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Auteur(s)
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Michel MORET : Ingénieur de l’École Centrale Lyonnaise - Master of Science in Mechanical Engineering - Ingénieur d’applications à la société SNR Roulements
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Le roulement est un organe qui assure à lui seul plusieurs fonctions principales : il permet le positionnement d’un arbre par rapport à son logement tout en assurant une rotation précise avec le minimum de frottements, et il transmet des efforts radiaux et/ou axiaux.
L’analyse des différentes caractéristiques des roulements et de leurs limites permet d’établir des critères de choix.
— La fonction transmission des efforts est caractérisée par l’aptitude du roulement à encaisser des charges radiales, des charges axiales, ou les deux à la fois, et par l’endurance que l’on peut en attendre (durée de vie).
— La fonction rotation est caractérisée par une vitesse maximale possible liée au frottement et un faux-rond de rotation (précision de rotation).
— Enfin, la fonction positionnement est définie par les modes de liaison possibles entre le roulement et son environnement, ainsi que par son jeu radial et son jeu axial (précision de position).
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1. Description
Dès l’Antiquité, l’homme eut à résoudre le problème de déplacement des charges lourdes, et c’est en plaçant des rouleaux entre la charge à transporter et le chemin à lui faire parcourir que l’idée de ce qui est actuellement le roulement a germé.
En remplaçant le frottement de glissement par le frottement de roulement des rouleaux, la glissière à rouleaux était inventée.
Les Assyriens comme les Égyptiens utilisaient cette méthode pour transporter les lourds matériaux nécessaires à la construction de leurs nombreux édifices. Les Grecs et les Romains ont aussi perfectionné de tels systèmes, et on cite le grec Diades (330 ans avant J.C.) comme ayant inventé un bélier dont le mouvement était donné par action sur une sorte de cage à rouleaux interposée entre un support plan et le corps du bélier (figure 1a ). Un autre exemple historique date de la découverte dans le lac Nemi (Italie) de fragments de ce que l’on pourrait appeler actuellement une butée à billes (figure 1b ) et qui aurait servi de support rotatif pour une statue de l’époque de l’empereur Caligula (premier siècle de notre ère). Enfin, c’est à Léonard de Vinci que l’on attribue l’invention au XVe siècle des roulements à billes (figure 1c ).
On passait ainsi des glissières à rouleaux pour des déplacements linéaires aux roulements ou butées à billes pour des déplacements circulaires.
Dans un cas comme dans l’autre, l’invention fondamentale est basée sur l’utilisation de corps roulants pour intégrer sans friction la vitesse différentielle entre une charge à déplacer et son support.
Si la roue avec son axe lisse a été la plus grande invention technique de l’Antiquité, son montage sur roulements est beaucoup plus récent. Il a été le résultat de recherches des performances toujours plus poussées quant à la réduction du frottement, l’augmentation de la vitesse et des charges. Les premières théories sur la lubrification et la résistance des matériaux en fatigue s’élaborent alors timidement.
C’est au XVIIIe siècle qu’apparaissent les véritables prototypes de nos roulements actuels. Citons,...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - Le roulement de roue dans l’automobile. Dossier Technique SNR no 021.
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(2) - HERTZ (H.) - On the contact of rigid elastic solids and on hardness. - Miscellaneous papers MacMillan, Londres, p. 163-83 (1896).
-
(3) - TIMOSHENKO (S.) - Résistance des matériaux - (2 e partie). Dunod.
-
(4) - BOUSSINESQ (J.) - * - Compt. Rend. 114, 1465 (1892).
-
(5) - LUNDBERG (G.), SJOVALL (H.) - Stress and deformation in elastic contacts. - Publ. no 4, The Institute of theory of elasticity and strength of materials, Chalmers University of Technology, Gothenburg (1958).
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(6) - HARRIS (T.A.) - Rolling bearing analysis. - Chap. 5, John Wiley ans Sons, 2nd éd. (1984).
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ANNEXES
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