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Guide des roulements

Conçus pour permettre un mouvement linéaire ou rotatif dans un appareil, les roulements sont des éléments utilisés dans une machine pour réduire la friction entre les pièces mobiles et améliorer la rapidité et l'efficacité d'un système. Parallèlement, les roulements sont utilisés pour soutenir d'autres parties d'une machine en supportant des tensions variables.

Lorsque deux pièces métalliques entrent en contact à l'intérieur d'une machine, il se produit un frottement important qui peut entraîner l'usure du matériau à terme. Les roulements réduisent le frottement et facilitent le mouvement grâce à deux surfaces qui roulent l'une sur l'autre.

Selon la conception du roulement, ces surfaces peuvent varier, mais en général les roulements sont constitués de deux anneaux ou disques avec des chemins de roulement, des éléments roulants comme des rouleaux ou des billes qui roulent contre les surfaces métalliques intérieures et extérieures, et une cage qui maintient les rouleaux séparés et les guide.

Ressemblant à des roues, les roulements ont deux fonctions essentielles à l'intérieur d'un système : ils permettent le transfert de mouvement en faisant tourner les composants les uns par rapport aux autres, et ils transmettent les forces en glissant ou en roulant. La charge exercée sur un roulement peut être radiale ou de poussée, en fonction de la construction du roulement.

L'objectif de ce guide est de vous aider à vous familiariser avec les types de roulements les plus courants, leurs particularités de conception et leur mode de fonctionnement, la manière dont ils gèrent les forces, les procédures d'installation et d'entretien appropriées, ainsi que les problèmes les plus fréquents susceptibles d'endommager les roulements à l'intérieur d'une machine.

Table des matières

Chapitre 1

Classification des roulements

Les roulements peuvent être classés selon différents critères, tels que la conception et le mode de fonctionnement, le mouvement autorisé ou la direction de la charge. Du point de vue de la conception, les roulements peuvent être classés en plusieurs catégories :

Paliers lisses – Également appelés douilles, coussinets ou paliers lisses, il s'agit du type de palier le plus simple. De forme cylindrique et sans pièces mobiles, ils sont généralement utilisés dans les machines dont l'arbre est rotatif ou coulissant. Les paliers lisses peuvent être fabriqués en métal ou en plastique et peuvent utiliser un lubrifiant comme l'huile ou le graphite pour réduire le frottement entre l'arbre et le trou dans lequel il tourne. Ils sont généralement utilisés pour les mouvements de glissement, de rotation, d'oscillation ou de va-et-vient.

Roulements à éléments roulants - Ces roulements ont une conception plus complexe et sont utilisés pour supporter des charges plus élevées. Ils sont constitués d'éléments roulants, tels que des billes ou des cylindres, placés entre une bague tournante et une bague fixe. Le mouvement relatif des bagues entraîne le mouvement des éléments roulants, avec peu de frottement et peu de glissement.

En fonction de la forme des éléments roulants, ces roulements peuvent être classés en roulements à billes et en roulements à rouleaux, avec différents sous-types : roulements à rouleaux cylindriques, roulements à rouleaux sphériques, roulements à rouleaux coniques, roulements à aiguilles et roulements d’engrenages.

Roulements à fluides - Comme leur nom l'indique, ces roulements contiennent une couche de fluide entre les surfaces de roulement. Le fluide peut être un liquide pressurisé ou un gaz, et est réparti en une fine couche qui se déplace rapidement entre les bagues interne et externe. Comme les surfaces de roulement ne sont pas en contact direct, il n'y a pas de frottement de glissement dans ce type de roulements, ce qui fait que le frottement et l'usure globaux de ces composants sont beaucoup plus faibles que dans les roulements à éléments roulants.

Roulements magnétiques - Ces roulements utilisent la lévitation magnétique pour supporter les charges, ce qui signifie qu'il n'y a pas de contact de surface à l'intérieur du roulement. En éliminant le frottement et l'usure des matériaux, les paliers magnétiques ont une durée de vie beaucoup plus longue et peuvent supporter les vitesses les plus élevées de tous les types de paliers. Ces composants sont souvent privilégiés dans les applications industrielles telles que le raffinage du pétrole, la manutention du gaz naturel ou la production d'électricité, mais aussi dans les systèmes optiques à vitesse de rotation élevée et dans les applications sous vide.

Nous aborderons plus en détail les types de roulements les plus courants dans les prochains chapitres de ce guide, mais pour l'instant, nous allons poursuivre la classification des roulements.

Un autre critère de classification des roulements est la direction de la charge qu'ils peuvent supporter. De ce point de vue, les roulements sont regroupés en trois grandes catégories : les roulements radiaux, les butées et les roulements linéaires.

L'angle de contact entre le roulement et l'arbre détermine le type de roulement : les roulements radiaux ont un angle de contact inférieur à 45°, tandis que les butées ont un angle de contact supérieur à 45°.

Les roulements linéaires guident les pièces mobiles en ligne droite. Ils sont également appelés douilles à billes et se présentent sous deux formes principales : ronde et carrée.

Les roulements radiaux peuvent supporter des charges appliquées perpendiculairement à l'arbre. Selon leur conception, ils peuvent également supporter des charges axiales, dans une ou deux directions. Les roulements radiaux sont installés perpendiculairement à la ligne axiale de l'arbre. Les paliers lisses - également appelés coussinets - sont souvent utilisés comme roulements radiaux.

Les butées supportent des charges parallèles à l'axe du roulement et sont donc conçues pour résister aux forces exercées dans la même direction que l'arbre (charges axiales).

Selon leur conception, ces roulements peuvent supporter des charges axiales pures dans une ou deux directions, et parfois aussi quelques charges radiales, mais contrairement aux roulements radiaux, ces composants ne peuvent pas supporter des vitesses très élevées.

Remarque: étant donné que les paliers lisses et les roulements peuvent transmettre des charges dans les directions radiale et axiale, le choix du type de roulement dépend des exigences de l'application.

Chapitre 2

Conception des paliers lisses et applications

Comme nous l'avons dit précédemment, il existe deux principaux types de roulements : les paliers lisses et les roulements à éléments roulants. Voyons quels sont les sous-types les plus courants pour chacune de ces catégories, et quelles sont les différences entre eux en termes de conception, de matériaux et d'applications.

Les paliers lisses sont constitués d'une seule surface d'appui, sans aucune partie roulante. Leur conception dépend du type de mouvement requis et de la charge que le palier doit supporter. Ces composants de machines sont plus silencieux que les roulements, moins coûteux et moins encombrants.

En revanche, ils présentent un frottement plus important entre les surfaces, ce qui peut entraîner une plus grande consommation d'énergie dans la machine, et sont plus susceptibles d'être endommagés si des impuretés s'infiltrent dans le lubrifiant.

Les paliers lisses peuvent être fabriqués à partir de différents matériaux, mais ils doivent être durables, resistants à l'usure avec un faible frottement, résistants aux températures et à la corrosion. Souvent, les surfaces d'appui sont composées d'au moins deux éléments, dont l'un est plus mou et l'autre plus dur. Les matériaux les plus courants sont le métal régule ou “Babbitt”, un alliage antifriction à base d’étain ou de plomb auxquels sont ajoutés divers éléments d’alliage.

Bien que les paliers lisses nécessitent souvent une lubrification, ils sont - du moins en théorie - capables de fonctionner indéfiniment, de sorte qu'ils peuvent être utilisés dans des applications où la défaillance de ces composants aurait de graves conséquences. Par exemple, les grandes turbines industrielles telles que les turbines à vapeur des centrales électriques, les compresseurs fonctionnant dans des applications critiques, les moteurs automobiles, les applications marines, etc.

En ce qui concerne les principaux types de paliers lisses, d'un point de vue structurel, il existe trois catégories importantes : les manchons ou coussinets, les paliers fixes et les paliers lisses en deux parties. Une autre classification des paliers lisses distingue les paliers hydrodynamiques et les paliers hydrostatiques.

Rotules lisses

Les rotules ont une bague intérieure avec une surface extérieure convexe et une bague extérieure avec une surface intérieure concave. Les deux bagues sont montées ensemble, il n'y a donc pas d'éléments roulants entre les deux. Toutefois, en fonction des matériaux utilisés pour les bagues, une couche de revêtement peut être appliquée pour réduire l'usure.

Les roulements dont les deux bagues sont en acier nécessitent un entretien, car ils présentent des surfaces de contact de glissement trempées sur les deux bagues. Celles-ci sont revêtues de matériaux tels que le bisulfure de molybdène, le chrome dur ou le phosphate, qui augmentent la résistance à l'usure et à la corrosion. Pour faciliter la relubrification, ces roulements comportent des trous de lubrification et une gorge annulaire.

Les rotules nécessitant un entretien (acier sur acier) conviennent aux applications imposant de lourdes charges alternatives, de lourdes charges statiques ou des chocs.

D'autre part, les rotules sans entretien sont destinées à des applications nécessitant une longue durée de vie sans entretien, par exemple dans des machines et des assemblages où la relubrification serait difficile. Ces rotules sont généralement fabriquées dans des matériaux tels que l'acier et le composite PTFE, le textile PTFE ou l'alliage de cuivre. La capacité à supporter des charges dynamiques est supérieure à celle des rotules acier-acier et, grâce aux matériaux utilisés, ces rotules ont un frottement plus faible.

Embouts à rotule

Les embouts à rotule, également appelés "Rose joints" ou "Heim joints", sont constitués d'une tête en forme d'œil avec une tige intégrée, qui sert de logement à une rotule. Le filetage intérieur est femelle, tandis que le filetage extérieur est mâle.

Le roulement est fixé à l'intérieur du logement, contrairement aux rotules, et offrent des possibilités de désalignement, les embouts à rotule n'ont pas cette caractéristique. Ils sont cependant très faciles à monter, offrent une conception compacte et légère et constituent une bonne alternative à un élément de logement conventionnel. Les embouts à rotule sont souvent utilisés sur les barres de direction, les mécanismes et les tringleries, car ils sont faciles à intégrer dans diverses applications.

Tout comme les rotules, les embouts à rotule peuvent être sans entretien ou nécessiter un entretien. Les embouts à rotule acier-acier et acier-bronze présentent de bonnes surfaces de glissement résistantes à l'usure, mais nécessitent une lubrification régulière. Ils conviennent aux applications soumises à de lourdes charges alternées.

En ce qui concerne les roulements à rotule sans entretien, ils sont généralement fabriqués dans des matériaux tels que l'acier et le PTFE composite ou l'acier et le textile PTFE, les forces de frottement étant dans ce cas beaucoup plus faibles. Ces roulements conviennent aux applications nécessitant une longue durée de vie, où la relubrification serait difficile et où les charges ont une direction constante.

Coussinets

Le type de palier lisse le plus courant est la bague ou le coussinet, qui est un élément indépendant inséré dans un logement pour fournir une surface d'appui. La forme est généralement cylindrique, les configurations standard étant le coussinet lisse et le coussinet à collerette. Les coussinets ont des surfaces intérieures et extérieures droites et des diamètres égaux, tandis que les coussinets à collerette ont une collerette à une extrémité qui sert à positionner l'élément dans un assemblage, et parfois aussi à couvrir les trous de montage et à maintenir le roulement en place.
En outre, les paliers lisses peuvent être revêtus, un matériau différent étant alors utilisé pour les surfaces intérieures et extérieures. Les douilles sont utilisées pour les mouvements linéaires, oscillants et rotatifs, les douilles droites étant adaptées aux charges radiales, tandis que les douilles à collerette sont capables de supporter des charges radiales et axiales dans une seule direction.

Contrairement aux roulements, les paliers lisses - y compris les coussinets - fonctionnent par glissement. Leur construction peut être à une ou plusieurs couches, en fonction de la résistance nécessaire. Les paliers lisses sont fabriqués à partir de divers matériaux et sont souvent autolubrifiants, cette particularité leur assurant un fonctionnement plus souple et une plus grande durabilité.

Les matériaux les plus couramment utilisés pour les bagues sont les métaux coulés et usinés, les céramiques, les composites à fibres enroulées, les matériaux polymères stabilisés et les combinaisons de ces matériaux. En ce qui concerne les lubrifiants, des lubrifiants solides et fluides peuvent être utilisés, mais les lubrifiants solides peuvent généralement fonctionner à des températures plus élevées que les lubrifiants à base d'huile ou de graisse. Pour certaines applications, les bagues fonctionnent à sec, sans lubrification supplémentaire.

Les coussinets peuvent être pleins ou fendus. La différence entre le coussinet plein et le coussinet fendu (roulement enveloppé) est que ce dernier présente une coupe sur sa longueur, pour faciliter l'installation. Le coussinet serré est similaire au coussinet fendu, mais il est serré au niveau de l'entaille qui relie les deux parties.

En général, les bagues linéaires ne sont pas insérées dans un boîtier, mais fixées à l'aide de circlips ou d'anneaux moulés dans le diamètre extérieur de la bague. Lorsque les bagues sont utilisées de la même manière que les rondelles, elles sont appelées rondelles de butée. Il existe toutefois une différence entre les deux : contrairement aux entretoises ou aux rondelles standard, les rondelles de butée doivent supporter une charge et ne doivent pas s'user avec le temps.

Coussinets autolubrifiants

Un type particulier de coussinet est le coussinet autolubrifiant, dans lequel un film lubrifiant solide est créé à l'intérieur du coussinet par le transfert d'une petite quantité de matériau de surface. Cela se produit au cours de la période initiale de rodage du coussinet, mais la quantité de matière transférée est suffisamment faible pour ne pas interférer avec le fonctionnement et les propriétés de résistance à la charge du coussinet.

Le film est en contact avec toutes les pièces mobiles de l'appareil, les lubrifiant et les protégeant, ce qui contribue à prolonger la durée de vie du roulement. De ce fait, il élimine la nécessité d'une lubrification supplémentaire et réduit les coûts de maintenance. Les coussinets autolubrifiants ont l'avantage d'être plus légers grâce à des parois plus minces et d'avoir une excellente résistance à l'usure. Elles peuvent supporter des charges élevées et leur conception simplifiée les rend plus économiques à long terme.

Paliers lisses en deux parties

Également appelés paliers complets, les paliers lisses en deux parties sont utilisés dans les machines industrielles nécessitant des diamètres plus importants, comme les paliers de vilebrequin. Ils sont constitués de deux parties appelées coquilles, qui sont maintenues en place à l'aide de différents mécanismes.

Si les coquilles sont grandes et épaisses, une butée ou une goupille peut être utilisée pour les localiser. La butée est vissée sur le boîtier et la goupille relie les deux coquilles entre elles. Il est également possible d'utiliser une languette sur le bord du plan de joint qui coïncide avec une encoche dans le boîtier, afin d'empêcher le déplacement des coquilles après l'installation.

Chapitre 3

Conception et applications des roulements

Les roulements sont également appelés roulements antifriction, car ils ont un frottement plus faible et des besoins de lubrification réduits par rapport aux paliers lisses. Leur rôle est de supporter et de guider les éléments rotatifs et oscillants d'une machine, tels que les arbres, les roues ou les essieux, et de transférer les charges entre les différents composants d'un ensemble.

Ils sont de taille standard, faciles à remplacer et rentables. En minimisant le frottement et en permettant des vitesses de rotation élevées, ces roulements réduisent la chaleur et la consommation d'énergie, ce qui se traduit par des processus plus efficaces.

Les roulements antifriction se composent généralement de deux chemins de roulement - une bague intérieure et une bague extérieure -, d'éléments roulants qui peuvent être des billes ou des rouleaux, et d'une cage qui sépare les éléments roulants à des intervalles spécifiques et les maintient en place à l'intérieur des chemins de roulement, tout en leur permettant de tourner librement.

Les chemins de roulement sont les composants d'un roulement qui supportent les charges placées sur l'appareil. Lorsqu'un roulement est monté dans un ensemble, la bague intérieure du roulement s'adapte à l'arbre ou à l'axe, tandis que la bague extérieure s'adapte au logement.

Les bagues sont généralement fabriquées en acier spécial allié au chrome, d'une grande pureté et d'une grande dureté, et sont trempées, rectifiées et polies. Des matériaux céramiques et plastiques peuvent également être utilisés, en particulier dans les secteurs où un poids plus léger est nécessaire, par exemple dans l'industrie automobile. Toutefois, ces matériaux ne peuvent pas supporter les mêmes températures ou charges que l'acier.

La cage maintient les éléments roulants en place et les empêche de tomber lorsque le roulement est manipulé. Grâce à la conception du roulement, la charge n'est jamais appliquée directement sur la cage. Ce composant peut être fabriqué selon différentes méthodes, mais les types les plus courants sont les cages pressées, formées et usinées. En ce qui concerne les matériaux, les options habituelles sont l'acier, le plastique et le laiton.

Enfin, les éléments roulants se répartissent en deux catégories principales, qui distinguent également les types de base de roulements : les éléments à billes, que l'on trouve dans les roulements à billes, et les rouleaux, que l'on trouve dans les roulements à rouleaux. Dans le cas des billes, le contact avec les chemins de roulement se fait en des points spécifiques, tandis que pour les rouleaux, les surfaces de contact sont légèrement plus grandes et linéaires.

Ces particularités font que les roulements à billes conviennent mieux aux applications nécessitant des vitesses plus élevées, car les petites surfaces de contact permettent un faible frottement de roulement. Toutefois, les roulements à billes ont une capacité de charge limitée, de sorte que dans le cas d'applications impliquant des charges plus lourdes, les roulements à rouleaux peuvent être préférés. Grâce à leur contact plus important avec les chemins de roulement, les roulements à rouleaux ont un frottement plus élevé et une meilleure capacité de charge, mais des vitesses plus faibles.

Les rouleaux peuvent avoir la forme de cylindres, de cônes, de sphères ou d'aiguilles, et sont fabriqués à partir d'un alliage d'acier chromé de grande pureté, tout comme les billes. Parfois, des matériaux spéciaux tels que la céramique ou le plastique peuvent également être utilisés.

Roulements à billes

Les roulements à billes sont classés en deux groupes principaux, en fonction de la configuration des bagues : les roulements à billes à gorge profonde et les roulements à billes à contact oblique. Ces deux types de roulements peuvent supporter des forces radiales et axiales, et peuvent donc être classés en roulements à billes radiaux et en butées à billes.

Un autre critère de classification est le nombre de rangées de rouleaux - simple, double ou quadruple - et la séparation ou l'absence de séparation entre les anneaux.

Les roulements à billes sont utilisés dans une grande variété d'applications, qu'il s'agisse d'appareils simples comme les planches à roulettes ou de machines ou de moteurs complexes. Dans l'industrie aérospatiale, par exemple, les roulements peuvent être utilisés dans les boîtes de vitesses, les moteurs et les poulies. Les matériaux utilisés pour ces roulements peuvent être non seulement l'acier, mais aussi des céramiques spéciales comme le nitrure de silicium ou l'acier inoxydable 440C revêtu de carbure de titane.

Parmi les autres applications courantes des roulements à billes figurent les moteurs électriques et les générateurs, les pompes et les compresseurs, les souffleries, les ventilateurs, les boîtes de vitesses et les entraînements, les turbines, les machines agricoles, les systèmes de transport, les machines d’extractions pétrolières, la robotique, les vannes industrielles, etc.

Roulements à billes

Les roulements à billes sont le type de roulement le plus courant, et parmi eux, les plus utilisés sont les roulements à billes à gorge profonde. Il s'agit de roulements radiaux qui peuvent avoir une ou deux rangées de billes et qui existent dans différents types de construction, tels que les roulements radiaux de type Conrad ou les roulements radiaux à rainure.

Le nom de ces composés est donné par les profondes rainures formées sur les bagues intérieure et extérieure. Dans la conception Conrad, la bague intérieure est initialement placée dans une position excentrée par rapport à la bague extérieure, et les billes sont insérées dans le roulement à travers l'espace qui se forme entre les deux bagues.

Une fois qu'elles sont réparties uniformément dans le roulement, les bagues deviennent concentriques, et la cage peut donc être ajoutée au roulement. Le rôle de la cage, comme indiqué précédemment, n'est pas de supporter des charges, mais de maintenir les billes en place pendant le fonctionnement.

La bague intérieure est généralement fixée à l'arbre en rotation, tandis que la bague extérieure est montée sur le logement du roulement. Lorsqu'une charge est appliquée sur le logement du roulement, elle est transmise de la bague extérieure aux billes, et des billes à la bague intérieure. Les roulements à billes à gorges profondes conviennent aux applications où les charges et les vitesses sont élevées.

Dans la conception à remplissage par rainure, davantage de billes peuvent être assemblées entre les deux bagues, de sorte que la capacité de charge radiale du roulement est plus élevée que dans les roulements Conrad. Cependant, la capacité de charge axiale de ces composants n'est pas très bonne.

Les roulements à billes sont disponibles en tant que roulements de type ouvert, ce qui permet une lubrification facile, mais présente l'inconvénient que les billes peuvent accumuler de la poussière. Une autre solution consiste à utiliser des roulements avec des flasques métalliques et/ou des joints, lorsque la contamination est modérée. Les roulements avec des flasques ou des joints des deux côtés sont lubrifiés à vie et ne nécessitent donc que peu ou pas d'entretien.

Les roulements avec flasques ou joints sont également appelés roulements étanches. Bien que leur conception puisse varier, les joints sont généralement montés sur la bague extérieure et peuvent prendre la forme de joints sans contact, de joints à faible frottement ou de protections.

Les flasques sont utilisés dans les applications où la bague intérieure tourne et sont montés sur la bague extérieure, formant un espace étroit avec la bague intérieure. Ils protègent de la poussière et de la saleté et sont généralement fabriqués en tôle d'acier. Les joints sont généralement plus efficaces que les flasques, car ils créent des espaces plus étroits avec les bagues intérieures. Ils peuvent être utilisés à des vitesses similaires ou supérieures à celles des flasques et sont fabriqués en tôle d'acier renforcée de NBR ou de matériaux similaires, qui sont résistants à l'usure.

Quant aux cages des roulements à billes, leur construction peut également varier, mais certains modèles courants sont des cages de type ruban en acier ou en feuilles de laiton, des cages rivetées en feuilles de laiton ou en acier, des cages en laiton usiné ou des cages à encliquetage en polyamide 6,6.

En conclusion, les roulements à billes sont des dispositifs polyvalents, adaptés aux vitesses élevées et très élevées, robustes et nécessitant peu d'entretien. Ils peuvent supporter des charges radiales et des charges axiales dans les deux sens et, dans leur version à une rangée, les roulements rigides à billes sont le type de roulement le plus utilisé.

Roulements à billes à contact oblique

Les roulements à billes à contact oblique sont disponibles en différentes versions : à une ou deux rangées, à paires appariées ou à quatre points de contact. Leur construction permet à ces éléments de supporter à la fois des forces axiales et radiales. Ils conviennent donc à des applications avec des charges et des vitesses élevées.

Contrairement aux roulements à billes, les roulements angulaires utilisent des bagues asymétriques, l'angle de contact entre les bagues et les billes étant formé lorsque le roulement est utilisé. Une particularité de ces roulements est que l'une ou les deux bagues - généralement la bague extérieure - ont un épaulement plus haut que l'autre.

Ces roulements fonctionnent correctement lorsqu'ils sont assemblés avec une charge axiale. L'angle de contact varie généralement entre 10 et 45 degrés, et lorsque cet angle augmente, la capacité de charge augmente également.

Les roulements à contact oblique peuvent se présenter sous différentes formes, avec des joints ou des flasques. Ceux-ci servent non seulement de protection contre la contamination, mais aussi de réceptacle pour les lubrifiants. Ces roulements peuvent être fabriqués en acier inoxydable, en matériaux hybrides céramiques ou en plastique, et peuvent être revêtus de chrome, de cadmium ou d'autres matériaux. Ils peuvent également être pré-lubrifiés, re-lubrifiés ou dotés d'une lubrification solide.

Roulements à rouleaux

Les roulements à rouleaux sont classés en différents types en fonction de la forme des éléments roulants. Les principales catégories de roulements à rouleaux sont les roulements cylindriques, les roulements à aiguilles, les roulements coniques et les roulements à rotule sur rouleaux.

Roulements à rouleaux cylindriques

Les roulements à rouleaux cylindriques sont conçus pour supporter de lourdes charges radiales et des charges axiales modérées. Ils contiennent des rouleaux de forme cylindrique conçus pour réduire les concentrations de tensions.

Les rouleaux sont en contact linéaire avec les chemins de roulement et sont généralement en acier. Des matériaux comme le polyamide ou le laiton peuvent également être utilisés dans les roulements à rouleaux cylindriques pour les cages.

Ces types de roulements ont un faible frottement et une longue durée de vie, un faible niveau sonore et une faible production de chaleur, et peuvent être utilisés dans des applications où les vitesses sont élevées. Les roulements à rouleaux cylindriques existent en différents styles, les désignations variant selon le fabricant.

Ces roulements peuvent être classés en fonction du nombre de rangées de rouleaux. De ce point de vue, ces composants de machines sont divisés en roulements à rouleaux cylindriques à une rangée, à deux rangées et à quatre rangées. Dans les modèles à une rangée, pour toutes les désignations, les bagues intérieure et extérieure sont séparables, ce qui signifie que la bague intérieure avec rouleau et la cage peuvent être montées indépendamment de la bague extérieure.

Selon le modèle, les anneaux peuvent être dotés ou non de nervures, ce qui leur permet de se déplacer axialement l'un par rapport à l'autre. Il existe également des modèles sans cage, qui fonctionnent alors avec un ensemble complet de rouleaux, ce qui permet des charges plus élevées mais des vitesses plus faibles.

Les roulements à rouleaux cylindriques sont souvent utilisés dans des industries telles que la production de pétrole, la production d'électricité, l'exploitation minière, les équipements de construction, les engrenages et les entraînements, les moteurs électriques, les souffleries, les ventilateurs, ainsi que les pompes, les machines-outils et les laminoirs.

Roulements à rotule sur rouleaux

Les roulements à rotule sur rouleaux conviennent aux applications à vitesse faible ou moyenne et peuvent supporter de lourdes charges. Étant donné qu'ils sont auto-alignés, ils sont utilisés dans des applications présentant des défauts d'alignement importants, des vibrations et des chocs, ainsi que dans des environnements contaminés.

Généralement fabriqués en acier allié, en laiton, en polyamide ou en acier à faible teneur en carbone, ces roulements sont également disponibles en version chromée.

L'arbre rotatif supporté dans l'alésage de la bague intérieure peut être désaligné par rapport à la bague extérieure, cette particularité étant possible grâce à la forme interne sphérique de la bague extérieure et à la forme des rouleaux, qui ne sont pas sphériques mais cylindriques.

Robustes et conçus pour de lourdes charges radiales, ces roulements ont une longue durée de vie et un faible frottement. Ils sont généralement utilisés dans des applications telles que les boîtes de vitesses, les pompes, les ventilateurs et soufflantes mécaniques, les éoliennes, la propulsion marine et le forage en mer, les équipements miniers et de construction, etc.

En ce qui concerne la conception de ces roulements, ils comportent une bague intérieure avec deux chemins de roulement inclinés par rapport à l'axe du roulement, une cage et une bague extérieure avec un chemin de roulement sphérique commun. Les rouleaux sphériques sont le plus souvent répartis sur deux rangées, cette conception permettant aux roulements de supporter des charges radiales et axiales très importantes.

Les roulements à rotule sur rouleaux peuvent fonctionner à des températures plus basses que les autres roulements, et ils sont disponibles dans des dimensions normalisées, la norme internationale pour ces dispositifs étant ISO 15:1998. Les séries courantes sont les suivantes : 21300, 22200, 22300, 23000, 23100, 23200, etc.

Les roulements sphériques sont disponibles avec des joints et sont livrés lubrifiés. Cette conception réduit la quantité de graisse, protège contre la saleté, la poussière et d'autres contaminants et simplifie l'entretien, prolongeant ainsi la durée de vie des roulements.

Butées à rouleaux coniques

Comme les roulements à rotule sur rouleaux, les butées à rotule sur rouleaux sont conçues pour permettre un désalignement angulaire et une rotation avec un faible frottement, et conviennent pour des charges radiales et de lourdes charges axiales dans une direction.

Ces roulements sont composés d'une rondelle-arbre qui est l'équivalent de la bague intérieure, d'une rondelle-logement qui est l'équivalent de la bague extérieure, de rouleaux asymétriques et d'une cage. Les dimensions extérieures sont normalisées par la norme ISP 104:2002, les séries les plus courantes étant 292, 293 et 294.

Tout comme les roulements à rotule sur rouleaux, les butées peuvent être fabriquées dans différents matériaux, tels que l'acier chromé, le laiton, la tôle d'acier, etc. Ces butées sont utilisées dans des applications à vitesse modérée, notamment dans les turbines hydrauliques, les boîtes de vitesses, les grues, la propulsion marine et le forage en mer, les extrudeuses pour le moulage par injection et les équipements de traitement de la pâte à papier et du papier.

Roulements à aiguilles

Dans les roulements à aiguilles, les éléments roulants ont la forme de minces cylindres qui ressemblent à des aiguilles. Cette conception particulière, dans laquelle la longueur des rouleaux est plusieurs fois supérieure à leur diamètre, les distingue non seulement des autres types de roulements, mais leur confère également une capacité de charge importante.

Utilisés pour réduire le frottement d'une surface tournante dans un ensemble, les roulements à aiguilles ont une section transversale de faible hauteur, sont plus minces que les autres roulements et nécessitent moins de jeu entre l'axe et les éléments environnants.

Avec une plus grande rigidité et des forces d'inertie plus faibles, ces roulements sont idéaux pour les applications avec des mouvements oscillants et fonctionnent bien dans des conditions sévères. Ils permettent également de réduire la taille et le poids des machines et peuvent remplacer les paliers lisses.

Les roulements à aiguilles, les plus petits et les plus légers de la famille des roulements à rouleaux, sont largement utilisés dans l'industrie automobile, dans des composants tels que les compresseurs, les transmissions, les pivots de culbuteurs ou les pompes. Ces roulements sont également couramment utilisés dans les applications agricoles et les équipements de construction, dans les outils électriques portables et les appareils électroménagers.

En ce qui concerne les différents types de roulements à aiguilles, ils sont classés en roulements radiaux et en roulements à butées en fonction de la direction de la charge. Les roulements à butée comprennent les roulements à aiguilles à butées, tandis que les roulements radiaux comprennent les douilles, les roulements à aiguilles pleins, les roulements à aiguilles à cage radiale, les galets de roulement, les roulements à aiguilles usinés pour charges lourdes et les roulements combinés radiaux et de butée.

Les roulements à aiguilles massifs sont dotés d'une bague extérieure avec de fortes nervures intégrées qui maintiennent les rouleaux en place et garantissent des vitesses de fonctionnement élevées. La bague est rectifiée avec précision après avoir subi un traitement thermique, ce qui lui permet de résister à des chocs importants. La cage est également traitée pour augmenter la résistance à l'usure et la rigidité et, si nécessaire, un bombage peut être appliqué pour réduire les charges sur les bords des rouleaux. La bague extérieure comporte un trou ou une rainure de lubrification qui facilite le remplacement du lubrifiant, prolongeant ainsi la durée de vie du roulement.

Les roulements à aiguilles à cage radiale ou les assemblages de roulements à aiguilles et de cages n'ont pas de bague intérieure ou extérieure, leur conception consistant uniquement en un ensemble de roulements à aiguilles maintenus en place par une cage. Cette cage retient les éléments roulants vers l'intérieur et vers l'extérieur et assure une résistance maximale ainsi qu'un guidage précis des rouleaux, même à des vitesses élevées.

Les galets à aiguilles à cage radiale ont une faible section transversale, une capacité de charge élevée et leur conception crée des conditions de lubrification favorables. La cage peut être en acier ou en polymère renforcé de fibre de verre et, si nécessaire, un bombage peut être appliqué aux deux extrémités des rouleaux pour éviter les concentrations de contraintes sur les bords. Les applications courantes comprennent les engrenages planétaires, les pignons de renvoi et les bielles.

Les douilles à aiguilles sont disponibles en version à cage et en version à portée totale, toutes deux dotées d'une bague extérieure en tôle d'acier allié. Cette coquille est étirée avec précision en forme de coupelle et durcie en surface par pressage, ce qui garantit un contact étroit avec les rouleaux. Cette construction confère au roulement une capacité de charge élevée, et comme aucun usinage supplémentaire n'est nécessaire pour la coquille, elle en fait également une solution économique.

Les douilles à aiguilles ont une faible hauteur, ce qui les rend adaptées à la conception de machines compactes et légères. Les parties pliées de la bague extérieure maintiennent les rouleaux en place et empêchent la poussière et la saleté de pénétrer dans le roulement, tout en assurant une bonne lubrification du roulement. Un autre avantage de cette conception est que si l'arbre a une dureté et des dimensions appropriées, le roulement n'a pas besoin de bague intérieure, ce qui permet de gagner de l'espace dans la direction radiale.

Les douilles à aiguilles jointives peuvent supporter des charges égales ou supérieures à celles des roulements à billes et à rouleaux de diamètres extérieurs comparables, et conviennent pour des conditions statiques, de rotation lente et d'oscillation. Elles peuvent être utilisées dans des logements de faible dureté et ont une capacité de charge maximale lorsque les rouleaux sont maintenus en place par de la graisse avant le montage, car les rouleaux ont la plus grande longueur possible.

En ce qui concerne les roulements à cage emboutie, ils peuvent également être utilisés dans des logements de faible dureté, mais leur capacité de charge est inférieure à celle des roulements à bague massive. Ils sont néanmoins excellents pour les applications à grande vitesse et à désalignement d'arbre. La surface de la cage est durcie, ce qui augmente la résistance à l'usure et la rigidité, tout en réduisant le couple de frottement.

Comme la cage crée un espace supplémentaire pour stocker le lubrifiant, ces roulements à aiguilles fonctionnent en douceur et la graisse possède une longue durée de vie. Les applications courantes des douilles à aiguilles sont les pompes à engrenages, les supports d'arbres de boîtes de vitesses générales, les paliers pilotes et les supports de poulies.

Les galets ont des bagues extérieures à parois épaisses qui roulent directement sur un rail et permettent de supporter des charges élevées, tout en minimisant les déformations, les chocs et les contraintes de flexion. Ils sont couramment utilisés dans les guidages de machines, les galets de mât et les arbres à cames, et sont également désignés sous le nom de galets de came.

La bague extérieure est généralement fabriquée en acier chromé à haute teneur en carbone, résistant à la déformation, et comporte des trous pour la lubrification. Si nécessaire, un bombage peut être appliqué sur les rouleaux pour éviter les charges excessives sur les bords. Des rondelles de butée peuvent également être intégrées dans la conception pour améliorer la résistance.

Ces roulements à aiguilles existent en deux versions principales, pour différents types de montage : le type à arcade, qui convient pour un montage sur chape et le type à goujon intégré adapté à un montage en porte à faux. Les roulements de type goujon sont disponibles avec ou sans joints à lèvres et flasques, tandis que les roulements de type arcade sont disponibles soit avec des cages à aiguilles radiales, soit avec des rouleaux cylindriques ou à aiguilles jointifs.

Les butées à aiguilles sont constituées d'un ensemble d'aiguilles maintenues en place par une cage. Elles ont de petites sections et la cage est constituée de deux tôles d'acier embouties avec précision, qui guident les rouleaux avec exactitude et augmentent la rigidité et la résistance à l'usure de l'appareil. Ces roulements transmettent les charges axiales entre deux objets en rotation tout en réduisant le frottement.

Les roulements radiaux et butée combinés sont composées d'une butée à billes ou à rouleaux et d'une butée radiale à aiguilles. Certains d'entre eux sont similaires aux roulements à billes, mais avec une butée supplémentaire. Ces dispositifs sont conçus pour supporter des vitesses et des charges axiales élevées dans des espaces limités, et peuvent être utilisés à la place de rondelles de butée simples, lorsqu'une capacité de charge et des caractéristiques de frottement supérieures sont nécessaires. Les transmissions automatiques constituent une application courante.

Roulements à rouleaux coniques

Les roulements à rouleaux coniques se composent d'une bague intérieure ou cône, d'une bague extérieure ou cuvette, d'une cage et de rouleaux profilés pour répartir uniformément les charges. Ces roulements utilisent des rouleaux coniques guidés par une nervure sur le cône et sont capables de supporter des charges radiales et axiales élevées dans une direction.

Les chemins de roulement des bagues intérieure et extérieure sont des segments de cônes, et les rouleaux sont coniques. Cette conception permet un mouvement coaxial des cônes et aucun mouvement de glissement entre les chemins de roulement et les diamètres extérieurs des rouleaux. Grâce à leur forme, les roulements à rouleaux coniques peuvent supporter des charges plus élevées que les roulements à rotule sur billes.

La bride de la bague intérieure, qui maintient les rouleaux stables, les empêche de sortir. La bague intérieure, les galets et la cage forment un ensemble conique non séparable, tandis que la bague extérieure a la forme d'une coupelle et est séparable. Le cône et la coupelle peuvent être montés indépendamment, et un jeu interne approprié peut être obtenu en ajustant la distance axiale entre ces composants pour deux roulements opposés.

En fonction de l'angle de contact, les roulements à rouleaux coniques peuvent être classés en trois types : angle normal, angle moyen et angle fort. Ils peuvent également être classés en fonction du nombre de rangées :

Roulements à rouleaux coniques à une rangée, qui ont une cuvette et un cône. Cette catégorie comprend les séries TS et TSF (une rangée avec bague extérieure à collerette).

Roulements à rouleaux coniques à deux rangées, qui utilisent une double cuvette (bague extérieure) et deux ensembles de rouleaux à cône unique (bagues intérieures). La série TDO est incluse ici.
Roulements à rouleaux coniques à deux rangées, qui utilisent un ensemble à deux cônes (bague intérieure double) et deux coupelles simples (bagues extérieures). Les séries TDI et TDIT sont incluses ici.

Roulements à rouleaux coniques à quatre rangées, qui utilisent une combinaison de composants doubles et simples, tels que deux cônes TDI, deux cuvettes TS et une cuvette TDO avec des entretoises de cuvette ou de cône. La série TQO est incluse ici.

Les roulements à une rangée ont une capacité de charge axiale plus élevée, tandis que les roulements à deux rangées ont une capacité de charge radiale plus importante et peuvent supporter des charges axiales dans les deux sens. La cage standard est de type à broches, qui peut supporter des charges et des vitesses élevées. Des cages en acier embouti sont généralement utilisées. Dans de nombreuses applications, ces roulements sont utilisés par paires dos à dos pour supporter des forces axiales dans les deux sens.

En outre, les roulements à rouleaux coniques sont disponibles en version métrique :

Les roulements à rouleaux coniques à rangée unique métriques, qui sont conformes à la norme ISO 355:2007. Ils sont adaptés aux boîtes de vitesses, pompes et convoyeurs utilisés dans des applications pour l'industrie électrique, le pétrole et gaz, l'énergie éolienne, l'industrie alimentaire et des boissons ou l'industrie des pâtes et papiers. De plus, ils peuvent être utilisés pour les groupes motopropulseurs, engrenages et centres d'essieu dans les industries de la construction, de l'automobile et minière.

Les roulements à rouleaux coniques à deux rangées métriques, qui se composent de deux roulements à une rangée avec des entretoises appariées individuellement. Ils sont utilisés dans les applications qui nécessitent des capacités de charge élevées et où l'arbre doit être situé axialement dans les deux sens avec un jeu ou une précharge spécifique. L'entretoise de la bague extérieure comporte des trous de lubrification. Ces roulements conviennent à des applications telles que les transmissions par engrenages, les convoyeurs à charbon ou les grues.

Les applications courantes des roulements à rouleaux coniques comprennent les roulements de roues de voitures et de véhicules, les équipements agricoles, de construction et miniers, les boîtes de vitesses, les moteurs et réducteurs de moteurs, les éoliennes, les systèmes d'essieux et les arbres d'hélice.

Chapitre 4

Lubrification et entretien des roulements

Une installation et un réglage corrects jouent un rôle essentiel dans les performances et la durée de vie des roulements, tout comme le lubrifiant. Dans la plupart des cas, la défaillance des roulements n'est pas due à une mauvaise installation ou à des défauts de fabrication, mais à un manque de lubrifiant, à un lubrifiant mal choisi ou contaminé.

Le lubrifiant, qu'il s'agisse d'huile ou de graisse, se répand entre les pièces mobiles d'un roulement et les sépare, réduisant ainsi le frottement et prévenant l'usure. En fonction des conditions de fonctionnement et du lubrifiant choisi, un film protecteur se forme sur les éléments du roulement, le rôle de ce film étant également de dissiper la chaleur de frottement, d'empêcher la détérioration du roulement et de le protéger contre l'humidité, la corrosion et les contaminants.

Un lubrifiant correctement choisi possède les additifs et la viscosité appropriés pour atteindre tous les objectifs mentionnés. Les lubrifiants les plus courants sont l'huile et la graisse, l'utilisation de l'un ou de l'autre étant déterminée par la vitesse de l'application et par l'importance de la charge exercée sur les roulements.

Dans le cas des huiles, la caractéristique la plus importante est la viscosité, le produit adéquat étant déterminé par la température et la vitesse de l'application. Si l'on utilise une huile dont la viscosité est insuffisante, les deux surfaces rotatives entreront en contact, ce qui entraînera non seulement une usure, mais aussi une chaleur de contact et une dégradation rapide des éléments du roulement.

Les huiles les plus courantes pour les roulements sont les huiles à base de pétrole et les huiles synthétiques telles que le silicone, les composés fluorés, les diesters ou les PAO. Les huiles sont généralement choisies pour les roulements ayant des capacités de vitesse et des températures de fonctionnement plus élevées, car elles peuvent évacuer la chaleur des roulements. Dans certains cas, comme les roulements miniatures, les lubrifiants à base d'huile ne doivent être appliqués qu'une seule fois pendant la durée de vie du roulement. Dans les assemblages utilisant des roulements de plus grande taille, une relubrification peut être nécessaire dans le cadre du cycle d'entretien régulier de la machine.

Pour les lubrifiants à base de graisse, les caractéristiques les plus importantes sont la plage de température, le niveau de pénétration, la rigidité et la viscosité de l'huile de base. Les graisses sont constituées d'une base d'huile à laquelle est ajouté un épaississant, les épaississants les plus courants étant des composés organiques et inorganiques, ainsi que des savons métalliques comme le sodium, l'aluminium, le calcium ou le lithium. Des additifs antioxydants, anticorrosion et anti-usure peuvent également être incorporés pour augmenter les performances du lubrifiant.

Il est également possible d'appliquer un film solide et non fluide sur les éléments du roulement afin de réduire le frottement et de prévenir l'usure. Ces films sont utilisés dans des situations particulières où l'huile ou la graisse ne peuvent pas survivre, et ils comprennent des options telles que les films de graphite, d'argent, de PTFE ou d'or. Par exemple, dans une application soumise à des températures extrêmes ou à des radiations, un lubrifiant à base d'huile ou de graisse peut ne pas offrir une protection adéquate, d'où la nécessité d'utiliser un lubrifiant plus durable tel qu'un film solide.

Dans la plupart des cas, la graisse est un bon choix pour la lubrification des roulements. Plus économique que l'huile, la graisse est facilement retenue dans le roulement et facile à appliquer. Toutefois, elle ne convient pas aux applications nécessitant une évacuation de la chaleur par circulation d'huile, ni aux boîtes de vitesses nécessitant de l'huile de lubrification.

De même, si les conditions de fonctionnement exigent une relubrification des roulements avec de la graisse à des intervalles trop courts, ce qui prend trop de temps et devient trop coûteux, ou si l'élimination ou la purge de la graisse devient trop coûteuse et difficile à gérer, il est préférable de choisir une huile lubrifiante.

Voir notre article sur le choix du meilleur lubrifiant.

Niveaux de lubrification et relubrification des roulements

Une fois le lubrifiant choisi, il est important d'en appliquer la bonne quantité sur le roulement. L'utilisation d'une quantité excessive de lubrifiant peut entraîner un échauffement excessif et endommager le roulement. La vitesse, les charges et le niveau sonore peuvent tous être influencés par la quantité de lubrifiant utilisée.

En fonction du type de roulement, de lubrifiant choisi et de l'application, les fabricants peuvent recommander différents niveaux de lubrification, qui sont indiqués en pourcentages. Le lubrifiant pénètre dans l'espace libre à l'intérieur d'un roulement et dans le logement. Cet espace est important car il permet à la chaleur de s'échapper des zones de contact du roulement. Si l'on ajoute trop de graisse, cela peut entraîner une surchauffe et une défaillance prématurée du roulement.

C'est pourquoi il est généralement recommandé de remplir de 20 à 40 % l'espace intérieur libre d'un roulement, un pourcentage plus faible étant généralement spécifié pour les applications à vitesse élevée et à faible couple, et un pourcentage plus élevé pour les applications à vitesse faible et à charge élevée. Pour le logement, un remplissage de l'espace libre de 70 à 100 % peut être acceptable si l'application implique une faible vitesse et que le risque de contamination est élevé.

N'oubliez pas que le niveau de remplissage initial est également influencé par la méthode de relubrification choisie. Les méthodes courantes de relubrification d'un roulement sont la relubrification manuelle, la relubrification automatique et la relubrification continue.

> La relubrification manuelle est pratique et permet un fonctionnement ininterrompu.

> La relubrification automatique évite le sur-graissage et le sous-graissage et est couramment utilisée dans les assemblages où plusieurs points doivent être lubrifiés, ou lorsque l'accès aux positions est difficile. C'est également le meilleur choix lorsque l'équipement est exploité à distance et qu'il n'y a pas de personnel de maintenance.

> La lubrification continue est utilisée dans les applications où les intervalles de relubrification sont trop courts, en raison des effets néfastes de la contamination. Dans ce cas, le remplissage initial du carter sera de 70 à 100 %, en fonction des conditions de fonctionnement.

Conseils d'entretien pour les roulements

La manipulation et l'entretien corrects de vos roulements prolongent leur durée de vie et optimisent leurs performances. Utilisez cette liste de contrôle de base pour réduire le temps, la main-d'œuvre et les coûts de maintenance.

> Manipulation des roulements : manipuler les roulements avec précaution pour éviter de rayer les surfaces. Manipulez-les toujours avec des mains propres et sèches, ou utilisez des gants en toile propres. Ne manipulez pas les roulements avec des mains grasses ou humides, car cela peut rapidement entraîner une contamination.

> Stockage des roulements : conserver les roulements enveloppés dans du papier résistant à l'huile, dans un environnement frais et propre, à faible humidité, à l'abri de la poussière, des vibrations et des chocs. Après avoir manipulé un roulement, placez-le sur une surface propre et sèche afin d'éviter toute contamination. Ne sortez pas le roulement de son emballage d'origine tant que vous n'avez pas besoin de le monter, et stockez-le à plat, pas debout.

> Nettoyage des roulements : utilisez toujours des solvants ou des huiles de rinçage non contaminés et évitez d'utiliser des déchets de coton ou des chiffons sales pour essuyer un roulement. Utilisez des récipients séparés pour le nettoyage et pour le rinçage final d'un roulement usagé.

> Montage des roulements : utilisez la bonne technique et les bons outils pour monter un roulement. Environ 16 % des défaillances de roulements sont imputables à un mauvais montage ; veillez donc à éviter un ajustement trop lâche ou trop serré. Avant le montage, vérifiez que toutes les pièces sont propres et en bon état, et que le lubrifiant est correctement choisi. Ne lavez pas le roulement avant de le monter s'il provient directement d'un emballage.

Ne pas donner de coups de marteau ou appliquer une force directe sur le roulement ou sa bague extérieure, car cela peut entraîner des dommages et un désalignement des éléments. Pour les roulements de petite et moyenne taille, le montage à froid ou le montage mécanique est généralement recommandé. Le montage à chaud est généralement plus approprié pour les roulements de taille relativement importante, tandis que pour les roulements de très grande taille, le montage hydraulique peut être recommandé.

> Utilisation des outils appropriés : des outils spécialisés sont disponibles pour le montage et le démontage des roulements - arracheurs de roulements, kits d'outils de montage, outils d'injection d'huile, réchauffeurs à induction et écrous hydrauliques. Tous ces outils sont adaptés pour garantir un montage correct et un montage en douceur, afin de minimiser le risque d'endommagement des roulements.

> Inspection des roulements : pour prévenir les défaillances des roulements, il est nécessaire de les inspecter pendant et après leur fonctionnement. Pour les inspections en cours de fonctionnement, vérifiez la température, le bruit et les vibrations et examinez le lubrifiant pour déterminer s'il doit être remplacé ou réapprovisionné. Après le fonctionnement, il faut examiner le roulement et chacun de ses composants pour déterminer s'il y a des changements. Les causes courantes de défaillance des roulements et leurs solutions sont abordées dans le dernier chapitre de ce guide.

Chapitre 5

Causes fréquentes des dommages causés aux roulements

Un roulement est généralement utilisable jusqu'à la fin de sa durée de vie, mais il peut aussi subir des dommages plus tôt en raison d'un montage, d'un ajustement, d'une lubrification ou d'une manipulation inadéquats. Les principaux modes de défaillance et leurs sous-causes sont décrits dans la norme ISO 15243 et sont basés sur les dommages visibles sur les surfaces de contact des éléments roulants ou sur d'autres surfaces fonctionnelles des roulements.

Ces modes de défaillance sont les suivants :

La fatigue, qui peut être déclenchée en surface ou sous la surface.
L'usure, qui comprend l'usure par abrasion et l'usure par adhérence.
La corrosion, qui comprend la corrosion par l'humidité et la corrosion par frottement (avec les sous-causes de la corrosion de contact et de la fausse brillance).
L'érosion électrique, qui comprend les fuites de tension et de courant excessives.
La déformation plastique, qui comprend la surcharge, les entailles dues à des débris et les entailles dues à la manipulation.
La rupture et la fissuration, qui comprennent la rupture forcée, la rupture par fatigue et la fissuration thermique.

La fatigue se produit en raison de contraintes répétées sur les surfaces de contact entre les éléments roulants et les chemins de roulement, et entraîne des changements dans la structure du matériau. Elle est visible sous forme d'écaillage ou d'effritement et se produit principalement en surface, la cause de ce type de dommage étant généralement une lubrification inadéquate. La fatigue sub-superficielle est rare et se produit après de très longues périodes de fonctionnement. Pour prévenir ce type de dommages, il convient de vérifier et d'ajuster le type et l'état de la graisse, ainsi que les conditions d'étanchéité et de charge.

L'usure se produit lorsque de fines particules étrangères pénètrent dans le roulement. Il peut s'agir de sable ou de fines particules métalliques provenant de la rectification ou de l'usinage, ainsi que de particules métalliques provenant de l'usure des engrenages. Ces particules étrangères peuvent provoquer un jeu interne et un défaut d'alignement, réduisant ainsi la durée de vie du roulement. Une solution pour prévenir ce type de dommages consiste à ajouter des joints à l'ensemble du roulement ou à utiliser des paliers avec des cages en polymère. Le changement de type de graisse peut également s'avérer utile.

La corrosion se produit lorsque de l'eau ou des agents corrosifs pénètrent en grande quantité dans les paliers. Dans ce cas, le lubrifiant ne peut plus assurer une protection adéquate et la rouille se forme. La corrosion par frottement se produit lorsqu'il y a des micro-mouvements entre les surfaces des roulements, dans certaines conditions, par exemple lorsqu'il y a un mouvement entre une bague de roulement et un arbre. De petites particules se détachent alors de la surface. Lorsqu'elles sont exposées à l'oxygène, les particules s'oxydent, ce qui endommage le roulement.

L'érosion électrique apparaît lorsque le courant électrique traverse le roulement. Elle peut être causée par des dispositifs de retour à la terre qui ne fonctionnent pas correctement ou par des mises à la terre incorrectes lors du soudage.

La déformation plastique peut être causée par différents facteurs, tels que la surcharge due à des charges statiques ou à des chocs, ou des entailles dues à des débris ou à une mauvaise manipulation. Un montage incorrect, des coups sur les éléments roulants, la cage ou les bagues, des particules étrangères qui pénètrent dans la cavité du roulement peuvent tous provoquer une déformation plastique.

La rupture et la fissuration peuvent se produire lorsque le roulement est soumis à une charge excessive, à la suite d'un montage ou d'une manipulation incorrecte, ou parce que la taille et la capacité du roulement ne sont pas adaptées à l'application. Ce type de dommage peut également se manifester sous la forme d'une fissuration thermique, qui se produit dans la bague intérieure ou extérieure lorsque le mouvement de glissement provoque un fort échauffement par frottement.

Le tableau ci-dessous décrit certains des problèmes les plus courants que vous pouvez observer avec des roulements endommagés, ainsi que les causes et les solutions potentielles à ces types de dommages.

Problème observé