Conception et fonction des roulements à billes

UN roulement à billes est un exemple d'élément roulant non rotatif. Ces types de roulements sont très courants dans toutes sortes de machines, y compris les voitures, les trains, les moteurs, etc. Ces roulements ont une conception différente et des applications différentes. Le principal avantage de ces roulements est qu'ils sont très légers et flexibles, mais aussi qu'ils fournissent un couple élevé. L'autre grand avantage du roulement à billes est qu'il peut résister à des forces de couple importantes et à des charges élevées, ce qui signifie qu'il peut être utilisé pour des applications lourdes et à couple élevé dans des machines lourdes.

Dans certaines circonstances, deux balles peuvent devoir être tournées simultanément. La conception de tels roulements implique qu'un roulement à billes tire un autre roulement à billes vers lui ou qu'un roulement glisse entre un ensemble de billes, tandis qu'un autre tourne autour d'une broche. En général, plus la taille du jeu de balles est grande, plus le frottement au centre du perchoir est faible, tandis que plus la taille du jeu de balles est petite, plus le frottement au centre du perchoir est élevé. Ainsi, afin d'assurer un fonctionnement à grande vitesse et une bonne conservation de l'énergie, il est conseillé d'utiliser des boules de différentes tailles.

Les conceptions de roulements à billes consistent en un rotor qui est monté de manière fixe sur un arbre ou un bras de manivelle. L'arbre et le bras de manivelle sont de préférence en acier pour faciliter de meilleures charges de poussée. Ensuite, la conception comprend un certain nombre de balles de différentes formes et tailles disposées dans une structure en forme de carquois. La conception du roulement à billes peut être l'une des suivantes :

Pour un fonctionnement à grande vitesse et une efficacité énergétique, la plupart des roulements à billes sont fabriqués avec un seul tourillon de type carquois. Cet agencement réduit la quantité d'énergie qui est gaspillée sous forme de chaleur par conduction. Ainsi, la quantité de chaleur est réduite et la quantité de frottement est augmentée. Les carquois sont ensuite montés dans des fraises coniques qui servent à transférer les forces de rotation. La force appliquée aux carquois est principalement nécessaire pour aider à déplacer les rouleaux. Ainsi, la force de rotation générée pendant le fonctionnement peut aider à réduire le gaspillage d'énergie.

Un mécanisme secondaire qui est inclus dans la fabrication de nombreux modèles de roulements à billes est la présence de rouleaux à déplacement radial. Les rouleaux sont montés à l'aide d'une série de boîtes de vitesses qui aident les rouleaux à se déplacer radialement. Le nombre de tels rouleaux requis dépend du poids de la structure qui doit être réalisée, du type d'éléments roulants et du type de roulement.

La figure 19 est l'une des figures de conception les plus connues de l'histoire des conceptions de roulements à billes. La figure 19 fait référence au carter d'engrenage principal qui se trouve au niveau du moyeu ou de l'élément alternatif. La figure 19 est composée d'un boîtier extérieur cylindrique et d'une série d'anneaux intérieurs circulaires. La bague intérieure est montée autour d'un arbre intérieur cylindrique appelé joint d'arbre ; d'où le terme "forces de réaction des roulements à billes".