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Roulements ferroviaires - caractéristiques et applications des roulements d'essieu pour boîtes de vitesses

Avec le développement de la société, l'industrie de la fabrication de machines ferroviaires ne cesse de progresser, notamment en ce qui concerne les technologies de fabrication des roulements. Le rôle principal des roulements dans la boîte de vitesses est de transmettre de manière stable le couple de sortie lorsque la locomotive circule à grande vitesse. Cela implique qu'ils doivent supporter des charges variables dans un environnement complexe. Les principaux types de roulements sont les roulements à rouleaux coniques, les roulements à quatre points de contact et les roulements à rouleaux cylindriques. La disposition des roulements varie en fonction de la conception et des conditions de fonctionnement de la boîte de vitesses.

 

Roulements de boîte de vitesses d'essieu

Les principales performances d'application des roulements pour boîtes de vitesses sont les suivantes :

Haute vitesse ; Capacité de charge élevée ; Résistance aux vibrations et aux chocs ; Résistance aux hautes températures.

Le choix du roulement est déterminé en fonction de la taille du domaine concerné de la boîte de vitesses, en tenant compte des facteurs d'application ci-dessus, et nécessite généralement une durée de vie calculée supérieure à 2 millions de km.

 

Applications des roulements de boîte de vitesses d'essieu

1. Roulements à rouleaux coniques

Les roulements à rouleaux coniques sont démontables ; leur cage à rouleaux et leur bague extérieure peuvent être assemblées séparément. Le contact linéaire optimisé entre les éléments roulants et la piste de roulement évite les contraintes de bord. Ces roulements supportent des charges radiales et axiales élevées. Comme ils ne supportent les forces axiales que d'un seul côté, ils doivent être utilisés par paires. On les retrouve notamment dans les boîtes de vitesses et les réducteurs d'essieu.

 

2. Palier à quatre points de contact

Les roulements à billes à quatre points de contact sont des roulements à billes à contact oblique. Ils supportent les charges axiales dans les deux sens et sont généralement associés à des roulements à rouleaux cylindriques pour supporter les forces radiales, avec un jeu radial. La structure divisée de la bague intérieure permet d'y loger un plus grand nombre de billes d'acier. Ces roulements sont utilisés dans les boîtes de vitesses.

 

3.Roulements à rouleaux cylindriques

Les roulements à rouleaux cylindriques à une rangée sont plus largement utilisés dans le secteur ferroviaire que les autres types de roulements, car la bague intérieure peut être séparée de l'ensemble composé de la bague extérieure, des rouleaux et de la cage. Cette caractéristique facilite grandement l'installation, le démontage, la maintenance et l'inspection du roulement. Les roulements à rouleaux cylindriques supportent des forces radiales élevées, et le contact linéaire optimisé entre les éléments roulants et la piste de roulement élimine les contraintes de bord, améliorant ainsi la fiabilité des applications. L'association de roulements à rouleaux cylindriques NJ et NUP permet de supporter une force axiale constante. Ces roulements sont utilisés dans les moteurs de traction, les réducteurs et les transmissions par arbre creux d'essieux montés.

 

4. Roulements isolés

Dans certaines conditions de fonctionnement difficiles ou particulières, les paliers d'arbre et de moteur peuvent être endommagés par une surtension. Malgré une fabrication moteur irréprochable, l'asymétrie électromagnétique ne permet pas d'éliminer complètement la différence de potentiel entre le rotor et le stator, ce qui provoque le passage du courant à travers le palier et la formation d'un circuit fermé. Pour éviter ce problème, un revêtement céramique d'oxyde est appliqué sur la bague extérieure du palier afin de bloquer les tensions inférieures à 1 000 V et de protéger ainsi le palier contre la corrosion électrochimique induite par la surtension.