Montage des roulements (3) - Cours de Mécanique industrielle avec Maxicours

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Montage des roulements (3)

1. Montage des roulements Y

Les roulements Y sont fixés sur l'arbre au moyen de vis de blocage, d'une bague de blocage excentrique et d'un manchon de serrage. Ils peuvent admettre des défauts d'alignement modérés, mais ils n'acceptent pas les déplacements axiaux. Ces types de roulements doivent être montés dans leur palier avant d'être fixés sur les arbres. Les paliers viennent à supporter les roulements et peuvent être en fonte ou en tôle (figure suivante). Les paliers en tôle ne peuvent pas accepter de grandes charges radiales.

Paliers Y :

Les paliers en fonte sont munis de raccords de graissage et possèdent une rainure de lubrification dans l'alésage sphérique qui permet le graissage des roulements équipés de trous de lubrification. Lorsque vous remplacez un roulement Y, montez-le d'abord dans son palier. Retirez la bague de blocage s'il y en a une, et insérez le roulement dans les deux encoches. Alignez les trous de graissage du roulement avec celui du palier et basculez en bonne position à l'aide d'un tube introduit dans son alésage.

Les paliers en tôle sont en deux parties. Placez d'abord le roulement sur l'arbre et déposez l'ensemble sans la partie inférieure du palier pour en fixer la partie supérieure du palier sur le roulement par la suite.

2. Fixation du roulement Y sur l'arbre

Les roulements Y sont fabriqués avec un jeu interne. Les valeurs données dans le tableau de la figure suivante correspondent aux normes ISO 5753-1981 pour le jeu radial normal des roulements rigides à billes.

Jeu radial des roulements Y :

Les roulements pour arbres en pouces ont le même jeu radial que les roulements métriques correspondants. A la figure suivante, vous trouverez un tableau spécifiant les tolérances (figure suivante) des diamètres des arbres recommandés avant l'installation ainsi que les vitesses de base des roulements.

Tolérance d'arbre et vitesses des roulements Y :

3. Méthode d'installation

En premier lieu, assurez-vous de la propreté et des dimensions de l'arbre selon la figure 2.123. La valeur du jeu du roulement sur l'arbre peut varier de + 0,0005 à + 0,0010 po, selon son diamètre. Glissez lentement l'arbre dans la cage du roulement avec un outil de frappe jusqu'à l'endroit désigné, puis bloquez le roulement (figure suivante).

Sortes de fixations des roulements Y :

Pour les roulements avec bague de blocage excentrique, placez la bague de blocage en position sur la bague intérieure et faites-la tourner dans le sens de rotation de l'arbre jusqu'à ce qu'elle bloque, puis serrez la vis d'arrêt à six pans. Lorsqu'il s'agit de vis de blocage, serrez simplement les vis qui traversent la bague avec une clé à six pans. En ce qui concerne les roulements avec manchon de serrage, le montage est un peu plus compliqué. Placez le roulement sur la partie conique du manchon et serrez légèrement l'écrou. L'embout du manchon présente une fente qui permet un ajustement serré. Lorsque le roulement est en position, serrez l'écrou avec une clé dynamométrique en retenant le manchon avec une clé spéciale (figure suivante). Au montage, le roulement se déplace dans le sens de l'enfoncement. Pour maintenir le jeu de fonctionnement correct, ne dépassez pas le couple de serrage recommandé.

Couple de serrage :

Montage de roulements dans les paliers :

Les paliers constituent des ensembles économiques interchangeables qui nécessitent peu d'entretien (figure suivante). Ils existent en différents types et dimensions.

Palier :

Les types les plus utilisés sont les paliers à semelle SNH en Europe et SAF aux États-Unis.

4. Types de paliers

Les types de paliers européens SNH sont fabriqués en fonte et peuvent recevoir des roulements à double rangée de billes montés sur manchon conique pour supporter des charges normales (figure suivante).

Palier SNH :

Les joints d'étanchéité sont interchangeables selon leur utilisation dans l'environnement.

Ce qui différencie le type SSNHD de SNH, c'est l'embase qui n'est pas percée pour la fixation. Elle est percée au montage.

Les types de paliers standard SAF sont d'une plus grande variété (figure suivante). Certains sont faits de fonte et d'autres d'acier pour des applications particulières, ou pour recevoir de grandes charges. C'est le cas, par exemple, du type SDAF.

Palier SAF :

Les types de roulements SAF, FSAF, SAFS qui reçoivent des roulements à double rangée de billes peuvent supporter de lourdes charges et être installés avec trois ensembles de joints d'étanchéité différents. Les types SNCD, SDAF peuvent être faits en acier et montés avec des joints résistant aux abrasifs (taconite). Les paliers SD, SDCD sont généralement faits en fonte et sont conçus pour recevoir des roulements à rouleaux de 6 po d'alésage d'arbre et plus.

Il existe d'autres types de paliers pour recevoir des roulements séparables (figure suivante).

Palier à roulement séparable :

Un des grands avantages de ces roulements est de pouvoir changer un roulement sans démonter l'arbre. Pour l'assemblage, reportez-vous aux instructions du fabricant.

5. Montage des paliers SNH

Selon la vitesse et l'environnement, vous utiliserez différents types de joints pour le montage de ces paliers (figure suivante).

Tableau de vitesse maximale des joints :

Par exemple, il est recommandé d'utiliser un joint de type A sur un palier de 90 mm d'arbre tournant à 1 490 r/min. Après avoir déterminé le type de palier à assembler, vous pourrez procéder à l'assemblage du palier dont voici les procédures générales d'assemblage.

1. Mettez en place la moitié du palier et insérez les vis de fixation dans la semelle sans les serrer (figure suivante).

2. Selon le type de palier, montez les demi-joints dans les rainures et lubrifiez si nécessaire (figure suivante).

3. S'il s'agit d'un joint en V ou d'une collerette, montez-en un avant d'installer le roulement (figure suivante).

4. Montez le roulement sur l'arbre, ajustez, garnissez-le de graisse (figure suivante).

5. Placez l'arbre complet avec l'ensemble roulement dans la moitié inférieure du palier (figure suivante).

Installez les bagues d'arrêt si nécessaire.

6. Vérifiez l'alignement de la semelle et les tolérances de positionnement du palier, puis serrez l'écrou de fixation (figure suivante).

7. S'il y a des joints feutrés avec armature, montez-les dans le chapeau (figure suivante).

8. Déposez le chapeau du palier et vérifiez continuellement l'emplacement des joints (figure suivante).

Le chapeau n'est pas interchangeable.

9. Serrez le chapeau du palier selon le couple recommandé (figures suivantes).

Couple de serrage :

10. Si le montage est avec un joint en V ou une collerette, placez le joint à l'aide d'un tournevis en faisant tourner l'arbre (figure suivante).

11. Pour terminer, serrez les vis de fixation du palier sur l'assise (figure suivante).

6. Montage des paliers SAF

Ces types de paliers à semelle et plan de joint diamétral sont conçus à partir d'un ensemble de base. Ils offrent des options pour le choix des roulements : leur montage sur l'arbre, différents dispositifs d'étanchéité, les modes de lubrification et de surveillance. La figure suivante montre les trois types de paliers.

Types de paliers SAF :

Paliers SAF style A :

Ces paliers offrent une structure mécanique de haute qualité. Ils peuvent se fixer avec deux ou quatre boulons ; ils sont interchangeables. Leurs principales caractéristiques sont que le chapeau possède deux vis d'assemblage, un bac de graisse ou d'huile de grande dimension, une semelle plate et rectangulaire pour faciliter la fixation et le positionnement, et des marques de pointage qui indiquent où il est possible de percer des trous pour le pied de centrage.

Paliers SAF style L :

Ils possèdent deux boulons pour l'assemblage du chapeau. Ils sont faits pour une fixation simple sur assise au moyen de deux boulons. Pour les petites dimensions, les paliers sont faits de fonte. Pour les grandes dimensions, ils sont faits d'acier moulé résistant aux chocs.

On les utilise principalement pour des applications de petites dimensions, à vitesse élevée avec roulement à rotule sur billes ou sur rouleaux montés sur manchons de serrage.

Paliers SAF style N :

Ce sont des paliers très robustes avec quatre boulons d'assemblage sur le chapeau. Dans de grandes dimensions, des prises de chaque côté ont été prévues pour faciliter la manutention. Ils possèdent quatre tours dans la semelle pour la fixation, une semelle très robuste avec une surface supérieure plane, lisse pour un bon appui et ils peuvent recevoir les roulements à rotule sur rouleaux.

Nomenclature des paliers SAF :

Paliers en fonte :

SAF :

S = palier standard ;

A = dimension en pouces ;

F = collerette d'étanchéité ;

FSAF :

4 boulons de fixation ;

Paliers en acier ;

SAFS

Le préfixe S indique un palier en acier moulé. Dans l'identification des paliers différents, des suffixes sont souvent utilisés. En voici quelques-uns.

F = collerette à chicane style LER en acier ;

T = joint taconite à frottement radial ;

TV = joint taconite à frottement axial avec joint en V ;

TA ou TVA = joint taconite avec raccord de graissage à tête fraisée ;

TB ou TBV = grand raccord de graissage à tête fraisée ;

y = palier borgne avec disque d'obturation EPR ;

U = palier livré sans dispositif d'étanchéité ;

- 210 = joints à frottement moulé au lieu de collerettes d'étanchéité ;

Exemple : SAF 22522 TVA.Y

En vous reportant aux manuels du fabricant, vous pouvez déterminer les dimensions du roulement de ce palier.

- Palier standard en fonte avec roulement sur manchons de serrage, pour arbre de 315 mm (16 pouces), équipé d'un joint taconite avec un joint en V, avec petit raccord de graissage et un disque d'obturation.

Caractéristiques et assemblage des joints d'étanchéité sur palier à plan de joint diamétral

Vous trouverez quatre types de joints pour paliers : collerette LER, joint à frottement, disque d'obturation, joint taconite TER et joint taconite avec joint en V.

Collerette LER :

C'est un joint de type standard pour palier, monté en une pièce tournant avec l'arbre, serré entre les surfaces d'arbre et de logement et protégé contre la pollution. Il est fabriqué en aluminium (figure suivante).

Joint à collerette :

Le montage consiste à glisser la collerette d'étanchéité sur l'arbre. Elle peut être mise en place facilement.

Joint à frottement :

Ce joint est une pièce en caoutchouc nitrite à contact positif, moulé pour s'adapter au centre de la chicane du palier. Il est utilisé dans les environnements boueux et poussiéreux (figure suivante).

Joint à frottement radial :

Le montage consiste à enduire l'arbre d'huile et les lèvres du joint de graisse, et de glisser celui-ci en position approximative. Le joint peut être monté la lèvre vers l'extérieur, selon l'application.

Disque d'obstruction :

Ce disque est fait de caoutchouc nitrite extrudé sur armature métallique. Conçu pour s'ajuster au centre de la chicane du palier, il assure une obstruction parfaite (figure suivante).

Le disque d'obturation doit être positionné dans la moitié inférieure du palier après la mise en place de l'arbre complet, avec le roulement, les bagues d'arrêt et les dispositifs d'étanchéité.

Joint taconite TER et taconite avec joint en V :

Ces types de joints réunissent trois joints en un.

La différence entre les joints TER et les joints en V se situe à l'extrémité du joint. Le type de joint TER possède un joint extérieur en deux pièces à contact par lèvre sur l'arbre (figure suivante).

Le joint taconite avec joint en V possède un joint extérieur dont la lèvre s'appuie axialement sur une surface pour compenser l'usure de l'arbre (figure suivante).

Joint taconite avec joint en V :

Ces joints sont munis d'un joint intérieur en feutre, et d'une cavité garnie de graisse avec dispositif pour expulser les impuretés. Ils sont conçus pour fonctionner dans des environnements critiques (carrières, fonderies, etc.). Ils assurent une retenue efficace de lubrifiant. Lors de la relubrification, la graisse est rejetée vers l'extérieur, ainsi que les impuretés.

Le montage consiste à enduire l'arbre d'huile et de garnir de graisse les dispositifs de protection ainsi que la cavité du joint recevant la graisse. Une graisse fibreuse est recommandable. Si le bout de l'arbre n'a pas de chanfrein d'entrée, il serait bon d'en fabriquer un avant d'installer le joint sans le détériorer. Faites glisser le joint et positionnez-le. Vérifiez si les lobes en caoutchouc du dispositif d'étanchéité ne sont pas situés au niveau du plan joint du palier.

Montage des ensembles roulements et joints dans le palier SAF :

La procédure générale d'installation est sensiblement comme celle les paliers SNH.

Lorsqu'il s'agit d'un palier déjà utilisé, enlevez toute trace de peinture ou bavure sur les surfaces de contact et nettoyez soigneusement les demi-paliers. Le trou vertical au fond de chaque rainure d'obturation doit être exempt d'impuretés. Placez les demi-corps de palier inférieur sur l'assise et lubrifiez les portées de roulement. L'arbre est placé avec les roulements dans le demi-corps inférieur et les joints sont ensuite guidés dans les rainures (figure suivante).

Montage d'ensemble roulement et palier :

Assurez-vous que les bagues extérieures soient perpendiculaires aux portées des roulements dans le palier. Après avoir centré le palier dans son logement, fixez-le sur l'assise.

Lorsqu'il faut placer une bague d'arrêt, glissez l'arbre sur son axe et insérez la bague. Sur un montage de plusieurs paliers, centrez tous les roulements sur leur portée dans le logement

Note : Il ne doit y avoir qu'un palier fixé par arbre. Le ou les autres roulements doivent être libres pour permettre la dilatation de l'arbre.

Le chapeau ou le demi-palier supérieur doit être exempt de bavures, de saletés et lubrifié avant d'être placé sur le roulement. Les deux pieds de centrage assurent l'orientation correcte du chapeau. Faites attention de ne pas interchanger les chapeaux. Chaque élément ne doit être installé qu'avec l'élément correspondant. Pour terminer, montez les vis d'assemblage du chapeau avec des rondelles de blocage et serrez selon le couple recommandé.

Note : Il se peut que le roulement soit trop serré sur l'arbre et dans le palier (figure suivante). Dans ce cas, ajoutez des cales d'épaisseur entre les demi-paliers si nécessaire.

Tolérance de diamètre d'arbre pour montage sur manchon ou portée cylindrique :

7. Résumé sur le montage des roulements

A la suite de cette étude, vous devriez retenir plus particulièrement les points suivants.

- Il existe quatre types de démontage : démontage mécanique, hydraulique, injection d'huile et chauffage.

- Vous pouvez monter les roulements à chaud ou à froid.

- Avant de monter un roulement sur un arbre, toutes les bavures doivent être enlevées et les dimensions contrôlées.

- Le montage doit se faire dans un environnement exempt de particules métalliques ou abrasives.

- La machine doit être parfaitement propre.

- Les roulements usagés peuvent être lavés avec un dissolvant à température de 120°C.

- Les petits roulements à alésage cylindrique peuvent être montés à l'aide d'une douille de frappe à la presse ou à chaud.

- Lubrifiez toujours les portées de roulements avant le montage.

- Dans un assemblage de roulements, montez d'abord la bague serrée.

- La température de chauffage pour le montage à chaud des roulements doit être entre 80 et 90°C au-dessus de celle de l'arbre.

- Ne chauffez jamais au-dessus de 125°C.

- Les roulements à contact oblique sont toujours montés en opposition. Ils peuvent être disposés en O, en X ou en T.

- Les roulements avec précharge sont identifiés par les lettres GA, GB, GC.

- Les roulements à deux rangées de billes doivent être montés de sorte que la charge axiale agisse dans le sens où la charge est la plus forte, soit du côté opposé à l'encoche de remplissage.

- Il est recommandé de monter la bague intérieure d'un roulement à rouleaux cylindriques à chaud.

- Les roulements à rouleaux coniques doivent être montés en opposition, avec une valeur de précharge déterminée.

- Le jeu axial se contrôle à l'aide d'un comparateur à cadran.

- L'ajustement peut se faire selon le type de montage par l'ajout de cales d'épaisseur.

- Avant de monter un roulement à rotule sur rouleaux, mesurez le jeu radial.

- Pour monter ce type de roulement, utilisez une clé à ergot pour les petits roulements et un écrou hydraulique pour les roulements de dimensions moyennes et plus.

- L'ajustement de ce type de roulement se calcule par la distance d'enfoncement.

- Lorsque vous installez à chaud ce type de roulement, calculez l'épaisseur de l'entretoise avant de le positionner.

- L'ajustement d'enfoncement du manchon d'un roulement à rotule sur rouleaux peut se faire à l'aide d'une clé, d'un écrou hydraulique ou à chaud.

- Lorsque vous utilisez une clé sur l'écrou, vous obtenez le serrage et la distance d'enfoncement par l'angle de serrage de la clé.

- Vous pouvez contrôler l'ajustement du jeu radial en mesurant l'expansion du roulement lors du serrage.

- Certains manchons de démontage possèdent une gorge et un canal. Ce type de manchon simplifie le montage des grands roulements avec la méthode à pression d'huile.

- Les roulements Y peuvent être fixés sur les arbres au moyen de vis de blocage, d'une bague de blocage excentrique et d'un manchon de serrage.

- Le jeu sur l'arbre d'un roulement Y peut varier entre + 0,0005 et + 0,001.

- Les types de paliers de roulement les plus utilisés sont SNH en Europe, SAF aux États-Unis.

- Les paliers peuvent être faits de fonte ou d'acier.

- Il y a trois types de paliers SAF : style A, style L et style N.

- Les paliers de style L sont utilisés pour des applications de petites dimensions.

- Les quatre principaux joints que l'on rencontre sur les paliers sont les joints à collerette LER, les joints à frottement, les disques d'obturation, les joints taconite TER et en V.

- Avant d'assembler un palier, enlevez toutes bavures et peinture sur les faces de contact et nettoyez soigneusement.

- Avant de positionner le chapeau sur un palier, assurez-vous que tous les joints soient en place et correctement montés.

- Le chapeau doit être serré selon le couple recommandé.

Après avoir réalisé tous les exercices de cette étude, vous êtes en mesure de démonter et de monter les différents types de roulements sur les arbres et leur palier en utilisant correctement l'outillage et l'équipement, d'ajuster correctement, selon les manuels des fabricants, les jeux sur les roulements et de travailler en toute sécurité. Une étude traite de la lubrification des roulements.

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