Je vous emmènerai connaître le cap.

Composant indispensable des produits mécaniques, les roulements jouent un rôle crucial dans le support des arbres rotatifs. Selon leurs propriétés de frottement, les roulements…palierOn distingue deux types de roulements : les roulements à friction (ou roulements à billes) et les paliers à friction lisse (ou paliers lisses). Chaque type de roulement possède ses propres caractéristiques structurelles et présente des avantages et des inconvénients en termes de performances.

Comparaison du roulement etpaliers lisses

1. Comparaison de la structure et du mode de mouvement

La différence la plus évidente entre les roulements et les paliers lisses réside dans la présence ou l'absence d'éléments roulants.

Les roulements comportent des éléments roulants (billes, rouleaux cylindriques, rouleaux coniques, rouleaux à aiguilles) qui s'appuient sur leur rotation pour supporter l'arbre rotatif ; la partie en contact est donc un point, et plus il y a d'éléments roulants, plus il y a de points de contact.

Les paliers lisses ne comportent pas d'éléments roulants et reposent sur des surfaces lisses pour supporter l'arbre rotatif ; la partie en contact est donc une surface.

La différence de structure entre les deux détermine que le mode de mouvement du roulement est le roulement, et celui du palier lisse est le glissement, ce qui entraîne une situation de frottement complètement différente.

 

2. Comparaison de la capacité de charge

En général, grâce à sa grande surface d'appui, le palier lisse possède une capacité de charge supérieure à celle du roulement. Si la capacité du roulement à billes à supporter les chocs est limitée, le palier lubrifié par un liquide peut en revanche supporter des chocs importants grâce à l'amortissement et à l'absorption des vibrations assurés par le film d'huile lubrifiante. À haute vitesse de rotation, la force centrifuge des éléments roulants du roulement augmente, réduisant ainsi sa capacité de charge (et favorisant le bruit). À l'inverse, la capacité de charge des paliers lisses dynamiques augmente avec la vitesse.

3. Comparaison du coefficient de frottement et de la résistance au frottement au démarrage

Dans des conditions normales de fonctionnement, le coefficient de frottement des roulements est inférieur à celui des paliers lisses et sa valeur est plus stable. La lubrification des paliers lisses est facilement affectée par des facteurs externes tels que la vitesse et les vibrations, et le coefficient de frottement varie considérablement.

Au démarrage, la résistance est supérieure à celle du roulement car le palier lisse n'a pas encore formé de film d'huile stable, mais la résistance au frottement au démarrage et le coefficient de frottement en fonctionnement du palier lisse hydrostatique sont très faibles.

 

4. Comparaison des vitesses de travail applicables

En raison de la limitation de la force centrifuge des éléments roulants et de l'échauffement du roulement, la vitesse de rotation d'un roulement ne peut être excessive ; il est généralement adapté aux vitesses de fonctionnement moyennes et basses. Pour les roulements partiellement lubrifiés, le chauffage et l'usure entraînent une limitation de la vitesse de rotation. Les roulements entièrement lubrifiés offrent d'excellentes performances à haute vitesse, notamment les paliers hydrostatiques à air, dont la vitesse de rotation peut atteindre 100 000 tr/min.

 

5. Comparaison des pertes de puissance

Du fait du faible coefficient de frottement des roulements, leurs pertes de puissance sont généralement faibles, inférieures à celles des paliers partiellement lubrifiés. Cependant, elles augmentent considérablement lorsqu'ils sont correctement lubrifiés et installés. Les pertes de puissance par frottement des paliers entièrement lubrifiés sont faibles, mais pour les paliers lisses hydrostatiques, les pertes de puissance totales peuvent être supérieures à celles des paliers lisses hydrostatiques en raison des pertes de puissance de la pompe à huile.

 

6. Comparaison de la durée de vie

En raison de la corrosion par piqûres et de la fatigue des matériaux, les roulements sont généralement conçus pour une durée de vie de 5 à 10 ans, ou remplacés lors de leur révision. Les patins des roulements à lubrification liquide partielle s'usent fortement et nécessitent un remplacement régulier. La durée de vie des roulements à lubrification liquide intégrale est théoriquement illimitée, mais en pratique, une rupture par fatigue du matériau peut survenir sous l'effet des cycles de contrainte, notamment pour les paliers lisses dynamiques.

 

7. Comparaison de la précision de rotation

Les roulements à billes offrent généralement une grande précision de rotation grâce à leur faible jeu radial. Les paliers à lubrification liquide partielle fonctionnent en régime de lubrification limite ou mixte, ce qui entraîne une instabilité de fonctionnement, une usure importante et une faible précision. À l'inverse, les paliers à lubrification liquide complète amortissent et absorbent les vibrations avec une grande précision grâce à la présence d'un film d'huile. Les paliers hydrostatiques présentent une précision de rotation encore plus élevée.

 

8. Comparaison d'autres aspects

Les roulements utilisent de l'huile, de la graisse ou un lubrifiant solide. La quantité est généralement faible, mais importante à haute vitesse. L'huile doit être d'une propreté irréprochable, ce qui nécessite une étanchéité parfaite. En revanche, le roulement est facile à remplacer et le tourillon ne requiert généralement pas de réparation. Pour les paliers lisses, hormis les paliers à lubrification liquide partielle, le lubrifiant est généralement liquide ou gazeux. La quantité est très importante et les exigences de propreté de l'huile sont également très élevées. Les patins de palier doivent être remplacés fréquemment et le tourillon peut parfois nécessiter une réparation.

 

Sélection des roulements etpaliers lisses

En raison de la complexité et de la diversité des conditions de travail réelles, il n'existe pas de norme unifiée pour le choix entre roulements et paliers lisses. Grâce à leur faible coefficient de frottement, leur faible résistance au démarrage, leur sensibilité, leur rendement élevé et leur standardisation, les roulements offrent une excellente interchangeabilité et une grande polyvalence. Faciles à utiliser, à lubrifier et à entretenir, ils sont généralement privilégiés et largement utilisés dans les machines courantes. Les paliers lisses présentent quant à eux des avantages spécifiques et sont généralement employés lorsque l'utilisation de roulements est impossible, peu pratique ou sans intérêt.