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Roulements - Calculs| Réf : BM5371 v2
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Auteur(s) : Pascal GUAY
Date de publication : 10 juil. 2020
Relu et validé le 27 janv. 2021
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Les efforts transmis par les éléments roulants provoquent des contraintes de compression et de cisaillement à l’intérieur des bagues. Quand le roulement est en rotation, ces contraintes varient en chaque point de manière cyclique, générant une sollicitation de fatigue (figure 25) qui limite la durée de vie du roulement. Le processus de fatigue d’un acier à roulements est caractérisé par une déformation à long terme de sa structure cristalline, qui est suivie par une fissuration située en général en sous-couche (là où la contrainte de cisaillement est maximale) et qui atteindra la surface en provoquant un écaillage (figure 26).
La capacité de résistance à la fatigue d’un acier à roulements dépend donc de la cohésion de sa structure cristalline et de sa propreté, mais également de la vitesse de propagation des fissurations influencée non seulement par les mêmes facteurs, mais aussi par l’orientation de la structure métallique obtenue lors de l’élaboration de la matière première.
On définit la durée de vie d’un roulement comme le nombre de tours qu’il peut effectuer sous une charge donnée avant qu’apparaisse le premier signe d’écaillage.
6.1 Calcul de la durée nominale L10
Lundberg et Palmgren ont publié en 1947 une analyse théorique de la probabilité d’écaillage des roulements en reprenant la théorie de Weibull (1939) sur la résistance en fatigue des matériaux. Dans la fatigue du roulement, les auteurs se basent sur le fait que la fissuration, avant de provoquer l’écaillage de surface, naît en sous-couche là où la contrainte orthogonale de cisaillement est maximale.
La formulation statistique est nécessaire car on constate une grande dispersion des durées de vie ; ainsi 50 % environ de la population d’un même lot de roulements identiques testés dans les mêmes conditions atteindra 5 fois la durée de vie au bout...
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FONCTIONS ET COMPOSANTS MÉCANIQUES
(1) - BOUSSINESCQ (J.) - Application des potentiels à l’étude de l’équilibre et du mouvement des solides élastiques. - Librairie scientifique et technique, A. Blanchard, Paris, Chap 5, p. 230-255 (1885).
(2) - HERTZ (H.) - Le mémoire de Hertz sur les contacts ponctuels. - ENSAM Paris 1985, Publication scientifique et technique n° 30, Version originale Uber die Berührung fester elastischer Körper und über die Härte, Verhandlungen des Vereins zur Beförderung des Gewerbefleisses, p. 449-463 (1882).
(3) - LUNDBERG (G.), PALMGREN (A.) - Dynamic capacity of rolling bearings. - Acta Polytechnica, Mechanical engineering series, Royal Swedish Academy of Engineering, vol. 1, n° 3, vol. 2, n° 4 (1947, 1952).
(4) - PALMGREN (A.) - Ball and roller bearing engineering. - 3rd edition, Burbank, Philadelphia (1959).
(5) - HAMROCK (B.J.), DOWSON (D.) - Isothermal elastohydrodynamic lubrication at point contacts. - ASLE...
NTN-SNR Technique du roulement :
http://www.ntn-snr.com/group/fr/fr-fr/index.cfm?page=/group/home/technique_roulement
[page consultée le 30 septembre 2012]
SKF Documentation :
http://www.skf.com/portal/skf_fr/home/documentation?contentId=055956&lang.fr
[page consultée le 30 septembre 2012]
Delft Engineering-abc.com Site de Anton Van Beek, Université de Delft (Pays-Bas) :
https://tribology-abc.com/ [page consultée le 10 juin 2020]
Officiel du roulement : conseils sur le choix, le montage et la lubrification des roulements, avec des tutoriels et des vidéos intéressantes [page consultée le 10 juin 2020]
https://officielduroulement.com
HAUT DE PAGE
ISO 76 :2006 (2006), Roulements – Charges statiques de base.
ISO 76/A1 :2017 (2017), Roulements – Charges statiques de base – Amendement 1.
DIN ISO 76 :2019 (2019), Charges statiques de base – Supplément 2 à ISO 76.
NF ISO 281 (2007), Roulements – Charges dynamiques de base et durée...
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