Timken - Roulements à rouleaux cylindriques

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INGÉNIERIE

TEMPÉRATURES DE FONCTIONNEMENT

TEMPÉRATURES DE FONCTIONNEMENT

Les roulements fonctionnent dans une grande variété d’applications

et d’environnements. Dans la plupart des cas, la température de

fonctionnement du roulement n’est pas un problème. Toutefois,

certaines applications fonctionnent à des vitesses extrêmes ou dans

des environnements soumis à des températures extrêmes. Dans

ces cas, il convient de veiller à ne pas dépasser les températures

limites du roulement. Les limites minimum de températures sont

principalement basées sur les capacités du lubrifiant. Les limites

maximum de température sont, le plus souvent, basées sur les

contraintes imposées par le matériau et/ou le lubrifiant, mais elles

peuvent également reposer sur des exigences de précision imposées

par les équipements dans lesquels sont intégrés les roulements. Ces

contraintes/limites sont exposées ci-dessous.

LIMITES DES MATÉRIAUX

DES ROULEMENTS

Les aciers standard pour roulements ne peuvent pas conserver une

dureté minimum de 58 HRC passé 120 °C (250 °F).

La stabilité dimensionnelle des roulements Timken est gérée par la

sélection adaptée d’un processus approprié de traitement thermique.

Les dimensions des roulements standard coniques et à billes de

Timken sont stabilisées de -54 °C (-65 °F) à 120 °C (250 °F), tandis que

celles des roulements à rouleaux sphériques sont stabilisées jusqu’à

200 °C (392 °F) et celles des roulements à rouleaux cylindriques

standard sont stabilisées jusqu’à 150 °C (302 °F). Sur demande, ces

roulements peuvent être commandés pour des niveaux de stabilité

supérieurs, comme l’indique la liste ci-dessous. Ces désignations

sont conformes à la norme DIN 623.

TABLEAU 19.

Désignation de

Température maximum de fonctionnement

stabilisation thermique

°C °F

S0 150 302

S1 200 392

S2 250 482

S3 300 572

S4 350 662

Avec un produit stabilisé, les transformations microstructurelles

peuvent toujours provoquer quelques changements dans les

dimensions en cours de service. Le revenu continu de la martensite

et la transformation de l’austénite résiduelle figurent parmi ces

transformations. L’amplitude du changement dépend de la température

de fonctionnement, de la durée du travail à cette température, ainsi

que de la composition et du traitement thermique de l’acier.

Les températures dépassant les limites indiquées dans le tableau

19 nécessitent un acier spécial pour hautes températures. Consultez

votre ingénieur Timken pour connaître la disponibilité des références

adaptées aux stabilités thermiques non standard ou des aciers

hautes températures.

Les matériaux conseillés pour l’utilisation des billes, des rouleaux et

des bagues à diverses températures sont répertoriés dans le Tableau

20. Vous y trouverez également les compositions chimiques et les

duretés recommandées, ainsi que des informations sur la stabilité

dimensionnelles.

La température de fonctionnement affecte l’épaisseur et la mise en

place du film lubrifiant ; ces deux paramètres ont un effet direct sur la

longévité. Les températures extrêmement élevées peuvent entraîner

la réduction de l’épaisseur du film, ce qui peut provoquer des contacts

entre les aspérités des surfaces en contact.

La température de fonctionnement peut également affecter les

performances des cages, des joints et des protections, ce qui peut

avoir des répercussions sur les performances du roulement. Les

matériaux de ces composants et leurs températures de fonctionnement

sont représentés dans le Tableau 21.

LIMITES DE LA LUBRIFICATION

Dans les applications lubrifiées à la graisse, il est courant que le

couple de démarrage augmente de manière significative à basse

température. Le couple de démarrage ne dépend pas essentiellement

de la consistance des propriétés de barrage de la graisse. Le plus

souvent, il découle de ses propriétés rhéologiques.

La limite de température des graisses dépend, en général, des

stabilités thermique et d’oxydation de l’huile de base dans la graisse,

ainsi que de l’efficacité des agents antioxydation.

Reportez-vous à la section JOINTS ET LUBRIFICATION page 39, pour

en savoir plus sur les limites de la lubrification.

EXIGENCES DE L’APPLICATION

Le concepteur doit évaluer les effets de la température sur les

performances de l’équipement dont l’étude est en cours. Par exemple,

les broches des machines-outils de précision peuvent être très

sensibles aux dilatations thermiques. Pour certaines broches, il est

important que les élévations par rapport à la température ambiante

soient contenues entre 20 °C et 35 °C (36 °F et 45 °F).

La plupart des équipements industriels peuvent fonctionner à des

températures considérablement plus élevées. Par exemple, les

capacités thermiques des engrenages se basent sur une température

de 93 °C (200 °F). Les équipements tels que les turbines à gaz

fonctionnent en continu à des températures supérieures à 100 °C

(212 °F). Toutefois, le fait de fonctionner à des températures élevées

pendant des périodes prolongées peut affecter l’ajustement sur l’arbre

et dans le logement, si ces derniers ne sont pas correctement usinés

et traités thermiquement.

34 CATALOGUE ROULEMENTS À ROULEAUX CYLINDRIQUES TIMKEN

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