Les roulements à billes à double rangée sont utilisés dans les applications qui nécessitent une capacité de charge radiale élevée combinée à une certaine manipulation de charge axiale, dans un espace axial compact. Les utilisations typiques incluent les moteurs électriques, les boîtes de vitesses, les machines agricoles, les machines textiles, les pompes, les systèmes de convoyeurs et les moyeux de roues automobiles, où un roulement à une seule rangée serait trop large ou n'aurait pas une capacité de charge suffisante pour l'espace disponible. Ci-dessous, nous décomposons les industries et les mécanismes spécifiques dans lesquels Roulements à billes à double rangée sont le choix préféré, ainsi que les raisons techniques derrière chaque application.
Core Reason : les roulements à billes à double rangée sont choisis pour ces applications
Un roulement à billes à double rangée comporte deux rangées de billes disposées côte à côte dans une seule bague extérieure, ce qui double effectivement le nombre de points de contact porteurs de charge par rapport à un roulement à gorge profonde à une seule rangée de même largeur. Selon les références de conception de roulement publiées par les principaux organismes de normalisation des roulements tels que l'ISO et l'ABMA, cette configuration permet au roulement de supporter des charges radiales d'environ 60 à 90 pour cent plus élevé qu'un roulement équivalent à une rangée occupant la même empreinte axiale.
Cette densité de charge plus élevée est exactement la raison pour laquelle les roulements à double rangée apparaissent dans les machines où l'espace est limité mais où les exigences de charge sont importantes, comme les boîtes de vitesses compactes, les arbres de moteur et les ensembles moyeux de roue. Cette conception a également tendance à fonctionner à basse température à grande vitesse que certaines alternatives de roulements à rouleaux de capacité équivalente, car les roulements à billes génèrent moins de friction que les rouleaux dans des conditions de charge modérées.
Moteurs et générateurs électriques
Les roulements à billes à double rangée sont largement utilisés pour soutenir l'arbre du rotor dans les moteurs électriques de petite et moyenne taille, y compris les moteurs utilisés dans les ventilateurs, les pompes et les appareils électroménagers. Les deux rangées de billes aident le roulement à résister à la fois à la charge radiale du poids du rotor et à la poussée axiale mineure causée par le désalignement de l'arbre ou la pression du flux d'air des pales du ventilateur.
Les fabricants de moteurs choisissent généralement des conceptions à double rangée lorsque le diamètre de l'arbre est limité par le carter du moteur, mais l'application exige toujours une durée de vie plus longue en fonctionnement continu, car les points de contact ajoutés réduisent la contrainte par bille par rapport à une conception à une seule rangée supportant la même charge.
Moyeux de roue automobile et composants de direction
Dans les véhicules, les roulements à billes à double rangée sont utilisés dans les moyeux de roue, les colonnes de direction et certains composants de transmission. Les roulements de moyeu de roue en particulier doivent supporter une combinaison de charge radiale provenant du poids du véhicule et de charge axiale provenant des forces de virage, ce qui rend la configuration à double rangée un ajustement pratique.
Ensembles de moyeux de roue
De nombreux moyeux de roue avant de véhicules de tourisme utilisent des roulements à billes à contact oblique à double rangée, car ils peuvent absorber les charges combinées du freinage, de l'accélération et de la rotation dans une seule unité compacte, éliminant ainsi le besoin de roulements intérieurs et extérieurs séparés.
Liaisons de direction et de suspension
Des roulements à double rangée apparaissent également dans les ensembles de fusées de direction et dans certains points de pivotement de suspension, où un support radial constant sous des changements de charge directionnels répétés est essentiel pour la précision de la direction et la réduction du jeu au fil du temps.
Réducteurs et réducteurs de vitesse industriels
Les fabricants de boîtes de vitesses spécifient fréquemment des roulements à billes à double rangée pour les arbres d'entrée et de sortie, où l'arbre doit résister aux forces d'engrenage agissant dans les directions radiale et axiale. Un Roulements à billes à double rangée L'unité positionnée sur un point de support de l'arbre d'engrenage peut réduire la déflexion de l'arbre, ce qui à son tour améliore la précision du contact des dents d'engrenage et réduit le bruit pendant le fonctionnement.
Ceci est particulièrement pertinent dans les systèmes d'engrenages hélicoïdaux, où les dents d'engrenage coudées produisent naturellement une poussée axiale en plus de la charge radiale. Un roulement à gorge profonde à une rangée peut avoir du mal à gérer cette charge combinée sans butée secondaire, tandis qu'une conception à deux rangées gère souvent les deux en un seul composant.
Machines agricoles et de construction
Les équipements agricoles tels que les moissonneuses-batteuses, les presses à balles et les équipements de travail du sol fonctionnent souvent dans des environnements poussiéreux et soumis à de fortes vibrations où la durabilité des roulements sous des charges de choc est essentielle. Les roulements à billes à double rangée sont couramment utilisés dans ces machines car la surface de contact doublée répartit les charges d'impact soudaines, telles que celles provenant d'un terrain irrégulier, sur un plus grand nombre de billes plutôt que de concentrer la contrainte sur une seule rangée.
- Arbres de fraises rotatives, où la résistance du sol crée des charges radiales fluctuantes.
- Supports de rouleaux de presse, qui subissent des charges cycliques répétées pendant les cycles de compression.
- Rouleaux fous du convoyeur sur les équipements de récolte, qui nécessitent une rotation constante sous un poids de matériau variable.
Les machines de construction, y compris les chargeuses compactes et les mécanismes de pivotement des excavatrices, utilisent des configurations similaires de roulements à double rangée pour la même raison, puisque les équipements de ces industries sont rarement utilisés dans des conditions propres et à faibles vibrations.
Machines textiles et broches à grande vitesse
Les équipements de fabrication textile, tels que les métiers à filer et les bobineuses, font souvent fonctionner les broches à des vitesses de rotation très élevées pendant des périodes prolongées. Des roulements à billes à double rangée sont utilisés ici car ils maintiennent un support radial stable à haut régime tout en maintenant de faibles pertes par frottement, ce qui est essentiel pour les machines qui fonctionnent en continu dans des environnements de production.
Les fournisseurs de roulements notent généralement que l'empreinte axiale réduite d'une conception à double rangée permet également aux constructeurs de machines textiles de conserver des ensembles de broches compacts, ce qui permet un espacement des broches plus serré et une densité de production globale plus élevée par machine.
Pompes et équipements de manutention de fluides
Les pompes centrifuges et les pompes rotatives utilisent des roulements à billes à double rangée pour soutenir l'arbre de la roue contre la charge radiale due au poids de l'arbre et contre la poussée axiale générée par les différences de pression du fluide à travers la roue. Cette manipulation de charge combinée est l'une des principales raisons pour lesquelles les fabricants de pompes évitent d'utiliser deux roulements séparés à une rangée dans cette position, car une unité à deux rangées réduit le nombre de composants et les points de désalignement potentiels dans l'ensemble d'arbre.
Comparaison des roulements à billes à double rangée avec d'autres types de roulements
Le tableau ci-dessous présente la comparaison des roulements à billes à double rangée avec les alternatives courantes en fonction des facteurs de charge et d'espace les plus pertinents pour la sélection.
| Type de roulement | Capacité de charge radiale | Manutention de charges axiales | Espace axial requis |
| Roulement à billes à double rangée | Élevé | Modéré | Compacte |
| Roulement à gorge profonde à une rangée | Modéré | Faible | Étroit |
| Roulement à rouleaux cylindriques | Très élevé | Très faible | Large |
| Roulement à billes à contact oblique (paire) | Élevé | Élevé | Large |
Cette comparaison, conforme aux directives générales de sélection de roulements publiées par la documentation des normes ISO, montre pourquoi les roulements à billes à deux rangées occupent une position intermédiaire : ils sont choisis spécifiquement lorsque les ingénieurs ont besoin d'une capacité radiale supérieure à celle d'un roulement à une rangée, mais ne peuvent pas épargner la longueur axiale supplémentaire requise par les roulements à rouleaux ou les jeux de contacts obliques appariés.
Facteurs de sélection clés lors de la spécification d'un roulement à billes à double rangée
Les ingénieurs évaluent généralement quelques facteurs essentiels avant de spécifier un roulement à billes à double rangée pour une nouvelle application.
- Plage de charge radiale prévue et toutes conditions de charge de choc intermittentes auxquelles l'arbre sera confronté.
- Vitesse de fonctionnement, car les applications à régime plus élevé nécessitent un contrôle de tolérance plus strict et des intervalles de lubrification appropriés.
- Espace axial disponible dans le boîtier ou l'ensemble d'arbre.
- Exposition environnementale, notamment à la poussière, à l'humidité ou aux températures extrêmes, qui affecte la sélection du type de joint.
Notre Roulements à billes à double rangée sont fabriqués pour s'adapter à cette gamme de conditions de fonctionnement, avec des variantes scellées et blindées disponibles en fonction de l'environnement d'application, ce qui les rend adaptés aux utilisations de moteurs, d'automobiles, de machines agricoles et industrielles décrites ci-dessus.
