/ montage-de-roulements.pdf