Les roulements à rouleaux sont des roulements dans lesquels des rouleaux cylindriques, coniques ou en forme d’aiguilles roulent comme éléments roulants entre la bague intérieure et la bague extérieure. Contrairement au roulement à billes, il en résulte un contact linéaire entre l’élément roulant et la piste de roulement – ce qui permet des charges radiales nettement plus élevées dans une construction compacte et fait du roulement à rouleaux le premier choix pour les montages fortement sollicités.
Conception et fonctionnement d’un roulement à rouleaux
Comme tous les roulements, un roulement à rouleaux se compose de quatre éléments de base : bague intérieure, bague extérieure, éléments roulants (ici : rouleaux) et une cage, qui maintient les rouleaux à intervalles réguliers. La particularité réside dans la géométrie des rouleaux : grâce au contact linéaire, la charge se répartit sur une surface plus grande que dans un roulement à billes – cela réduit la pression de Hertz et augmente considérablement la capacité statique et dynamique.
Les types de roulements à rouleaux
Roulement à rouleaux cylindriques
Les rouleaux cylindriques tournent parallèlement à l’axe du roulement. Ils reprennent des charges radiales très élevées, mais ne conviennent que de manière limitée aux charges axiales. Applications typiques : réducteurs, moteurs électriques et broches principales de machines-outils.
Roulement à rouleaux coniques
Des rouleaux coniques roulent sur des pistes de roulement coniques. Ils peuvent reprendre à la fois des charges radiales et axiales élevées et sont montés par paires afin de reprendre les efforts dans les deux sens. Utilisés par exemple dans les boîtes de vitesses de véhicules, les roulements de roues et les machines-outils.
Roulement à aiguilles
Les roulements à aiguilles utilisent des rouleaux très fins et longs (aiguilles). Cela permet une capacité élevée pour une hauteur de section extrêmement faible – idéal pour les espaces de montage réduits comme les trains planétaires ou les arbres de transmission à cardan.
Roulement à rotule sur rouleaux
Des rouleaux en forme de tonneau et des pistes de roulement bombées rendent ce type auto-aligneur : il tolère des flexions d’arbre et des défauts d’alignement jusqu’à plusieurs degrés. Utilisé surtout dans les machines à papier, la construction de machines lourdes et les éoliennes.
Roulement à rouleaux à contact oblique
Les roulements à rouleaux à contact oblique combinent des charges radiales et des moments élevés avec une rigidité élevée. Ils sont utilisés en particulier dans les couronnes d’orientation, chez Franke avec le type LVG.
Roulement à rouleaux ou roulement à billes – quel type choisir ?
| Propriété | Roulement à rouleaux | Roulement à billes |
|---|---|---|
| Type de contact | linéaire | ponctuel |
| Capacité radiale | très élevée | moyenne |
| Vitesse de rotation max. | moyenne | élevée |
| Charge de choc | bien adapté | limité |
| Tolérance d’alignement | généralement faible (sauf roulements à rotule sur rouleaux) | faible |
| Application typique | réducteurs, tables rotatives, grues | moteurs électriques, pompes |
Domaines d’application typiques des roulements à rouleaux
- Technique médicale – bras plafonnier, tomodensitomètre, appareil de radiographie à arceau
- Robotique & automatisation – robot articulé, changeur d’outils
- Intralogistique – mécanisme de direction pour véhicules à guidage automatique (AGV)
- Véhicules spéciaux – affûts tournants sur véhicules d’intervention et véhicules à chenilles
- Technique des antennes – roulements d’antennes, antennes satellites
- Technique de prise de vue – grue de caméra
Roulements à rouleaux Franke : le principe du roulement à fils
Franke développe des roulements à rouleaux qui vont bien au-delà du standard. Avec le principe du roulement à fils, des fils d’acier insérés dans la construction du client assurent la fonction de la bague intérieure ou extérieure. Les éléments roulants roulent directement sur ces fils – cela permet de gagner du poids et de l’espace d’installation.
Les roulements à rouleaux à contact oblique de type LVG de Franke sont particulièrement adaptés aux moments élevés dans les couronnes d’orientation : couronne d’orientation à deux rangées en aluminium avec une capacité de moment élevée, diamètre 200 à 400 mm.
Autres roulements à rouleaux Franke à rouleaux croisés :
- Type LEW – roulement à fils à rouleaux croisés pour une rigidité élevée et des moments élevés, diamètre 150 à 400 mm
- Type LVW – couronne d’orientation prête à monter en aluminium anodisé à rouleaux croisés, diamètre 200 à 500 mm
En savoir plus sur le principe du roulement à fils | Aperçu des produits roulements
Questions fréquentes sur les roulements à rouleaux
Qu’est-ce qu’un roulement à rouleaux ?
Un roulement à rouleaux est un roulement qui utilise des rouleaux cylindriques, coniques ou en forme d’aiguilles comme éléments roulants. Contrairement au roulement à billes, le contact entre rouleau et piste est linéaire et non ponctuel. Cela permet des charges radiales nettement plus élevées pour une construction compacte.
Quelle est la différence entre un roulement à rouleaux et un roulement à billes ?
La différence principale réside dans la surface de contact entre élément roulant et piste : les roulements à billes ont un contact ponctuel et conviennent aux vitesses élevées sous charge modérée. Les roulements à rouleaux ont un contact linéaire qui autorise des charges radiales plus élevées mais limite la vitesse maximale. Ils sont donc idéaux pour les montages lents et fortement chargés.
Quels types de roulements à rouleaux existe-t-il ?
Les principaux types sont : roulements à rouleaux cylindriques (charge radiale élevée, faible charge axiale), roulements à rouleaux coniques (charges radiales et axiales combinées), roulements à aiguilles (très faible hauteur de section et grande capacité de charge), roulements à rotule sur rouleaux (autoalignants en cas de défaut d’alignement) et roulements à rouleaux à contact oblique (charges combinées élevées, par ex. dans les couronnes d’orientation). Le choix dépend du cas de charge, de la vitesse et de l’espace disponible.
Quand utiliser un roulement à rouleaux plutôt qu’un roulement à billes ?
Les roulements à rouleaux sont le meilleur choix pour des charges radiales élevées, des vitesses faibles à moyennes, des chocs et vibrations et lorsqu’une grande capacité de charge statique est requise. Applications typiques : réducteurs, laminoirs, grues de chantier, machines-outils lourdes et tables rotatives. Pour des vitesses très élevées ou de petites charges combinées, les roulements à billes sont préférables.
Comment fonctionne le principe du roulement à fils Franke pour les roulements à rouleaux ?
Dans les roulements à fils Franke, les pistes ne sont pas fabriquées en bagues d’acier massives mais remplacées par des fils d’acier insérés dans la construction du client. Les éléments roulants roulent directement sur ces fils. Cela économise du poids et de l’espace, car les bagues extérieures et intérieures massives sont supprimées et la piste de roulement est intégrée directement dans la pièce de logement.
Autres termes du glossaire Franke : Roulement | Roulement à billes | Couronne d’orientation
Franke fabrique aussi des roulements sur mesure selon vos exigences : Programme individuel roulements