Dans
un couple conique, les roulements à rouleaux coniques sont très utilisés pour
le montage de la couronne et du pignon d’attaque en raison de leur capacité à
supporter des charges axiales et radiales très importantes. Toutefois ce roulement,
de par sa conception, ne peut supporter des charges axiales que dans un seul
sens, ce qui oblige à le monter en opposition avec un second roulement. Ils ne
sont pas adaptés à des régimes de rotation très élevés.
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| ©
andré abadia La cage ne sert qu’à guider les rouleaux, elle permet qu’ils restent équidistants et évite qu’ils ne se mettent en travers. |
Le montage des roulements à rouleaux coniques
Deux montages sont généralement utilisés :
Le montage direct (ou en X) :
Il est souvent employé lorsque l’arbre est tournant. Le montage est dit en X lorsque les perpendiculaires aux chemins de roulement dessinent un X.
Le montage indirect (ou en O) :
Il
est souvent utilisé lorsque c’est l’élément extérieur qui tourne, c’est celui
qui assure une rigidité et une stabilité maximale. Les perpendiculaires aux
chemins de roulement dessinent un O.
Montage indirect (ou en O) :
Pour un faible écartement des roulements, le montage indirect ou en O procure une rigidité et une stabilité de l’arbre maximale ce qui est recherché, par exemple, dans le cas du montage du pignon d’attaque.
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| ©
DR Montage indirect ou en O. |
Ce
montage étant hyperstatique, il nécessite un usinage très précis pour que les
paliers soient parfaitement bien alignés. Il est donc nécessaire de prendre
toutes les précautions d’usage lors du remontage : nettoyage parfait,
ébavurage, montage soigné des roulements.
Lorsque les roulements atteignent leur température de fonctionnement, trois situations de montage peuvent s’envisager :
Si
l’écartement entre les roulements est prévu optimal, la dilatation du roulement
n’aura pas d’effets sur son réglage, car les dilatations axiales et radiales se
compensent.
Si
l’écartement est très grand, le jeu va augmenter (la précharge va diminuer).
Si
l’écartement est très faible, le jeu va diminuer (la précharge va augmenter).
Montage direct (en X) :
Le montage s’avère plus simple et l’usinage moins rigoureux.
La
couronne qui entraîne le boîtier du différentiel utilise un montage direct.
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| © CNH Dans ce montage direct en X, les roulements supportent la couronne fixée sur le boitier du différentiel. Le jeu de denture est déterminé par les cales situées à droite. La précharge s’effectue par la vis rouge située à gauche. Elle agit sur la cage extérieure du roulement. |
Sur
certains montages ou l’arbre est particulièrement long (par exemple sur les
moissonneuses batteuses), les roulements sont montés avec du jeu. En effet,
lors de la montée en température du roulement, le cône dissipe sa chaleur vers
l’arbre qui se dilate et de ce fait, supprime le jeu.
Le réglage des roulements à rouleaux coniques
Etant donné que les roulements à contact oblique ne supportent des charges radiales que dans un seul sens, ils doivent être montés par paire et nécessitent un réglage.
Un
montage avec jeu, sans jeu ou bien avec précharge est choisi par le
constructeur en fonction des conditions de fonctionnement.
Les roulements peuvent parfois être livrés montés et préréglés ensemble pour des applications particulières comme certains moyeux de roue. On dit alors qu’ils sont appariés.
Plus la charge et plus le régime de rotation sont élevés et plus la température de fonctionnement des roulements augmentera.
Durant
la phase de rodage la température du roulement augmente davantage et peut
atteindre 60 à 70 °C, si le roulement est bien réglé, cette élévation de
température doit diminuer après quelques heures de fonctionnement. Une fois la
période de rodage et de stabilisations des paliers achevée, le jeu ne varie
pratiquement plus.
Le but du réglage des roulements à contact oblique est d’obtenir des conditions optimales de fonctionnement une fois la phase de rodage terminée, puis lorsque la température de fonctionnement normale est atteinte.
La température dépend de la charge appliquée au roulement en fonctionnement normal.
Dans le cas d’un moyeu de roue, ont peut toujours vérifier et réajuster le réglage après quelques heures de fonctionnement, ce n’est pas le cas du couple conique qui n’est plus accessible après remontage. Il faut donc être très rigoureux lorsque l’on effectue les réglages.
Le jeu diamétral est toujours proportionnel au jeu axial, il est fonction de l’angle de la cuvette.
Les roulements à contact oblique ont un jeu nul lorsque les différents éléments sont en contact sans application de charge : c’est le point zéro.
Le
point zéro permet d’obtenir une libre rotation sans jeu, à partir de laquelle
ont peut suivant les besoins du montage déterminer :
Un
jeu positif : on mesure alors un jeu mécanique.
Un
jeu négatif : on mesure alors une précharge.
Le point zéro pourrait constituer le point de départ du réglage, la difficulté est qu’il est pratiquement impossible de vérifier la condition du jeu zéro par mesure ou par jugé.
On
peut déterminer avec précision le point zéro de plusieurs manières :
En
appliquant diverses charges axiales et en mesurant l’espace de calage
correspondant,
En
mesurant le jeu axial pour diverses épaisseurs de calage.
En utilisant la relation entre le moment de rotation et la charge appliquée au roulement.
Dans
le cas du couple conique, tant pour les roulements du pignon d’attaque que pour
les roulements de la couronne (du boîtier du différentiel) on effectue un
montage préchargé.
Dans
la plupart des cas ce montage n’est pas nécessaire au fonctionnement des
roulements mais à celui du couple conique car il permet un positionnement
précis et stable des pignons entre eux donc un meilleur rendement.
La
précharge augmente la rigidité du mécanisme mais également les frottements. La précharge
induit une élévation de la température de fonctionnement et tend à réduire la
durée de vie des roulements.
Une
précharge supérieure à la précharge optimale n’augmente pas la rigidité, mais
limite la durée de vie des roulements.
Si le roulement est monté libre et sans jeu, théoriquement lorsque l’on va appliquer une charge radiale, la moitié des rouleaux va être sollicitée.
Si,
à partir du point zéro on attribue un jeu, moins de la moitié des corps
roulants vont être en contact avec la cuvette pour supporter la charge et la
durée de vie du roulement va diminuer sensiblement.
Si
à une précharge excessive on ajoute la charge normale que doit supporter le
roulement on réduit considérablement sa durée de vie.
Le meilleur résultat est obtenu en attribuant une légère précharge qui garantit une bonne répartition des efforts sur un maximum de rouleaux ainsi qu’une bonne rigidité indispensable au bon fonctionnement du couple conique.
La
précharge reste délicate à déterminer et plus difficile à évaluer qu’un jeu,
c’est la raison pour laquelle un soin particulier doit être apporté au réglage
des roulements d’un couple conique.
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| © andré abadia Les roulements qui permettent le guidage du pignon d’attaque doivent résister à des efforts axiaux importants. S’ils prenaient du jeu, la détérioration des pignons serait inévitable. Ils doivent être montés avec une précharge. |
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© andré abadia La méthode préconisée par la majorité des constructeurs consiste à appliquer une force au bout d’un bras de levier déterminé. Le couple de rotation engendré permet d'attribuer la précharge nécessaire. |
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