Pascal GUAY

Abordez le calcul des roulements à rouleaux dont la capacité de charge statique, la durée de vie attendue et le couple de frottement, ainsi que celui des roulements à aiguilles. La modélisation et les avancées en tribologie permettent de prédire et de maîtriser de mieux en mieux la durée de vie des roulements.

La durée de vie d’un contact hertzien est étroitement liée à l’épaisseur du film lubrifiant. Dans le cas d’un contact linéaire, la solution analytique ou celle numérique de Pan et Hamrock permettent de la calculer. Pour les contacts ponctuels, on utilisera la solution exacte de Hamrock et Dowson.

Réduire les frottements, dissiper la chaleur ou encore protéger de la corrosion sont autant de rôles joués par la lubrification. A condition d'en maîtriser la théorie, à savoir l’équation de Reynolds, la courbe de Stribeck ainsi que les régimes de lubrification.

La maîtrise du calcul de durée de vie des roulements impose la compréhension des phénomènes d’usure et de fatigue, ainsi que de la lubrification du contact bille /piste. Cette approche est effectuée en considérant un chargement combiné quelconque ou un chargement variable dans le temps.

Les catalogues de roulements à bille permettent de calculer la capacité de charge statique et la durée de vie à l'aide de formules simplifiées et de quelques abaques. Cependant, des concepts avancés permettent de faire le calcul exact de la tenue statique des roulements à billes.

Les roulements sont de plus en plus intégrés dans des mécanismes de précision, nécessitant des calculs poussés lors de leur conception. L’approche proposée permet d’établir la tenue statique d’un palier à roulements soumis à un chargement axial et radial combiné, et d’en déduire sa durée de vie.

La technologie du roulement est en évolution permanente, notamment en performance de tenue mécanique, de précision et de réduction de frottement. Pour un tour d’horizon complet des différents types de roulement, leurs spécificités et variantes, mais aussi leurs règles de conception et de montage.

Les roulements sont de plus en plus intégrés dans des mécanismes de précision, nécessitant des calculs poussés lors de leur conception. L’approche proposée permet d’établir la tenue statique d’un palier de roulements soumis à un chargement axial et radial combiné, et d’en déduire sa durée de vie.

La théorie de la lubrification élastohydrodynamique est utilisée pour calculer l'épaisseur du film lubrifiant dans les contacts hertziens (c'est-à-dire dans les roulements, les engrenages et les systèmes à cames). La connaissance de cette épaisseur est une donnée nécessaire pour calculer la durée de vie du contact. L'élaboration de la théorie EHD est présentée dans cet article de façon progressive et chronologique, avec d'abord la théorie de Martin, puis la théorie de Ertel-Grubin, et ensuite les solutions modernes élaborées par l'école anglo-américaine avec Hamrock et Dowson et par l'école hollandaise avec Moes et Venner. Les dernières avancées de la tribologie permettent de prendre en compte non seulement les effets thermiques à l'entrée du contact mais aussi la sous-alimentation du contact en lubrifiant.

Cet article traite en détail des calculs des roulements et butées à billes et à rouleaux. Après avoir précisé les paramètres géométriques internes du roulement, le calcul des courbures permet d'exprimer la pression de Hertz en fonction de la charge normale au contact exercée sur la bille ou le rouleau. Est déduite l'expression de la capacité de charge statique du roulement, et le calcul exact des roulements sous un chargement statique axial, radial ou combiné. L'article présente également le nouveau calcul de durée de vie, incluant les facteurs correctifs, dont le nouveau facteur contamination, conformément à la norme ISO 281/2007.