Le jeu des roulements de moteur : Qu'est-ce que c'est et comment le choisir ?

En général, nous considérons que les composants d'un roulement comprennent : la bague intérieure, la bague extérieure, l'élément roulant, la cage, les joints et la lubrification. En effet, lors de conférences données à des ingénieurs motoristes, le jeu d'un roulement de moteur a été cité comme l'un des composants d'un roulement.

Bien sûr, le jeu est un espace d'air et non un composant physique, mais l'attention que les ingénieurs portent au jeu lors de la conception, de l'installation, de l'utilisation et de la maintenance n'est pas moindre que pour n'importe quelle partie physique du roulement.

Quel est le jeu d'un roulement de moteur ?

Jeu de palier se réfère généralement au mouvement d'une bague par rapport à une bague fixe sur le roulement. Si ce mouvement est axial, on parle de jeu axial ; s'il est radial, on parle de jeu radial.

La figure suivante montre le jeu radial et axial d'un roulement à billes :

Dans la figure :

• Jeu radial du roulement = δ
• Jeu axial du roulement = δ1 + δ2

Les jeux pour les roulements sont régis par les normes nationales et internationales correspondantes. Par exemple, le jeu radial couramment utilisé pour les roulements, GB/T4604-93, classe les jeux comme suit :

• Groupe 2, un groupe d'apurement plus petit que le groupe 0
• Groupe 0, le groupe de dégagement standard
• Groupe 3, un groupe de dégagement plus important que le groupe 0

La norme spécifie également d'autres groupes de jeux. Dans la pratique, les jeux les plus souvent utilisés pour les roulements de moteurs industriels sont ceux du groupe de jeu standard (groupe 0) et du groupe C3.

Tableau 1 : Jeu radial des roulements à billes (alésage cylindrique) - Unité : µm

Jeu radial des roulements à billes

Pour les motoristes, les types de roulements les plus couramment utilisés sont les roulements à billes et les roulements à rouleaux cylindriques. Si des jeux pour d'autres types de roulements sont nécessaires, ils peuvent être obtenus auprès des normes nationales ou des fabricants concernés.

Comment choisir le jeu d'un roulement de moteur ?

Premièrement, les valeurs de jeu des roulements mentionnées dans les normes ci-dessus sont des valeurs initiales, c'est-à-dire les valeurs de jeu lorsque le roulement n'a pas été installé ou utilisé. Lorsque le roulement est installé, mis en service et en état de fonctionnement, la valeur du jeu est un facteur critique pour le fonctionnement du roulement.

En général, l'ajustement entre le rotor du moteur à rotation interne et le roulement est relativement serré, tandis que l'ajustement entre le logement du roulement et la bague extérieure du roulement est relativement lâche. Ainsi, la bague intérieure du roulement se dilate vers l'extérieur, ce qui réduit le jeu. C'est ce que nous appelons la réduction du jeu d'installation.

Lorsque le roulement fonctionne, il y a généralement une différence de température entre les bagues intérieure et extérieure du roulement, ce qui entraîne des degrés différents de dilatation thermique des bagues intérieure et extérieure du roulement, et donc une modification du jeu. C'est ce que nous appelons la réduction du jeu due à la température.

Par conséquent, le jeu de fonctionnement réel du roulement est le jeu initial moins la réduction du jeu d'installation et la réduction du jeu causée par la température.

δ_travail = δ_initial - δ_installer - δ_température

La durée de vie d'un roulement de moteur typique est liée à son jeu opérationnel de la manière suivante :

• Axe vertical : rapport entre la durée de vie réelle et la durée de vie prévue d'un roulement pour différents jeux effectifs (jeux opérationnels).
• Axe horizontal : Le jeu effectif (jeu opérationnel) du roulement.

Il est clair que la durée de vie la plus élevée du roulement se produit lorsque son jeu est inférieur à zéro. Cela signifie que théoriquement, lorsque le jeu opérationnel du roulement est négatif, la durée de vie du roulement est la plus longue.

Cependant, le fonctionnement à cette valeur de dégagement comporte un risque. En examinant la pente de la courbe des deux côtés, il apparaît que lorsque le jeu opérationnel réel est inférieur au jeu à la durée de vie maximale, la pente de la courbe est abrupte, et si le jeu diminue encore, la durée de vie chute de façon spectaculaire.

En revanche, une augmentation du jeu entraîne une diminution beaucoup plus lente de la durée de vie du roulement.

Par conséquent, si le jeu opérationnel du roulement est à la valeur optimale pour une durée de vie maximale, toute réduction supplémentaire due à des changements dans les conditions de fonctionnement diminuera rapidement la durée de vie du roulement. C'est ce que l'on appelle communément le "grippage des roulements".

Compte tenu de tout ce qui précède, dans les conditions réelles de fonctionnement, nous choisissons souvent un jeu opérationnel légèrement supérieur à zéro pour le roulement. Il s'agit d'une valeur sûre, qui garantit que l'impact sur la durée de vie du roulement, indépendamment des changements du jeu opérationnel, reste dans une fourchette contrôlable.

En règle générale, les ingénieurs motoristes optent pour des jeux du groupe Normal ou C3 lorsqu'ils sélectionnent les jeux des roulements. (Ceci est lié à l'ajustement des tolérances que nous utilisons couramment et à la distribution interne de la température dans le moteur).

Naturellement, si les conditions de fonctionnement sont particulières, la valeur du jeu du roulement devra être vérifiée par des calculs afin de s'assurer que le roulement fonctionne dans des conditions de jeu sûres.