À son niveau le plus élémentaire, un roulement à rouleaux supporte les charges radiales et axiales et réduit le frottement en rotation. Il est constitué de deux bagues, appelées bagues intérieure et extérieure, séparées par une cage d'éléments roulants (généralement maintenus à distance relative) qui sépare les deux bagues intérieures des deux bagues extérieures.
Chaque élément est fabriqué avec une certaine tolérance, et la somme de ces tolérances géométriques détermine, grosso modo, la portance et sa vitesse de rotation maximale (le nombre maximum de charges pouvant être supportées axialement et radialement) ainsi que sa rotation limitée. vitesse et bruit. Pendant longtemps, seuls les roulements avec la tolérance la plus élevée pouvaient être produits en série. De nos jours, cependant, la technologie a considérablement évolué et toutes les pièces sont fabriquées avec une telle précision que des roulements extrêmement puissants sont systématiquement fabriqués, mais tous les éléments de roulement doivent être fabriqués dans une certaine tolérance. Les bois durs sont constitués de rouleaux asymétriques en forme de tonneau inclinés pour s'adapter à une large gamme de vitesses, telles que radiale, axiale, radiale et radiale - radiale.
Les rouleaux sphériques et les paliers de butée peuvent être séparés les uns des autres afin que l'arbre, la cage et l'unité de rouleaux puissent être montés séparément dans le logement des rondelles, séparés des roulements.
Depuis roulements à rouleaux fonctionnent en mode élastohydrodynamique, ils sont sensibles à la contamination par l'eau et les particules. A des vitesses extrêmement basses, où la lubrification à la graisse est suffisante, les roulements doivent être lubrifiés à l'huile. L'abrasion et la fatigue de surface raccourcissent considérablement la durée de vie du roulement et endommagent la surface.
La lubrification à l'huile est normalement utilisée pour les roulements à haute température et à grande vitesse, mais pas pour les roulements à basse vitesse et à basse vitesse (tels que les roulements).
Aux États-Unis, l'American Bearing Manufacturers Association (ABMA) définit une durée de vie des roulements (parfois appelée L10) comme "la durée de vie des roulements associée à la fiabilité 90% dans des conditions conventionnelles" comme "une durée de vie d'au moins 10 ans, dans certains cas jusqu'à à 30 ans."
Comme son nom l'indique, un roulement à billes utilise la bille pour assurer un rapport de frottement élevé - rapide, faible - et un rapport de poids modéré. En raison de cette caractéristique, les roulements à billes sont parmi les roulements les plus populaires, mais ils sont stockés sous des contraintes modérées à modérées car la zone de contact entre les billes et le canon est si petite.
Cependant, le faible contact de surface limite également la chaleur générée par le frottement, ce qui fait des roulements à billes un bon candidat pour une utilisation dans les applications à grande vitesse. Les roulements à billes, tels que ceux illustrés ci-dessous, ne peuvent pas supporter beaucoup de charges radiales et sont principalement utilisés pour les applications à faible vitesse, mais ils sont également idéaux pour les applications lourdes avec des taux de frottement élevés.
Les roulements à billes axiaux sont conçus pour des applications principalement avec des charges axiales et sont capables de gérer les désalignements d'arbres. Ils peuvent également être utilisés pour des applications qui nécessitent des charges axiales élevées, telles que les moteurs d'avion à grande vitesse, et peuvent supporter des arbres qui ne sont pas alignés. Dans les applications avec peu ou pas de charge axiale, ils sont utilisés lorsque le roulement à billes est soutenu par une bague.
Les roulements à rouleaux axiaux sont conçus de manière à ce que les charges puissent être transférées entre elles, ce qui signifie qu'ils peuvent absorber des charges radiales. Les entrepôts sont également capables de supporter des charges axiales allant jusqu'à 1 000 livres par pouce carré (psi).
Les roulements ont également une capacité d'auto-alignement, ce qui les rend adaptés à une large gamme d'applications telles que le transport par camion, de camion à camion ou de camion à camion.
De nombreux moteurs et machines utilisent une combinaison de roulements qui dissolvent les forces axiales et radiales dans un roulement. Les roulements à billes de butée, qui consistent en une bille de roulement supportée par une bague, sont utilisés dans les applications à faible poussée où il y a peu d'axiales ou de charges. Ce type de roulement à rouleaux est couramment utilisé pour les billes de poussée dans une variété d'applications telles que le transport par camion, le transport de camion à camion ou de camion à camion.
Le chemin de roulement ressemble étroitement à la conception cône-cuvette que l'on trouve dans les roulements à rouleaux coniques standard, mais les éléments roulants sont en forme de tonneau. Les roulements à rouleaux sphériques sont constitués de butées à billes cylindriques, disposées à plat et dont l'axe s'écarte de l'axe du roulement.
Cela donne au roulement la capacité de s'auto-aligner, ce qui est avantageux dans les applications où une déviation de l'arbre ou des charges de choc peuvent se produire.
Dans les roulements à rouleaux coniques, le rapport entre la charge axiale et radiale est déterminé par l'angle entre l'axe du rouleau et l'axe du roulement. Les roulements à billes axiaux sont principalement utilisés pour la compression de charge axiale, mais des charges radiales modérées peuvent également être tolérées. Une forte poussée d'essieu est supportée dans un sens, alors qu'il existe quelques variantes dans les deux sens.
Les types de roulements à billes les plus couramment utilisés pour les roulements sont les roulements à rouleaux coniques et les butées.
