Roulements rigides à billes sont largement utilisés dans divers équipements mécaniques en raison de leur forte capacité de charge, de leur bon fonctionnement et de leur entretien facile. Cependant, dans les applications pratiques, l’impact des changements de température sur les performances des roulements constitue un problème qui ne peut être ignoré. En particulier dans les environnements à haute température, la dilatation thermique peut avoir un impact significatif sur les performances de fonctionnement des roulements à billes à gorge profonde, conduisant à une panne de l'équipement. Par conséquent, comprendre les caractéristiques de dilatation thermique des roulements à billes à gorge profonde et savoir comment gérer les problèmes causés par les changements de température est crucial pour garantir leur fonctionnement stable à long terme.
Caractéristiques de dilatation thermique des roulements à billes à gorge profonde
La plage de températures de fonctionnement des roulements à billes à gorge profonde se situe généralement entre -20°C et 120°C. Lorsque la température de l'environnement de travail dépasse cette plage, le matériau du roulement subit une dilatation thermique. La dilatation thermique fait référence aux changements dimensionnels qui se produisent dans les matériaux lorsque la température augmente. Ce changement peut avoir de nombreux effets sur les performances du roulement.
Modifications dimensionnelles : Les dimensions de la bague intérieure, de la bague extérieure et des éléments roulants des roulements à billes à gorge profonde augmenteront à mesure que la température augmente. Si la température change trop, les dimensions de chaque composant du roulement s'écarteront, ce qui peut entraîner une mauvaise coordination des bagues intérieure et extérieure, augmenter la friction et l'usure, voire provoquer un blocage.
Changements d'écart : L'écart entre les bagues intérieure et extérieure d'un roulement change avec la température. Dans les environnements à haute température, un jeu trop petit peut provoquer une friction excessive des roulements, augmenter la perte d'énergie et l'accumulation de chaleur, accélérant ainsi l'endommagement des roulements.
Diminution des performances de lubrification : les températures élevées ont également un impact important sur l'huile ou la graisse de lubrification des roulements. La viscosité de l'huile lubrifiante diminue à mesure que la température augmente, ce qui entraînera un mauvais effet de lubrification, une augmentation de la friction et une usure accélérée des roulements.
Effet des changements de température sur les performances des roulements
L'influence des changements de température sur les roulements à billes à gorge profonde peut se manifester sous les aspects suivants :
Frottement et usure accrus : en raison des modifications du jeu provoquées par la dilatation thermique, le contact entre les éléments roulants et les chemins de roulement du roulement peut devenir irrégulier, entraînant une friction accrue. Un frottement excessif au fil du temps peut provoquer une usure prématurée des roulements et réduire leur durée de vie.
Précision réduite : des températures élevées peuvent entraîner une diminution de la dureté du matériau du roulement, ce qui affecte à son tour la précision du roulement. Une précision réduite provoquera des vibrations et du bruit dans le roulement lors d'un fonctionnement à grande vitesse, affectant la stabilité et la fiabilité de l'équipement.
Défaillance de la lubrification : lorsque la température augmente, la viscosité de l'huile lubrifiante diminue et l'effet de lubrification s'aggrave. Une lubrification insuffisante entraînera une augmentation de la résistance au frottement et une surchauffe des composants du roulement, aggravant encore l'usure et pouvant même conduire au grippage et à la brûlure.
Problèmes de montage causés par la dilatation thermique : dans des conditions de température élevée, les degrés de dilatation des bagues intérieure et extérieure sont différents, ce qui peut entraîner un jeu de montage inapproprié et affecter le fonctionnement normal du roulement. Dans des cas extrêmes, la bague intérieure peut se dilater trop et se coincer dans le siège du roulement, provoquant l'arrêt de l'équipement.
Comment éviter les dysfonctionnements causés par les changements de température
Afin de garantir que les roulements à billes à gorge profonde peuvent fonctionner normalement dans des environnements à haute température et réduire l'impact de la dilatation thermique, les méthodes suivantes peuvent être adoptées :
Sélectionnez le matériau de roulement approprié : Le coefficient de dilatation thermique du matériau du roulement affecte directement l'impact de la dilatation thermique sur ses performances. L'utilisation de matériaux à faible coefficient de dilatation thermique (tels que l'acier inoxydable, les alliages hautes performances, etc.) peut réduire l'impact des changements de température sur la taille et l'ajustement des roulements, améliorant ainsi la stabilité des roulements.
Utilisez un jeu d'ajustement approprié : lors de la conception des roulements, réservez des jeux appropriés en fonction de l'environnement de travail de l'équipement et des changements de température pour garantir que les composants du roulement n'interféreront pas ou ne frotteront pas excessivement lorsque la température augmente. Vous pouvez choisir un ajustement plus lâche afin que le roulement puisse toujours fonctionner normalement à des températures élevées.
Utilisez de l'huile ou de la graisse lubrifiante haute température : utilisez de l'huile lubrifiante ou de la graisse conçue pour les environnements à haute température afin d'assurer une bonne lubrification à haute température. Les graisses haute température ont généralement une viscosité plus élevée et une meilleure stabilité thermique, ce qui peut réduire efficacement la friction et l'usure.
Contrôler la température de fonctionnement : pendant le fonctionnement de l'équipement, assurez-vous que la température de l'environnement de travail ne dépasse pas la température de fonctionnement maximale du roulement. Si l'équipement fonctionne à des températures élevées pendant une longue période, vous pouvez envisager d'installer un système de refroidissement ou d'ajouter un dispositif de dissipation thermique pour réduire la température de fonctionnement des roulements.
Surveillance et maintenance régulières : vérifiez régulièrement l'état de fonctionnement des roulements, en particulier des équipements fonctionnant dans des environnements à haute température. Vérifiez les paramètres tels que la lubrification des roulements, la température et les vibrations pour détecter les problèmes et effectuer la maintenance ou le remplacement à temps.
Améliorer la conception des roulements : lors de la conception des roulements, la résistance à la température du roulement peut être améliorée en ajoutant des dissipateurs thermiques, en utilisant des matériaux résistants aux températures élevées ou en adoptant plusieurs conceptions de joints. Ces améliorations peuvent réduire efficacement l'impact de la température sur le roulement et améliorer sa fiabilité dans des environnements à haute température.
