Dimensionnement de roulement

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Dimensionnement de roulement

Pour les différents exercices suivants, vous devrez chercher les caractéristiques des

roulements, nécessaire au calcul, dans les catalogues constructeurs (ex : SKF)

1. Calcul de durée de vie – roulement à billes à contact

radial

1.1. Cahier des charges

Données :

  • Roulement à billes à contact radial : 305513
  • N = 100 tr/min

Question 1 : Déterminer la durée de vie en heure du roulement B

Le fonctionnement décrit ci-dessus correspond à 70% du temps de travail. Pour le

reste de l’utilisation, Fa est nul, Fr reste inchangé, N passe à 150 tr/min.

Question 2 : Déterminer la durée de vie en heure du roulement B

1.2. Méthodologie

  • Appliquer le PFS pour déterminer les efforts au niveau des roulements A et B
  • Déterminer la charge équivalente P du roulement B
  • Calculer la durée de vie L10, puis Lh

Eléments de réponse :

  • FrA = -800 N ; FrB = 4000 N; FaB = 2200 N

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P = 4771 N

L10=18,4 millions de tours

; Lh = 3068 h

  • Péq = 4500 N ;

Lh = 3181 h

AB80203200 N2200 N

2. Choix de roulements à billes à contact radial

2.1. Cahier des charges

Données :

  • Roulement à billes à contact radial
  • N = 1500 tr/min
  • Lh= 5 000 h

Question : Choisir le roulement B

2.2. Méthodologie

  • Appliquer le PFS pour déterminer les efforts au niveau des roulements A et B
  • Pour le roulement B, déterminer une charge équivalente approchée P, en

déduire la charge dynamique de base C

  • Choisir un roulement
  • Recalculer P en utilisant les caractéristiques du roulement choisi
  • Calculer la durée de vie L10, puis Lh pour ce roulement
  • Conclure sur le choix de ce roulement

Eléments de réponse :

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  • FrA = 3200 N; FrB = 4000 N; FaB = 2500 N
  • C = 30652 N
  • Ex choix : 286818
  • P = 5740 N
  • L10 = 246 millions de tours  Lh= 2741 h insuffisant !! Sous-dimensionné

AB80204000 N2500 N3200 N25

3. Fiabilité

3.1. Exercice 1

Données :

  • Roulement à rouleaux cylindriques
  • N=1500 tr/min ; C=27 kN ; P =2 kN

Question :

  • Déterminer la fiabilité de ce roulement au bout de 10 000 heures
  • Quelle est la durée de vie correspondant à une fiabilité de 0,98 ?

Eléments de réponse :

  • F = 0,994
  • L = 21645 h

3.2. Exercice 2

On souhaite une fiabilité f = 0,95 au bout de 12 000 heures pour une butée à billes.

Question :

  • Quelle est la durée de vie nominale de ce roulement en heures ?

Eléments de réponse :

Lh = 19390 h

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3.3. Exercice 3

Un système est équipé de 2 roulements identiques, dont la durée de vie d’un

roulement est Lh = 10000h

Questions :

  • Quelle est la fiabilité du roulement après 5000 heures de fonctionnement juste

avant l’extinction de garantie ?

  • Quelle est la fiabilité du montage ?

Eléments de réponse :

F1=96,37%

; F2=92,87 %

4. Calcul de durée de vie – roulement à contact oblique

4.1. Cahier des charges

Roulement 1

Roulement 2

Données :

  • Roulements à rouleaux coniques (305517), montés en X
  • N = 100 tr/min

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Question : Déterminer la durée de vie (Lh) de chacun des roulements

4.2. Méthodologie

  • Modéliser les liaisons cinématiques
  • Appliquer le PFS pour déterminer les efforts radiaux au niveau des roulements

1 et 2

  • Calculer les charges axiales induites, en déduire les efforts axiaux au niveau

des roulements 1 et 2

  • Calculer P puis Lh pour chacun des roulements

Eléments de réponse :

  • Fr1 = -800 N ; Fr2 = 4000 N
  • Fai1 = 290 N ; Fai2 = 1140 N
  • Fai1 – Fai2 – 2200 < 0  Fa2 = 1140 N ; Fa1 = 3640 N
  • P1= 5380 N ; P2=4000 N

-

Lh1 = 120 000 h ; Lh2 = 310 000 h