Montage des roulements (1) - Cours de Mécanique industrielle avec Maxicours

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Montage des roulements (1)

1. Planification

Vous voici au point crucial de ce module. Comme dans tout travail, il vous faut une planification de montage avant chaque assemblage. Donc, avant de procéder à l'assemblage d'un roulement, vous devrez vérifier les dimensions, déterminer les tolérances d'ajustement de l'arbre ou de l'alésage, consulter les plans d'assemblage et étudier la disposition des roulements. Parfois, il sera utile de réusiner certaines parties qui ne correspondent plus aux dimensions recommandées et de déterminer la méthode de montage appropriée.

a. Choix de la méthode

Comme pour le démontage, il existe quatre types de montage : à portée cylindrique, à portée conique, à manchon de serrage, à manchon de démontage. Les quatre méthodes de montage sont : mécanique, hydraulique, injection d'huile et chauffage. Pour les petits roulements, les outils mécaniques peuvent suffire. Pour les roulements de grands diamètres, ayez recours aux outils hydrauliques. Le tableau de la figure suivant vous indique les outils de montage recommandés pour différents types de montage.

Types de montage :

Toutes les bagues de roulements extérieurs qui demandent un ajustement serré sont généralement montées à froid. Mais si c'est la bague intérieure qui a l'ajustement serré, vous pourrez utiliser un montage à froid ou à chaud. Les petits roulements peuvent être montés à froid en utilisant une presse ou une douille à frappe. Les grands roulements sont plus faciles à monter en utilisant une pression d'huile, ou en chauffant le roulement.
b. Précautions

Enlevez les éléments du montage de même que toutes les bavures. Nettoyez l'arbre et l'épaulement et vérifiez les surfaces d'appui. Inspectez les joints et remplacez ceux qui sont endommagés. Changez toujours les joints de caoutchouc. Rappelez-vous de ne jamais retirer les roulements neufs de leur emballage avant d'être prêt à l'installation. Vous devez les protéger des impuretés. Juste avant le montage, essuyez l'antirouille sur les bagues et asséchez-les (figure suivante).

Nettoyage d'un roulement :

Les bagues des grands roulements doivent être lavées avec un solvant et asséchées avant le montage, car la couche de protection est souvent épaisse et difficile à essuyer. Avant l'assemblage d'un roulement, il faudra choisir un environnement de montage exempt de particules métalliques, de sciures de sable, de ciment et de toutes substances corrosives (figure suivante).

Environnement propre :

S'il le faut, déplacez la machine à un endroit sûr. Sinon, recouvrez les parties de la machine pour les protéger des impuretés environnantes. Tous les éléments doivent être nettoyés. La machine doit être parfaitement propre dans la zone où les roulements seront montés. Couvrez les éléments de la machine pour éviter la pénétration d'impuretés ou d'humidité.
c. Montage des roulements neufs
Au moment de la pose, sortez le roulement de son emballage, nettoyez les surfaces de contact des bagues et installez les roulements. Si le roulement doit être chargé de lubrifiant, lavez-le complètement et lubrifiez-le avec la graisse recommandée.
d. Montage des roulements usagés

Ces roulements doivent être complètement nettoyés et graissés sauf les roulements à flasques qui sont graissés à vie. Il faut nettoyer les surfaces extérieures. Les roulements peuvent être lavés à chaud dans une huile fine propre ayant un point éclair de > 250°C.

L'huile est chauffée à 120°C. Ce type de nettoyage est très efficace et, en plus, l'huile résiduelle assure une protection temporaire contre la rouille (figure suivante).

Bain d'huile :

Protection des roulements pendant le montage :

Sur certaines machines, le remplacement des roulements peut interrompre le fonctionnement pour un certain temps. Assurez-vous alors que les roulements soient protégés pendant le temps d'arrêt.

La meilleure protection consiste à envelopper la machine avec du papier paraffiné ou des feuilles de plastique (figure suivante). Si ce n'est pas possible, enveloppez-les individuellement. Sur les transmissions ou les réducteurs, des disques en carton, en tôle ou en plastique peuvent assurer une protection efficace des roulements.

Protection des roulements :

2. Différents montages

Montage des roulements à alésage cylindrique :

Il existe plusieurs moyens de monter les roulements à alésage cylindrique. Vous pouvez les monter à froid ou à chaud.

Montage à froid :

Les petits roulements peuvent être montés à l'aide de coups de marteau appliqués sur une douille en appui contre la bague qui doit avoir un ajustement. Celle-ci doit être propre et avoir les faces planes parallèles et exemptes de bavures. Lubrifiez toujours la portée du roulement avec une huile légère afin d'éviter d'endommager l'arbre au cours du montage (figure suivante).

Lubrification des surfaces :

Après avoir vérifié les surfaces d'appui et les surfaces d'ajustement, lubrifiez les surfaces d'ajustement, placez l'outil contre la bague intérieure et appliquez des coups de marteau répartis sur la circonférence de la douille. Assurez-vous que le roulement se déplace en position parallèle. La figure suivante montre les différents modes de montage avec bague.

Méthodes de montage :

Si l'arbre comporte un filetage intérieur, celui-ci peut être utilisé pour monter le roulement. Lorsque vous disposez d'une presse hydraulique et que l'arbre est amovible, vous placez l'arbre centré dans l'axe de la presse ainsi que le roulement, tout en interposant une bague ou une douille de montage entre la presse et la bague du roulement (figure suivante).

Assemblage à la presse :

Actionnez la presse et assurez-vous que le montage reste en ligne durant l'opération. Prenez les mesures de sécurité qui s'imposent (gants, lunettes et attention aux bris). Il ne faut pas dépasser la capacité de la presse, vous risquez d'endommager le roulement. Les bagues des rouleaux cylindriques peuvent être montées selon la même technique. Dans un assemblage de roulement, montez toujours la bague serrée en premier lieu.

Montage à chaud :

Pour faciliter le montage des plus grands roulements à alésage cylindrique, vous aurez recours au montage à chaud. Le montage peut s'effectuer à l'aide d'un chauffe-roulement par induction, d'un bain d'huile, d'une plaque chauffante et des bagues chauffantes.

La force de montage augmente rapidement avec la taille du roulement. Le roulement ou la bague du roulement est donc chauffé. Normalement, le roulement ou la bague doit être chauffé de 80 à 90°C au-dessus de celle de l'arbre pour augmenter sa taille. Ne chauffez jamais un roulement à une température supérieure à 125°C, car la matière pourrait subir des transformations métallurgiques qui entraîneraient des variations de diamètre et de dureté. Contrôlez la température du roulement avec un thermomètre, portez des gants de protection propres lorsque vous montez les roulements à chaud. Pour les grands roulements (figure suivante), n'hésitez pas à utiliser un dispositif de levage.

Mesure de sécurité d'un montage à chaud :

La méthode de montage générale des roulements à alésage cylindrique à chaud est la suivante : contrôlez les dimensions de l'arbre et des congés, lubrifiez la partie du roulement sur l'arbre, et chauffez le roulement avec l'appareil à induction à une température maximale de 125°C ou utilisez une plaque chauffante, un bain d'huile ou une bague chauffante (figure ci-dessous).

Lorsque la température est atteinte, déposez le roulement sur l'arbre à sa position et laissez refroidir l'assemblage.

Modes de chauffage :

Montage des roulements à billes à contact oblique :

Les roulements à billes à contact oblique à une rangée peuvent supporter des charges axiales dans un seul sens. Ils sont donc montés en opposition avec un second roulement à une rangée qui reprend les charges axiales en sens inverse. Ces roulements ne sont pas séparables et sont disposés en T, en 0 ou en X (figure suivante).

Modes de montage :

Lors de la mise en place, les roulements doivent être montés selon le plan de la machine ou en respectant les tolérances de la figure suivante.

Tableau des jeux axiaux et des précharges :

Les roulements pour appariement universel identifiés par le suffixe CB sont des roulements qu'on monte en paires dans un ordre quelconque. Les roulements identifiés par le suffixe CA, CV ou CC peuvent être montés côte à côte dans un ordre quelconque, et vous pouvez en utiliser plus de deux. Les roulements avec précharge des exécutions GA, GB et GC ne peuvent être montés que par paires.

Pour la mise en place, procédez dans cet ordre : vérifiez les dimensions d'ajustement, lubrifiez l'arbre ou l'alésage, utilisez une douille de frappe, une presse ou un outil de chauffage.

Mode de montage :

Roulements à deux rangées de billes à contact oblique :

Ces roulements sont préréglés et peuvent être montés tels quels. La mise en place se fait en utilisant une douille de frappe ou avec les outils de chauffage. Lorsque le roulement à une bague intérieure est en deux pièces, montez la moitié intérieure de la bague intérieure en premier lieu, puis montez la bague extérieure avec l'ensemble cage-billes et l'autre moitié extérieure de la bague intérieure (figure suivante).

Montage d'un roulement à deux rangées de billes à contact oblique :

Les roulements à deux rangées de billes à encoches doivent être montés de façon à ce que la charge axiale X agisse dans le sens où la charge la plus forte soit du côté opposé à l'encoche de remplissage (figure suivante).

Montage d'un roulement à encoches :

Montage de roulements à rouleaux cylindriques :

Ces types de roulements sont séparables et sont généralement montés en partie individuelle. Ils peuvent avoir un ajustement serré à la fois sur l'arbre et dans le logement. Dans ce type de roulement, les rouleaux sont guidés entre les épaulements de l'une des bagues. Ils peuvent posséder une ou deux rangées de rouleaux et parfois quatre. Ils sont utilisés dans la conception des machines-outils. Pour le montage, montez premièrement la bague intérieure séparable par chauffage en utilisant un outil à induction ou un bain d'huile. Faites attention de ne pas prendre une position oblique (figure suivante) lors du montage, cela risquerait de coincer l'ensemble. L'utilisation d'une douille de guidage serait recommandable.

Méthode de montage :

Montage de roulements à rouleaux coniques :

Ces types de roulements sont admissibles aux charges axiales seulement. Ils doivent être montés en opposition avec un second roulement. Chaque montage, le jeu et la précharge doivent être réglés. Les roulements à rouleaux coniques peuvent être livrés par paires avec une valeur définie de jeu ou de précharge établie à la fabrication. Lorsque vous ne disposez pas d'instructions de montage, reportez-vous au manuel du fabricant. Les roulements doivent être montés initialement en fonction des valeurs de jeu final évaluées ou calculées. Le jeu axial peut être mesuré à l'aide d'un comparateur à cadran (figure suivante).

Méthode de contrôle du jeu :

Pour le montage des roulements à rouleaux coniques, procédez selon les techniques de base. Premièrement, contrôlez les dimensions de l'arbre et de l'alésage, et lubrifiez la portée des roulements. Ensuite, les deux bagues extérieures ou cuvettes sont montées à froid avec une douille de frappe ou à l'aide d'une presse. Elles sont enfoncées jusqu'à ce qu'elles soient bien en appui avec l'épaulement. Par la suite, la bague intérieure avec l'ensemble de la cage est montée sur l'arbre et graissée. Avant de monter la deuxième bague, emplissez de graisse l'espace entre les rouleaux. Placez la roue, installez la deuxième bague intérieure. La figure suivante vous montre cette technique de montage.

Montage d'un roulement à rouleaux coniques :

Pour ajuster la pression sur le roulement, placez l'écrou et serrez à fond jusqu'à ce que la roue s'immobilise. Desserrez l'écrou pour permettre la rotation de la roue et installez le dispositif de freinage de la roue. Le contrôle se fait en vérifiant le déplacement axial de la roue. Vous devez obtenir un faible déplacement axial. Si une plus grande précision est requise, reportez-vous au tableau des jeux recommandés (figure suivante) et utilisez un comparateur à cadran pour mesurer le jeu.

Tableau des jeux axiaux :

Pour relever une telle mesure, il est important de faire tourner de quelques tours l'arbre pendant le réglage, pour que les faces des rouleaux prennent leur position.

Selon les différents montages, la technique de réglage des jeux peut être différente. Dans le montage représenté à la figure suivante, le réglage se fait par le couvercle et des cales d'épaisseur. Cette méthode est valable pour les montages en X avec ajustement libre dans le logement. Après le montage, il s'agit de mesurer et d'ajuster l'épaisseur de la cale pour obtenir l'ajustement préconisé.

Réglage avec cales d'épaisseur :

Le réglage se fait par écrou (figure suivante), à la presse ou par injection d'huile. Le jeu doit être nul, il suffit de serrer ou de desserrer l'écrou selon la précharge ou le jeu désiré.

Réglage par écrou :

Si le jeu est trop petit, réglez à nouveau l'entretoise. La figure suivante représente le réglage par écrou et entretoise déformable. Les roulements sont disposés en O et doivent être positionnés entre eux à l'aide d'une douille avec ajustement serré sur l'arbre.

Réglage par écrou et entretoise déformable :

L'ajustement se fait à l'aide d'une entretoise télescopique qui se contracte sous l'effet du serrage de l'écrou. Lorsque le roulement est ajusté à sa valeur définie, démontez, mesurez la longueur de l'entretoise télescopique et ajustez une douille dont la longueur sera supérieure de 0,02 à 0,03 mm. Après le remontage, faites un essai de fonctionnement et réajustez si nécessaire.

Montage de roulements coniques à alésage conique sans manchon :

Les petits roulements sont généralement montés à froid à l'aide d'une douille et d'un marteau. Les grands roulements sont plus faciles à monter si vous utilisez un écrou hydraulique. Dans certains cas, vous pouvez procéder par chauffage. Avant le montage, contrôlez la portée conique. La conicité peut être contrôlée à l'aide de bagues et de couleurs ou à l'aide de calibres de mesures spéciales.

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