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