Une charge élevée ou des conditions difficiles réduisent la durée de vie des roulements, entraînant des défaillances inattendues et des temps d'arrêt coûteux. Des calculs de durée de vie et des stratégies de maintenance appropriés peuvent prévenir ces problèmes et optimiser la longévité du système.
Pour calculer la durée de vie des roulements à rouleaux linéaires, il faut évaluer les charges dynamiques, les contraintes de contact, la dureté de l'arbre, les facteurs de corrosion et les conditions de fonctionnement afin de prévoir avec précision les intervalles de service.
Examinons les principes fondamentaux de la prédiction de la durée de vie des roulements et la manière de maximiser les performances.
Comprendre, calculer et préserver la durée de vie de vos roulements à rouleaux linéaires
Pour estimer la durée de vie d'un roulement, il faut d'abord comprendre charge nominale dynamique (C)la charge dynamique équivalente (P)et la formule de base de la vie :
L10=(CP)p×106L_{10} = \left(\frac{C}{P}\right)^p \times 10^6 révolutions,
où l'exposant p est de 3 pour les roulements à rouleaux.
Par exemple, un roulement avec C = 10 kN et P = 4 kN donne :
L10=(10/4)3×106≈15.6×106L_{10} = (10/4)^3 \times 10^6 ≈ 15.6 \times 10^6 révolutions.
Pour convertir les révolutions en heures :
L10h=L10(rpm/60)L_{10h} = \frac{L_{10}}{(rpm/60)}.
À 600 tr/min :
L10h≈15.6×10610=1.56×106L_{10h} ≈ \frac{15.6×10^6}{10} = 1.56×10^6 heures - une durée de vie étonnamment longue dans des conditions appropriées.
La durée de vie réelle est affectée par la lubrification, la contamination, le désalignement et les variations de charge. Les ingénieurs appliquent un facteur de modification de la durée de vie (a₁-a₄) pour estimer une espérance de vie plus réaliste.
Une lubrification régulière, un montage précis et un contrôle de la contamination permettent de maintenir la durée de vie des roulements à un niveau proche de leur valeur théorique.
Roulements à une et deux rangées de rouleaux dans les mouvements linéaires
Roulements à rouleaux linéaires sont disponibles en configuration à une ou deux rangées, chacune ayant des caractéristiques de vie uniques :
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Roulements à une rangée supportent des charges modérées et permettent des conceptions compactes et rentables. Leur durée de vie est calculée à l'aide de la formule de base L₁₀ avec p = 3.
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Roulements à double rangée peuvent supporter des charges radiales et des moments plus élevés. La durée de vie est estimée en utilisant la charge dynamique équivalente combinée sur les deux rangées :
P=X⋅Fr+Y⋅FaP = X \cdot F_r + Y \cdot F_a,
où X et Y sont des facteurs de charge - et p reste 3.
Les conceptions à double rangée répartissent la charge sur un plus grand nombre d'éléments roulants, ce qui augmente la durée de vie et la rigidité. Cependant, la prévisibilité exige un alignement précis, une précharge adéquate et des stratégies de lubrification bien équilibrées.
Comprendre les nuances entre les systèmes à une ou deux rangées permet un calcul précis de la durée de vie et une meilleure sélection pour votre application.
Dureté de l'arbre et durée de vie des paliers linéaires
La dureté de l'arbre de montage influe considérablement sur la durée de vie de l'arbre de montage. roulements à rouleaux linéaires. Les arbres durs résistent aux éraflures, aux indentations et à la fatigue de surface, ce qui influe directement sur la longévité des roulements.
Exigences typiques :
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Arbres trempés : ≥ HRC 58
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Arbres cémentés : ≥ 60 HRC en surface, 40 HRC à cœur
Sans une dureté suffisante, les rouleaux s'impriment sur les rainures de l'arbre, formant des bosses permanentes et accélérant l'écaillage par fatigue. Cela réduit la durée de vie effective bien en dessous de l'indice L₁₀.
En outre, l'état de surface de l'arbre - avec une rugosité Ra ≤ 0,2 μm - réduit la chaleur de frottement et prévient les micro-piqûres. Une spécification correcte de l'arbre améliore la fiabilité et garantit que la durée de vie en fatigue des roulements reste régie par les calculs de charge dynamique, et non par la déformation du substrat.
Minimiser la corrosion et maximiser la durée de vie
La corrosion est un tueur silencieux de roulements à rouleaux linéaires. Une oxydation ou une exposition chimique, même légère, peut rompre le film lubrifiant, ajouter des particules abrasives et accélérer l'usure.
Principales stratégies anticorrosion :
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Utiliser de l'acier inoxydable, du chrome ou des revêtements résistants à la corrosion pour les bagues et les rouleaux.
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Choisir des lubrifiants contenant des inhibiteurs de rouille.
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Sceller les paliers à l'aide de racleurs, de boucliers ou de couvercles à labyrinthe pour bloquer l'humidité et la poussière.
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Installer dans des environnements contrôlés ou utiliser un déshydratant ou une purge d'air sous pression.
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Établir des routines d'entretien proactives : inspecter les joints, relubrifier et surveiller l'état de la surface.
En réduisant la contamination et la corrosion, les roulements maintiennent les prévisions de durée de vie basées sur les calculs de fatigue, au lieu de tomber en panne à cause d'un endommagement prématuré de la surface.
Résumé
Le calcul et la préservation de la durée de vie des roulements à rouleaux linéaires reposent sur la charge nominale, la dureté de l'arbre, la lubrification, le contrôle de la contamination et la prévention de la corrosion, garantissant ainsi des performances fiables et durables.Pour toute question complémentaire, veuillez contacter [email protected]
