Les roulements sont des éléments de machine de haute capacité avec des composants de grande précision. Afin de tirer pleinement profit de leur capacité, le constructeur doit choisir le type et l'exécution de roulement appropriés et bien adapter les caractéristiques des roulements à celles des pièces attenantes. De plus, le montage, le démontage, la lubrification, I'étanchéité et l'entretien sont de grande importance. Des moyens convenables au montage et démontage de roulements ainsi qu'un travail propre et soigné sur le lieu de montage sont nécessaires afin d'assurer une longue durée de service des roulements. Cette publication s'adresse surtout aux monteurs et aux gens des ateliers. Ils y trouvent des renseignements sur la manipulation, le montage et le démontage, la lubrification et l'entretien de roulements. Un chapitre particulier est consacré aux avaries des roulements et leurs causes. L'annexe comprend des tableaux des désignations de roulements, des tolérances pour roulements et pièces attenantes, du jeu interne et des graisses pour roulements. 

Plan de travail 

Avant le montage et le démontage des roulements, il faut préparer tout le matériel nécessaire afin que les travaux se poursuivent sans difficultés. On se familiarise, à l'aide d'un plan d'atelier, avec la construction et la succession convenable des opérations de montage. Il est recom - mandé, avant de procéder au montage, de dresser un plan des différentes phases et de se renseigner sur les températures de chauffa - ge requises, sur les efforts nécessaires pour emmancher ou arracher les roulements et sur la quantité de graisse à prévoir. Si le montage ou le démontage exigent des mesures particulières de la part du monteur, celui-ci doit disposer d'instructions spéciales, donnant tous les détails, tels que moyens de manutention, dispositifs de montage ou de démontage, instruments de mesure, dispositifs de chauffage, nature et quantité du lubrifiant, etc.  

A SAVOIR : hormis un roulement extrait à la presse avec appui sur la bague centrale, tout roulement extrait doit être remplacé par un roulement neuf

La partie la plus fragile d'un roulement est le chemin de roulement des billes entre la partie fixe et la partie mobile du roulement,

Lorsque l'on pratique l'extraction à l'arrache, les griffes prennent appui sur la bague extérieure ce qui immanquablement marque les billes et un roulement remis en place dans cet état est particulièrement bruyant et de plus les chemins de roulements vont très rapidement.

Le seul cas où un roulement peut être remis en place est celui où l'extraction a été pratiquée à la presse avec appui sur la bague centrale (avec entretoise).

Le roulement adéquat 

Avant de procéder au montage d'un roulement, le monteur doit s'assurer que les références marquées sur l'emballage correspondent aux données du plan et de la nomenclature. A cet effet, il doit se familiariser avec les modes de désignation des roulements . Les roulements normalisés sont désignés par les références publiées dans les normes DIN et les catalogues de roulements. La référence comprend une série de chiffres, ou de lettres et de chiffres. Le premier groupe de cette série identifie le type de roulement, sa série de diamètres et parfois la série de largeurs. Le deuxième groupe représente le nombre caractéristique d'alésage. Dans la gamme d'alésages de 20 à 480 mm, I'alésage s'obtient en multipliant ce nombre par 5. Si les conditions de fonctionnement exigent une exécution spéciale, la référence du roulement reçoit des suffixes ou préfixes complémentaires . La référence FAG 500 000 ou 800 000 désigne des roulements non normalisés par exemple 

Le roulement avant montage 

Dans leur emballage d'origine, les roulements sont protégés par une huile anti-corrosive qu'il est inutile d'enlever au moment du montage.

Au démarrage, elle assure même une lubrification provisoire. Ensuite elle se mélange au lubrifiant. Enlever l'huile anti-corrosive des surfaces de portée et d'appui avant la mise en place des roulements. L'huile anti-corrosive devrait, par contre, être rincée des alésages coniques avec un détergent à froid afin d'assurer un ajustement serré sur l'arbre ou le manchon. Puis enduire l'alésage avec une huile de viscosité moyenne. Soigneusement laver les roulements usés et encrassés dans du pétrole au détergent à froid et ensuite les huiler et graisser à nouveau. Les roulements ne doivent pas être retouchés. Il ne faut pas par exemple percer des trous de lubrification, des rainures ou faire des chanfreins ou autres, car il se créerait ainsi des tensions susceptibles de détériorer les roulements. Des copeaux ou limailles pourraient également pénétrer dans le roulement. 

Propreté de montage

 Il faut absolument mettre les roulements à l'abri de corps étrangers et d'humidité, car des particules, mêmes les plus fines pénétrant dans le roulement, y provoqueraient la détérioration des chemins de roulement. En conséquence, I'endroit de montage doit être exempt de poussière et d'humidité. Par exemple, il ne doit pas se trouver à proximité de rectifieuses. Si possible, éviter l'emploi d'air comprimé. Veiller également à la propreté de l'arbre, du logement et de toutes les autres pièces. Les pièces moulées doivent être débarrassées des dépôts de sable. Les surfaces intérieures du palier doivent, après nettoyage, être recouvertes de peinture protectrice pour éviter que des particules ne se détachent pendant le fonctionnement. Sur les portées de roulement de l'arbre et du logement, enlever soigneuse - ment les produits anti-rouille ou les vieilles peintures. Veiller à ce que les arêtes vives ainsi que les bavures soient enlevées sur les pièces usinées au tour. 

Pièces attenantes 

Contrôler la précision de dimensions et de forme de toutes les pièces à assembler. L'inobservation des tolérances de portée, des faux-ronds des logements ou des arbres, des défauts d'orthogonalité des épaulements etc. gènent la libre rotation d'un roulement et peuvent entraîner la détérioration prématurée. Il n'est pas toujours facile de déceler si ces défauts sont à l'origine d'une avarie, et on perd beaucoup de temps en cherchant la cause d'une telle détérioration.

 Ajustements 

Afin d'assurer la marche parfaite du roulement, il est indispensable de respecter les ajustements prescrits pour les bagues . Quant à la question de l'ajustement «adéquat», il n'est pas possible de donner une valeur générale admissible pour tous les cas. Les ajustements sont choisis individuellement en fonction des conditions de fonctionnement et de la conception du palier. En principe, les deux bagues du roulement doivent être efficacement soutenues par leurs portées, ce qui implique un ajustement serré. 

Toutefois ceci n'est pas toujours réalisable parce que, d'une part le roulement doit se monter et démonter aisément et d'autre part, dans le cas d'un roulement libre, I'une des bagues doit pouvoir se déplacer avec facilité. Dans le cas d'ajustements serrés, le serrage entraîne une dilatation de la bague intérieure ou une contraction de la bague extérieure et, par conséquent, une réduction du jeu radial. Il importe donc de choisir le jeu radial en tenant compte des ajustements prévus. Le monteur doit vérifier les tolérances des arbres et des logements. Dans le cas d'un ajustement trop libre, la bague se déplace sur l'arbre, ce qui peut entraîner la détérioration des deux pièces. De plus, il n'y a plus la même précision de rotation de la machine. 

Ou encore on doit s'attendre à une fatigue prématurée du chemin de roulement, si la bague n'est pas suffisamment soutenue. Par contre, un ajustement serré peut entraîner une précharge et, par conséquent, un échauffement excessif. Etant donné la faible épaisseur des bagues, les défauts de forme éventuels de l'arbre ou du logement seront reproduits sur les chemins de roulement. En dehors des tolérances des diamètres, il faut donc également contrôler les tolérances de forme des portées. Dans le cas de portées cylindriques, on contrôle la cylindricité (DIN ISO 1101). Dans le cas de portées coniques, on contrôle la circularité, I'angle de cône et la rectitude de la génératrice de cône (DIN 7178).  

Les surfaces de l'arbre et du logement se lissent lors de l'assemblage (écrasement des sillons d'usinage); les surfaces du roulement par contre ne sont guère modifiées. Plus les surfaces sont rugueuses, moins le serrage sera efficace. C'est pourquoi, on contrôle également la rugosité des portées de roulements (DIN 4768). 

Préparatifs 

Contrôle des portées de roulements Pour toutes les mesures, veiller à ce que les instruments de mesure aient la même température que les pièces à mesurer. 

 Portées cylindriques Pour mesurer le diamètre d'arbres, on utilise le plus souvent un palmer ; il faut contrôler la précision de mesure par étalonnage. 

Le comparateur spécial permet un positionnement sûr et une mesure de précision des portées cylindriques. Le diamètre à mesurer est étalonné sur une bague-calibre.

Un autre instrument de mesure est le comparateur spécial conçu par FAG. Il permet des mesures comparatives et son réglage est contrôlé au moyen de bagues-calibres. A chaque diamètre à mesurer correspond une bague-calibre . 

Pour mesurer les alésages, on utilise un micromètre d'intérieur. 

On utilise également des instruments travaillant par comparaison, Le champ d'utilisation de cet instrument est de 6 à 800 mm d 'alésage. 

Mesure de l'alésage d'un corps de palier avec un instrument travaillant par comparaison 

 Schéma de principe d'une mesure avec un instrument travaillant par comparaison 

Outre le diamètre, on contrôle la cylindricité de l'arbre et du logement. A cet effet, on mesure le diamètre (mesure par deux points) dans deux sections différentes et dans plusieurs plans 

 Normalement on contrôle la cylindricité de l'arbre et du logement en mesurant le diamètre dans deux sections et plusieurs plans (mesure par deux points).

Si les plans d'exécution ne comportent pas d'indications particulières, on adopte en général pour la valeur de cylindricité (ovalisation et conicité) la moitié des tolérances des diamètres (mesure par deux points). 

Suivant DIN ISO 1101, la tolérance de cylindricité se réfère, par contre, au rayon. Il faut donc doubler les valeurs de tolérance spécifiées selon cette norme lors d'une mesure par deux points.

Portées coniques 

Afin que la bague intérieure prenne complètement appui sur l'arbre, le cône de l'arbre doit rigoureusement coïncider avec le cône d'alésage de la bague. La conicité des bagues de roulements est normalisée. Pour la plupart des séries, elle est de 1:12, pour quelques séries larges elle est de 1:30. 

L'instrument le plus simple pour mesurer les portées coniques de petit diamètre est la bague-calibre conique, fig suivante . La concordance de l'arbre et de la bague-calibre est contrôlée à l'aide d'un colorant (bleu des traceurs p.ex.). On retouche l'arbre jusqu'à ce que la portée de la bague-calibre soit visible sur toute sa largeur. 

il existe des bagues-calibres pour des diamètres de cône allant de 25 à 150 mm. Il est contre-indiqué d'utiliser les bagues intérieures de roulements comme bagues-calibres. FAG ou SKF  a mis au point les instruments permettant le contrôle exact des portées coniques. Le cône et le diamètre d'une portée sont mesurés avec exactitude à l'aide d'un cone ou segment de comparaison. Les deux sont faciles à manipuler. Pour être mesurée, la pièce n'a pas besoin d'être retirée de la machine-outil.

                                                   Bague-calibre conique pour contrôler les petites portées coniques. 

Instrument FAG MGK 133 pour mesurer les cônes de longueur inférieure à 80 mm et de diamètre extérieur allant de 27 à 205 mm. 

L'instrument FAG MGK 132 est utilisé pour des cônes de longueur égale ou supérieure à 80 mm et de diamètre à partir de 90 mm 

 Montage des roulements 

La variété de types et dimensions des roulements nécessite différentes méthodes de montage, différenciées par méthodes mécaniques, hydrauliques et thermiques. Les bagues trempées sont sensibles aux chocs; c'est pourquoi il ne faut pas frapper directement avec un marteau sur les bagues.

 Lors du montage de roulements non dissociables, il faut appliquer l'effort de montage sur la bague serrée qui est la première à monter. Des efforts appliqués sur la bague montée avec ajustement libre seraient transmis par les éléments roulants ce qui pourrait détériorer les chemins de roulement et les éléments roulants. Le montage de roulements dissociables, est plus simple, puisque l'on peut monter les deux bagues séparément. Lors de l'assemblage, introduire les éléments du roulement par un mouvement de vissage pour éviter des rayures et le marquage des pistes.

13: S'il a été prévu un ajustement serré pour la bague intérieure d'un roulement non dissociable, il faut d'abord monter le roulement sur l'arbre; puis on introduit le roule - ment avec l'arbre dans le logement .

 14: Dans le cas de roulements dis - sociables, on peut monter les bagues séparément. C'est particulièrement intéressant, lorsqu'elles sont montées toutes deux avec ajustement serré. Tourner légère - ment les composants lors de l'assemblage, afin d'éviter des rayures et marques sur les pistes. 

 3- Méthodes mécaniques 

3.1.1 Montage de roulements à alésage cylindrique 

Les roulements avec un diamètre d'alésage inférieur à 80 mm peuvent être emmanchés à froid sur l'arbre. Il convient d'utiliser, à cet effet, une presse mécanique ou hydraulique, fig. 15. 

15: Les roulements avec un alésage inférieur à 80 mm peuvent être emmanchés sur l'arbre à l'aide d'une presse hydraulique. 

S'il n'y a pas de presse disponible, on peut, à la rigueur, emmancher le roulement sur l'arbre avec de légers coups de marteau; dans ce cas, il faut toujours utiliser une douille de montage et présentant une face plane, afin que I'effort de montage soit uniformément réparti sur toute la circonférence de la bague à monter et que le roulement ne soit pas détérioré,

 fig. 16. Pour un montage convenable, il est recommandé I'utilisation des malettes de douilles de montage EINBAU.SET.ALU et EINBAU.SET.ST ou SKF et de leurs composants de grande précision 

16: A la rigueur, on peut emmancher de petits roulements avec de légers coups de marteau, lorsque l'on utilise une douille de montage appropriée. 

Le diamètre intérieur de cette douille ne doit être que légèrement supérieur à l'alésage du roulement, tandis que le diamètre extérieur ne doit pas dépasser la hauteur de l'épaulement de la bague intérieure afin de ne pas détériorer la cage. 

Si un roulement à rotule doit être monté simultanément sur l'arbre et dans le logement, il faut utiliser une rondelle qui appuie sur les deux bagues; on évite ainsi le risque de basculement de la bague extérieure dans le logement, fig. 17.  

Montage 

Dans quelques roulements à rotule sur billes et pour les roulements à rotule du type E, les billes ou la cage sont en saillie. La rondelle doit alors présenter un évidement correspondant, fig. 18. Si les ajustements demandés sont très serrés, il faut monter les petits roulements également à chaud . Les logements en alliage léger peuvent être rayés, si la bague extérieure est montée avec serrage; il faut dans ce cas, soit chauffer le logement, soit refroidir le roulement. 

Des bagues extérieures lourdes avec ajustement glissant peuvent être montées au moyen d'un levier de montage, fig. 19. Afin de ne pas détériorer le chemin de roulement ou la couronne de rouleaux, il faut entourer ce levier de chiffons non pelucheux dans la région portante (ne pas utiliser de la bourre de nettoyage). 

Particularités des roulements à aiguilles

 Roulements à aiguilles avec bagues massives 

Les roulements à aiguilles avec bagues massives sont montés suivant les mêmes principes que les roulements à rouleaux cylindriques. Plusieurs roulements montés côte à côte doivent avoir le même jeu afin d'assurer une répartition uniforme des charges. Douilles à aiguilles Les douilles à aiguilles avec et sans fond ayant des bagues extérieures de faible épaisseur retrouvent la forme exacte grâce à l'ajustement serré dans le logement. Les ajustements sont choisis de façon qu'u ne fixation latérale ne soit pas nécessaire. Pour enfoncer des douilles à aiguilles, on utilise des tiges de montage spéciales. Normalement, la tige est appliquée sur la face marquée du roulement qui est trempée pour les petits roulements. Mais même l'enfoncement à partir d'un épaulement non trempé ne provoque pas de déformation ni de coinçage de la cage à aiguilles, si la tige de montage est correctement dimensionnée, fig. 20 et 21.  

20, 21: Les douilles à aiguilles sont enfoncées dans le logement à l'aide d'une tige de montage. 

20: Douille à aiguilles sans fond 

21: Douille à aiguilles avec fond 

Cages à aiguilles 

Pour monter les cages à aiguilles, les glisser sur l'arbre et introduire les deux dans le logement ou bien glisser les douilles à aiguilles dans le logement et enfoncer ensuite l'arbre. Enfoncer dans les deux cas les douilles à aiguilles avec un mouvement de vissage sans charger. Les cages à aiguilles peuvent être guidées latéralement sur l'arbre ou dans le logement, fig. 22. Pour ne pas bloquer les cages, il faut un jeu suffisant entre les faces latérales de contact (tolérance H11). Le jeu radial des paliers équipés de cages à aiguilles est fonction des tolérances d'usinage des pistes trempées et rectifiées sur l'arbre et dans le logement. Plusieurs cages à aiguilles disposées côte à côte doivent être munies d'aiguilles du même échelon. 

22: Les cages à aiguilles peuvent être guidées sur l'arbre ou dans le logement.

a: Guidage dans le logement

 b: Guidage sur l'arbre 

Roulements à aiguilles combinés 

Les ajustements serrés des roulements combinés à aiguilles nécessitent au montage des forces de pression relativement élevées. C'est notamment le cas pour les roulements à aiguilles combinés avec butée à billes ou butée à rouleaux cylindriques avec déflecteur où la cage à billes ne peut être retirée. Une bonne solution consiste à chauffer le logement à enfoncer.

23 : Les roulements à aiguilles combinés avec butée à billes et butée à rouleaux cylindriques avec déflecteur doivent être pressés dans le logement.

 a : Roulement à aiguilles combiné avec butée à billes

 b : Roulement à aiguilles combiné avec butée à rouleaux cylindriques 

Galets d'appui 

Etant donné que la bague intérieure des galets d'appui reçoit une charge fixe, il ne faut pas d'ajustement serré sur l'arbre. Au montage, il faut veiller à placer le trou de graissage dans la zone non chargée de la piste. La bague extérieure de galets d'appui sans guidage axial doit être guidée axialement par les pièces adjacentes.  

24 : Au montage des galets d'appui, il faut placer le trou de graissage dans la zone non chargée de la piste. La bague extérieure des galets d'appui sans guidage axial, tels que les galets de la série, doit être guidée axialement par les pièces adjacentes. 

Galets de came 

Au montage de galets de came, il faut veiller à placer le trou radial de graissage dans la zone non chargée de la piste. Au montage d'un galet de came dans le trou traversant d'un bâti, il faut maintenir l'axe en position pendant le serrage de l'écrou. Cela est facilité par une encoche dans l'épaulement de l'axe, fig. 25.  

Lorsqu'un galet de came est vissé dans un trou borgne, il faut appli - quer le couple de serrage via l'encoche. A cet effet, il faut utiliser un outil spécial, fig. 26. Environ 75% des couples de serrage spécifiés dans les catalogues peuvent être sûrement appliqués avec ces outils

 Montage de roulements à alésage conique 

Les roulements avec alésage conique sont montés, soit directement sur la portée d'arbre conique, soit sur arbre cylindrique avec interposition d'un manchon de serrage ou de démontage. L'alésage du roulement ainsi que les portées de l'arbre et du manchon ne doivent être que très légèrement huilées.

 Un film d'huile plus important diminue bien sûr le frottement, ce qui facilite le montage, mais ensuite, lors de la marche, I'huile a tendance à sortir et l'on perd l'avantage du serrage, la bague ou le manchon glisse et les surfaces de contact sont détériorées. Lors du montage du roulement sur le cône, la bague intérieure se dilate et le jeu radial est donc diminué. La réduction du jeu radial est, par conséquent, une bonne indication pour le serrage de la bague intérieure.

Cette diminution est obtenue en faisant la différence entre le jeu avant et après montage. Il faut donc mesurer le jeu du roulement avant montage; lors du montage, il faudra constamment le mesurer jusqu'à ce que la réduction nécessaire soit atteinte, indiquant ainsi que la bague intérieure est suffisamment serrée sur le cône. 

On peut aussi mesurer le déplacement axial de la bague intérieure sur le cône au lieu du jeu radial. Pour les cônes normaux de 1:12, le déplacement correspond à environ 15 fois la réduction du jeu radial. Il est considéré, dans le facteur de 15, que le serrage ne se traduit que par une dilatation de 75 à 80% du chemin de roulement de la bague intérieure. 

Si, pour des petits roulements, le déplacement ne peut être mesuré avec sécurité, il faut, si possible, sortir le roulement du palier. Le roulement ne doit être emmanché que jusqu'à ce que l'on puisse encore tourner et basculer la bague extérieure à la main sans difficulté. Le monteur doit être capable de sentir, si le roulement tourne encore librement.

 Lorsque le même roulement est remonté, il ne suffit pas de placer l'écrou dans la position antérieure, car, au bout d'un service prolongé, I'ajustement est devenu moins serré, le filetage s'étant tassé et les surfaces de portée lissées. Dans ce cas, il faut donc également mesurer la réduction du jeu radial, le déplacement axial ou la dilatation. Les valeurs de réduction de jeu radial et de serrage correspondant sont indiquées dans l'annexe (tableaux 7.16 et 7.17)

 Le jeu radial est mesuré à l'aide d'un jeu de cales d'épaisseur, fig. 27. 

Dans le cas de roulements à rotule sur rouleaux, il faut mesurer simultanément le jeu des deux rangées de rouleaux, fig. 28. Ce n'est que lorsque le jeu radial est le même pour les deux rangées de rouleaux, que l'on est sûr que la bague intérieure ne s'est pas déplacée latéralement par rapport à la bague extérieure. Le fait que les faces des deux bagues se trouvent dans le même plan, ne procure aucune sûreté à ce point de vue, étant donné leur tolérance de largeur. 

27 : Mesure du jeu radial à l'aide de cales d'épaisseur. 

28 : Dans le cas de roulements à rotule sur rouleaux, il faut mesurer simultanément le jeu des deux rangées de rouleaux 

Les bagues intérieures et extérieures de roulements à rouleaux cylindriques peuvent être montées séparément. Si la bague intérieure est démontable, on peut mesurer la dilatation de la bague intérieure au lieu de la diminution du jeu radial, au moyen d'un palmer, fig. 29.  

                                                29: Mesure de la dilatation de la bague intérieure d'un roulement à rouleaux cylindriques. 

On emmanche le roulement ou le manchon sur la portée conique à l'aide d'un appareillage mécanique ou hydraulique. Le choix du type de montage à adopter dans chaque cas dépend des conditions de montage. 

Les petits et moyens roulements peuvent être emmanchés sur la portée conique au moyen d'un écrou d'arbre, fig. 30. Pour serrer l'écrou, on utilise une clé à ergot. 

Pour enfoncer les petits manchons de démontage entre l'arbre et l'alésage de la bague intérieure, on utilise également un écrou d'arbre, fig 32

                               30 : Mise en place d'un roulement à rotule sur rouleaux au moyen d'un écrou d'arbre 

            31 : Montage d'un roulement à rotule sur rouleaux avec manchon de serrage au moyen de l'écrou de manchon. 

Ecrou à double ergot Les jeux d'écrous à double ergot sont destinés au montage de roulements à rotule sur billes sur manchons de serrage. Ils contiennent des clés dynamométriques permettant une détermination précise de la position de départ pour l'emmanchement du roulement. Sur chaque clé à double ergot est marqué l'angle de rotation adéquat pour le roulement à monter, de sorte que le déplacement et la réduction du jeu radial peuvent être réalisés avec précision, fig. 33.

                                            32 : Montage d'un manchon de démontage au moyen d'un écrou d'arbre. 

                   33 : Clé à double ergot avec marquage des angles de rotation adéquats pour roulements à rotule sur billes 

                  34 : Les écrous avec vis de pression facilitent le serrage de grands manchons de démontage. Entre l'écrou et le manchon est disposée une rondelle.  

Dans le cas de roulements moyens, il faut déployer des efforts considérables pour serrer l'écrou. Dans de tels cas, le montage est facilité par l'écrou d'arbre avec vis de pression d'après fig. 34. 

Afin que le roulement ou le manchon ne coincent pas, on serre au maximum l'écrou et la rondelle intermédiaire. Puis les vis de pression en acier traité, régulièrement réparties sur la périphérie en nombre proportionnel à l'effort à produire, sont serrées en croix, c.-à-d. en procédant par paires de vis opposées, jusqu'à ce que la diminution de jeu demandée soit atteinte. Comme les surfaces coniques se bloquent automatiquement, on peut retirer ensuite le dispositif de montage et bloquer le roulement par son écrou. De la même manière, on peut monter aussi des roulements sur manchons de serrage ou directement sur la portée conique de l'arbre. Dans le cas de montage de gros roulements, il est recommandé d'utiliser un appareillage hydraulique pour emmancher le roulement ou pour enfoncer le manchon. Le montage hydraulique d'un roulement à rotule sur rouleaux au moyen d'un écrou hydraulique1) est décrit sur fig. 35 et 36.

                                       35 : Ecrou hydraulique pour le montage de roulements à alésage conique sur arbre conique.

                                      36 : Montage d`un roulement à rotule sur rouleaux avec un écrou hydraulique

                                                    a : Montage sur un manchon de serrage 

                                                    b : Montage sur un manchon de démontage  

Les écrous hydrauliques sont livrables pour tous les manchons ou filetages normaux d'arbre. Le procédé hydraulique décrit aux chapitres 3.3 et 4.3 permet également un montage et surtout un démontage faciles.  

3.2 Méthodes thermiques 

Si les roulements avec alésage cylindrique doivent être serrés sur l'arbre, ils doivent être chauffés avant mise en place. Une température de 80 à 100 °C donne une dilatation suffisante. Durant le chauffage, il faut soigneusement surveiller la température qui ne doit en aucun cas dépasser 120 °C. Au-dessus de cette limite, on risque de modifier la structure des pièces du roulement ce qui entraîne une diminution de la dureté et un changement de dimensions. Pour les roulements avec cage moulée par injection en polyamide renforcé de fibres de verre, on a les mêmes limites de température que pour les autres roulements. Les roulements avec déflecteurs, fig. 37a et avec joints, fig. 37b, sont déjà garnis de graisse. Les roulements à monter peuvent être chauffés à 80 °C maximum, mais pas dans un bain d'huile.

 37 : Ne pas chauffer les roulements avec déflecteurs ou joints étanches dans un bain d`huile (température max. 80 °C).

                                       a : Roulement avec déflecteurs

                                       b : Roulement avec joints étanches 

38 : Dans le cas de chauffage avec plaque de chauffage sans réglage de température, interposer une bague ou une rondelle entre la bague intérieure d'un roulement à rotule sur rouleaux type E avec cage en polyamide et cette plaque de chauffage, afin de protéger la cage. 

3.2.1 Plaque de chauffage 

Les roulements peuvent être chauffés provisoirement sur une plaque de chauffage, si possible, à température contrôlée. Dans ce cas, le roulement doit être retourné plusieurs fois afin d'assurer une température uniforme.  

Avec une plaque de chauffage sans réglage de température supérieure à 120 °C, les cages en polyamide ne doivent pas prendre appui sur la plaque. Cela peut être évité en insérant une bague ou une rondelle entre la plaque et la bague intérieure, fig. 38. 

3.2.2 Bain d'huile 

Généralement, les roulements sont chauffés dans un bain d'huile à température contrôlée. Cette méthode garantit un chauffage uniforme; la température de 80 à 100 °C peut être sûrement respectée. Il faut placer un tamis ou une grille au fond du bac à huile afin que le roule - ment ne s'échauffe pas inégalement et que les impuretés de l'huile qui se sont déjà déposées, ne pénètrent pas dans le roulement, fig. 39. On peut aussi suspendre les roulements dans le bain d'huile, fig. 40. Après le chauffage, égoutter les roulements. Toutes les surfaces d'ajustement et de portée doivent être soigneusement essuyées. 

39,40 : Le chauffage dans un bain d'huile assure une température uniforme des roulements. La température de 80 à 100 °C est facile à contrôler. Inconvénient: risque de pollution. 

39 : Chauffage d'un roulement à billes à gorges profondes dans un bain d'huile 

40 : Chauffage de bagues intérieures de roulements à rouleaux cylindriques dans un bain d'huile 

L'emmanchement de bagues ou de roulements chauffés demande quelque habileté, fig. 41. 

Les pièces sont emmanchées d'un seul trait sur leur portée en veillant à ne pas les coincer, jusqu'à ce qu'elles viennent en butée sur l'épaulement. On facilite le montage par un léger mouvement vissant. Pour la mise en place des roulements, il est nécessaire d'utiliser des gants en amiante ou des chiffons non pelucheux. Ne pas utiliser de la bourre de laine pour le nettoyage. 

Pour transporter les grands roulements, il faut, dans la plupart des cas, un pont roulant. Le roulement est alors suspendu à une pince de montage, fig. 42.

41 : Emmancher les pièces de roulement chauffées rapidement et sans coincement jusqu'à ce qu'elles viennent en butée sur leur portée. Le montage est facilité par un léger mouvement vissant. 

Aussitôt après avoir fait glisser la bague intérieure sur l'arbre, la maintenir appliquée contre l'épaulement axial jusqu'à refroidissement, afin qu'elle porte fermement contre l'épaulement de l'arbre. De même, il ne doit pas y avoir d'intervalle entre 2 bagues placées côte à côte.  

3.2.3 Four à air chaud 

Une méthode sûre et propre consiste à chauffer les roulements dans un four à air chaud dont la température est réglée par thermostat de sorte qu'elle est donc très constante. En procédant avec soin, I'encrassement des roulements est exclu. L'inconvénient est que le chauffage à l'air chaud dure relativement longtemps. Dans le cas de montages en série, il faut donc prévoir des fours à air chaud suffisamment puissants et grands.

3.2.4 Appareil de chauffage par induction 

Les appareils de chauffage par induction, fonctionnant sur le principe des transformateurs, permettent de façon à la fois rapide, sûre et avant tout propre, de porter les roulements à la température de montage souhaitée. Les appareils de chauffage par induction sont utilisés en particulier pour les montages en série 

Les appareils de chauffage par induction permettent de chauffer tous les types de roulements, y compris les roulements graissés ou étanches. Le plus petit est utilisable avec des roulements allant de 20 mm d'alésage jusqu'à une masse de 20 kg. Le plus grand appareil , convient au chauffage de roulements à partir de 85 mm d'alésage et jusqu'à 800 kg.

43,44 : Appareil de chauffage par induction pour porter les roulements à la température de montage de facon rapide, sûre et propre 

45 : Dispositif de montage avec chauffage par induction pour courant triphasé de 380 V pour chauffer une bague intérieure 

3.2.5 Dispositif de montage avec chauffage par induction*) 

Les bagues intérieures de roulements à rouleaux cylindriques et de roulements à aiguilles à partir de 100 mm d'alésage peuvent être chauffés avec les dispositifs de montage avec chauffage par induction.

Les appareils montrés ici se prêtent aussi bien au montage qu'au démontage. Dans la plupart des cas, ils sont pourtant utilisés pour le démontage des bagues, voir chapitre 4.2.2. Le chauffage se fait si rapidement que, lors du démontage de bagues intérieures montées avec ajustement serré, la transmission de la chaleur sur l'arbre est minimisée; cela permet un démontage facile des bagues de l'arbre. 

L'appareil de montage avec chauffage par induction s'avère économique pour le montage en série de bagues intérieures de roulements à rouleaux cylindriques (boîtes d'essieu dans les véhicules ferroviaires). Il en est de même, s'il faut fréquemment démonter et remonter de gros roulements, comme par exemple dans les laminoirs pendant le changement des cylindres.

Ces appareils peuvent être branchés entre deux phases du réseau de courant triphasé (50 ou 60 Hz). Pour extraire les roulements avec alésage jusqu'à 200 mm, il est possible d'utiliser des appareils branchés directement sur le réseau 380V, fig. 45; pour les roulements plus grands, il est recommandé de travailler avec les voltages faibles et, par conséquent, moins dangereux de 20 à 40 V (50 ou 60 Hz).

Les dispositifs de montage à bas voltages sont reliés au réseau 380V par l'intermédiaire d'un transformateur, fig. 46. Le bobinage refroidi par circulation d'eau donne un meilleur rendement, et permet de réaliser un appareil plus maniable et plus léger. 

46 : Dispositif de montage pour bas voltages avec transformateur EFB 125/1 pour bagues intérieures de roulements à rouleaux cylindriques avec 635 mm de diamètre d 'alésage: Masse de la bague 390 kg Masse du dispositif 70 kg env. 

47 : Démagnétisation d'une bague intérieure de roulement à rouleaux cylindriques au moyen du dispositif de montage avec chauffage par induction. 

 3.2.6 Refroidissement 

On chauffe le plus souvent le logement, si la bague extérieure doit être montée avec serrage. Dans le cas de logements encombrants, cela cause parfois des difficultés. On refroidit alors le roulement dans un mélange de mousse carbonique et d'alcool. La température ne devrait pas être inférieure à -50 °C. Il faut complètement rincer, avec de l'huile, I'eau de condensation formée lors des variations de température, afin d'empêcher la corrosion.

                                    48 : Principe de montage hydraulique - formation d'un film d'huile entre les surfaces à assembler 

3.3 Méthode hydraulique 

La méthode hydraulique consiste à introduire de l'huile entre les surfaces de contact, p.ex. de l'huile de machines ou de l'huile avec additifs anti-corrosifs. Le film ainsi formé supprime le contact des pièces assemblées ce qui facilite le déplacement d'une pièce par rapport à l'autre sans que l'on risque de détériorer les surfaces. La rouille de contact peut être évitée en ajoutant à l'huile des additifs anti-corrosifs ou du pétrole.

Des pièces avec portées coniques peuvent être mises en place ou retirées à l'aide de l'appareillage hydraulique. Le montage de pièces avec portées cylindriques est effectué à chaud et le démontage par procédé hydraulique. Afin de pouvoir introduire l'huile sous pression, il est nécessaire de prévoir des rainures et canalisations d'huile ainsi que des raccords filetés pour la fixation des appareils générateurs de pression, fig. 49, 50. 

Pour le montage hydraulique de roulements à alésage conique qui sont montés directement sur un arbre conique, on a besoin de très peu d'huile. C'est pourquoi il suffit d'utiliser de simples injecteurs avec débit réduit, fig. 51. 

                                                    49 : Position de la rainure d'huile pour un roulement à alésage conique. 

50 : Manchons de serrage et de démontage avec des trous et rainures d`huile.

 a : Manchon de serrage, exécution HG 

b : Manchon de démontage, exécution H

 51 : Injecteur d'huile et raccord à soupape pour filetage G 3/8:

Dans le cas de surfaces cylindriques et de manchons de serrage et de démontage, il faut introduire une plus grande quantité d'huile en raison des pertes inévitables aux bords des surfaces en contact, ce qui rend nécessaire l'emploi d'une pompe, fig. 52 à 54, 

Comme liquide de pression, on utilise une huile de viscosité moyen - ne pour machines. Pour le montage, on recommande une huile assez fluide avec une viscosité de 75 mm2/s environ à 20 °C (viscosité nominale 32 mm2/s à 40 °C) afin que l'huile s'écoule complètement du joint, une fois le montage terminé.

52 : Kit de pompe à main, comprenant une pompe à double capacité (1000 bar) avec un réservoir d'huile de 4 litres, manomètre, flexible haute pression, raccord fileté (G 1/4), coffret métallique.  

53 : Kit de pompe à main , comprenant une pompe à double capacité (1600 bar) avec un réservoir d'huile de 4 litres, manomètre, flexible haute pression, raccord fileté (G 1/4 ), coffret métallique.

 54 : Kit de pompe à main , comprenant une pompe à double capacité (2500 bar) avec un réservoir d'huile de 8 litres, manomètre, vanne deux voies, 2 flexibles haute pression, 2 raccords filetés (G 1/4), 2 adaptateurs et 6 réductions, coffret métallique. 

Montage de roulements à alésage conique

 L'effort de pression peut être créé par un écrou d'arbre, des vis de pression ou l'écrou hydraulique  (voir fig. 35). Les manchons de démontage ou de serrage sont pourvus de filetages de raccord M6, M8, G1/8 ou G1/4 suivant leurs dimensions

Les pompes fig. 52 à 54 sont branchées sur le manchon par l'intermédiaire du flexible à haute pression, du manchon de réduction R, du raccord Ermeto E1 et du tuyau S (fig. 55). 

                                                                         55 : Raccord hydraulique d'un manchon de démontage 

                               56 : Montage d'un roulement à rotule sur rouleaux à alésage conique selon la méthode hydraulique 

Pendant le montage, la pompe injecte de l'huile entre les surfaces en contact. Les efforts axiaux de montage sont engendrés par 6 ou 8 vis disposées dans l'écrou d'arbre ou dans l'écrou du manchon de serrage, fig. 56 à 59. Une tôle de montage permet d'éviter toute détérioration de la bague ou du manchon de démontage. La canalisation d'injection passe à travers l'écrou d'arbre, fig. 58. Le déplacement du roulement ou du manchon de démontage est choisi en fonction de la réduction du jeu radial nécessaire. Pendant la mesure du jeu radial, le roulement ne doit pas être soumis à la pression d'huile. Après la détente du circuit de pression, I'huile met 10 à 30 minutes à s'échapper complètement du joint. La précharge axiale doit être maintenue pendant cette période. Après ce temps, on enlève le dispositif de montage (écrou avec vis de pression ou écrou hydraulique) pour visser et bloquer l'écrou d'arbre ou de manchon.

57 : Appui direct du roulement sur l`arbre. Injecter l'huile entre les surfaces en contact et pousser simultanément le roulement sur le cône à l'aide d'un écrou ou d'une vis. Mesurer ensuite la réduction du jeu radial ou le déplacement axial. 

58 : Appui sur le manchon de démontage. Injecter l'huile dans les canalisations du manchon et simultanément pousser le manchon dans l'alésage du roulement à l'aide de vis de pression équipant l'écrou de serrage. Mesurer ensuite la réduction du jeu radial. 

59 : Roulement sur manchon de serrage. Injecter l'huile dans le manchon et simultanément pousser le roulement sur la portée conique en vérifiant la réduction du jeu.

 a: Raccord d'huile sur le côté filetage

 b: Raccord d'huile sur le côté cône 

3.4 Réglage du jeu au montage 

3.4.1 Roulements à billes à contact oblique et roulements à rouleaux coniques 

Les roulements à billes à contact oblique et les roulements à rouleaux coniques sont toujours montés par paires. Le jeu axial, et par conséquent le jeu radial de deux roulements montés en opposition, est réglé au montage. Le jeu ou la précharge sont choisis en fonction des conditions de fonctionnement. Les roulements à billes à contact oblique en exécution universelle sont destinés à être montés côte à côte dans n'importe quelle disposition. Des charges élevées et des vitesses de rotation importantes entraînent l'échauffement des roulements. La dilatation en résultant peut se traduire par un changement du jeu radial initial. Il peut augmenter ou diminuer. Cela dépend de différents facteurs: disposition et dimensions des roulements, matériau de l'arbre et du logement, distance des deux roulements. Si l'on demande un guidage particulièrement rigide de l'arbre, le jeu doit être réglé par étapes. Après chaque étape, on effectuera un essai en surveillant bien la température. On évite ainsi que le jeu ne devienne trop petit et la température trop élevée.

Au cours des essais, il se produit un «tassement» du palier de telle sorte que plus tard, le jeu ne variera pratiquement plus. Dans le cas de vitesses moyennes et élevées et de charges moyennes, on peut prendre, comme point de départ, les valeurs de températures suivantes: s'il n'y a pas de source de chaleur extérieure, un roulement bien réglé doit atteindre au rodage une température de 60 à 70 °C. Cette température devrait baisser au bout de deux à trois heures de marche, en particulier avec lubrification à la graisse, lorsque la graisse en excédent est évacuée du palier et que le travail de malaxage a diminué. Les roulements soumis à de fortes secousses ou vibrations à faible vitesse sont montés sans jeu ou même avec précharge, sinon les corps roulants risquent de détériorer les chemins de roulement. Le réglage de roulements à billes à contact oblique, ou de roulements à rouleaux coniques montés en opposition se fait au moyen d'écrous vissés sur l'arbre, fig. 60, de rondelles d'ajustage, fig. 61, ou bagues filetées dans le logement. Le jeu axial ou la précharge d'un système de roulement est réglé, prenant comme base de départ le point sans jeu, en serrant ou desserrant l'écrou ou bien en intercalant des cales d'épaisseur. Lors du réglage par écrou, la valeur du jeu ou de la précharge sont fonction du pas du filet et du nombre de tours de l'écrou. 

60 : Réglage des roulements à rouleaux coniques montés sur roue folle à l'aide d'un écrou d'arbre. 

61 : Fixation axiale d'une paire de roulements à billes à contact oblique. Réglage du jeu par cale d'épaisseur 

Le point zéro, c.-à-d. Ie point où le roulement est sans jeu et sans précharge, est recherché pendant le réglage en faisant simultané - ment tourner l'arbre à la main et en contrôlant les possibilités de mouvement à l'aide d'un comparateur. Le moyen le plus simple pour obtenir le meilleur réglage est d'utiliser une clé dynamométrique. L'écrou doit être serré, suivant les dimensions des roulements, avec le couple prévu (par exemple 30 à 50 Nm pour les roues avant d'une voiture de tourisme, le couple adéquat est déterminé par des essais; ces valeurs sont indiquées dans les instructions de réparation). Le jeu nécessaire est ensuite obtenu en desserrant l'écrou d'environ 1/12 de tour. Il faut faire attention, lors du montage des roulements à rouleaux coniques que les rouleaux soient bien en contact avec le grand épaulement du cône, car s'ils ne prenaient cette position qu'après montage, lors du service, il y aurait une augmentation du jeu. C'est pourquoi il faut, pendant le montage, faire tourner les roulements plusieurs fois dans les deux sens. Dans le cas de roulements appariés à plusieurs rangées de rouleaux coniques, fig. 62 et 63, le jeu axial est déterminé par la largeur de la bague-entretoise. Pour des instruments de mesure adéquats.

62 : Roulements à rouleaux coniques appariés en disposition X (suffixe N11 CA) 

63 : Roulement à deux rangées de rouleaux coniques en disposition O 

Exemple: Montage et réglage de roulements à rouleaux coniques dans les moyeux de roues d'automobiles, fig. 64. 

                                      64 : Roue avant d'une voiture de tourisme avec roulements à rouleaux coniques réglés 

Suite des opérations

 1. Nettoyer le moyeu. Enlever soigneusement les copeaux et les bavures 

2. Huiler légèrement les portées. Monter les deux cuvettes au moyen d'un poinçon qui ne doit reposer que sur leurs faces latérales. Les faces latérales des cuvettes doivent porter uniformément contre l'épaulement du logement, fig. 65. 

3. Graisser abondamment le cône du roulement intérieur. Injecter de la graisse également entre cage, cône et rouleaux, fig. 66. 

4. Monter le cône dans le moyeu. 

5. Monter la bague d'étanchéité dans le moyeu, la lèvre d'étanchéité tournée vers le roulement. 

6. Placer le flasque de protection et la bague-entretoise sur la fusée d'essieu. La face latérale doit entièrement porter contre l'épaulement de la fusée, fig. 67. 

7. Monter le moyeu sur la fusée. Veiller à ne pas détériorer la bague d'étanchéité.

65 : Montage de la cuvette au moyen d'un poinçon 

66 : Bien graisser l'ensemble cuvette et cage à rouleaux du roulement à rouleaux coniques 

67 : Après le flasque de protection, placer la bague-entretoise sur la fusée d'essieu. 

68 : Serrer l'écrou en tournant le moyeu jusqu'à ce que l'on sente la résistance à la rotation. Dévisser l'écrou de 1/ 12 de tour au maximum jusqu'à ce qu'il coïncide avec le trou de goupille le plus proche, et placer la goupille de blocage. 

8. Bien graisser le cône du roulement extérieur et pousser sur la fusée. 

9 Placer la rondelle de protection. 

10. Visser l'écrou. 

11. Serrer l'écrou en tournant le moyeu jusqu'à de que l'on sente la résistance à la rotation (si possible utiliser une clé dynamométrique, suivre les instructions de réparation). 

12. Dévisser l'écrou de 1/12 de tour maximum jusqu'à ce qu'il coïncide avec le trou de goupille le plus proche, et placer la goupille, fig. 68. 

13. Vérifier la facilité de rotation et l'absence de jeu de basculement. La roue doit tourner librement sans accrochage. Par contre, on ne doit sentir aucune liberté de basculement de la jante. Le cas échéant, changer la rondelle de protection ou l'écrou. Si l'on dispose de l'appareillage de mesure ci-dessous, le monter suivant fig. 69 et contrôler le jeu axial des roulements. Jeu optimal: 0 à 0,05 mm 

14. Mettre le couvercle en place. 

15. Après un essai de fonctionnement, vérifier si le jeu a changé. Si tel est le cas, corriger le réglage.

70 : Butée à billes à double effet réglée sans jeu axial 

71 : Butée à rouleaux cylindriques préchargée par cale ajustée S 

Cette méthode de réglage a fait ses preuves dans la pratique et peut être utilisée sans outillage particulier. Il existe aussi d'autres méthodes qui nécessitent certaines dépenses en outils de montage et appareils de mesure et qui, pour cette raison, sont surtout réservées au montage en série. 

3.4.2 Butées 

Les rondelles-arbre de butées sont normalement montées avec ajustement incertain ou, dans des cas exceptionnels, serrées. Par contre, les rondelles-logement sont exclusivement montées glissantes. Dans le cas de butées à double effet, la rondelle-arbre est bloquée axialement, fig. 70. Le montage et le démontage de butées ne présentent pas de difficultés.

 3.4.3 Roulements pour machines-outils 

Le réglage précis du jeu est particulièrement important, lorsqu'il s'agit de roulements pour broches de machines-outils, car la précision du jeu se reflète directement sur la qualité des pièces usinées. Le réglage précis du jeu ou de la précharge de fonctionnement exigée par le constructeur est facilité par les instruments de mesure mis au point pour régler le système de roulements les plus couramment utilisé pour broches, à savoir les roulements à deux rangées de rouleaux cylindriques, fig. 72. Les butées à billes à contact oblique à double effet sont automatiquement préchargées au montage. 

Le jeu radial d'un roulement à rouleaux cylindriques monté est donné par la différence entre le diamètre du cercle inscri/circonscrit aux rouleaux et le diamètre du chemin de roulement de la bague sans épaulement. Pour la mesure du diamètre du cercle inscrit/circonscrit aux rouleaux. FAG fournit les instruments MGI 21 et MGA 31. Le diamètre du chemin de roulement des roulements à rouleaux cylindriques NNU49 SK est mesuré avec un comparateur spécial, celui des roulements NN30ASK avec un instrument pour mesurer les alésages. 

Les instruments pour mesurer le diamètre du cercle inscrit/circonscrit aux rouleaux travaillent par comparaison; ils permettent de déterminer le jeu radial à 1 micron près.

72 : Broche d'une aléseuse de précision (côté usinage). Le jeu radial du roulement à deux rangées de rouleaux cylindriques est réglé au montage. 

Le réglage précis du jeu radial des roulements est fonction de la précision de forme des portées, c.-à-d. Ieur circularité, cylindricité ou conicité 

L'Instrument pour mesurer le diamètre du cercle inscrit aux rouleaux*

Dans le cas de roulements à rouleaux cylindriques avec bague intérieure démontable (NNU49SK), le jeu radial ou la précharge est égal à la différence entre le cercle inscrit aux rouleaux Hj et le diamètre du chemin de roulement F. Par cercle inscrit aux rouleaux on comprend le cercle inscrit à tous les rouleaux, lorsque ceux-ci prennent appui sur le chemin de roulement de la bague extérieure, fig. 73. Le diamètre du cercle inscrit aux rouleaux est mesuré avec le MGI 21. En utilisant en même temps un comparateur spécial, on peut mesurer le jeu radial du roulement monté, fig. 74. Les deux sabots en acier diamétralement opposés servent de surfa - ces de référence. Le sabot inférieur est monté fixe sur l'instrument, tandis que le sabot supérieur qui peut se déplacer radialement; ce mouvement est reporté sur le comparateur

73 : Diamètre du cercle inscrit aux rouleaux Hi dans le cas de roulements à rouleaux cylindriques NNU49SK (bague intérieure démontable) 

La valeur de diamètre ainsi mesurée sur la bague extérieure montée est transmise alors sur le comparateur. Lors du montage de la bague intérieure sur la portée d'arbre conique, on contrôle constamment la dilatation du diamètre du chemin de roulement au comparateur. Des valeurs positives sur le cadran indiquent une précharge, des valeurs négatives indiquent un jeu. Pour zéro, le roulement est sans jeu. 

74 : La valeur du diamètre du cercle inscrit est transmise sur le comparateur. L'instrument est utilisé pour des roulements à rouleaux cylindriques avec bague intérieure démontable

75 : Diamètre du cercle circonscrit aux rouleaux Ha de roulements à rouleaux cylindriques NN30ASK (bague extérieure démontable) 

Dans le cas de roulements à rouleaux cylindriques avec bague extérieure démontable (NN30ASK), le jeu radial ou la précharge est égal à la différence entre le diamètre du chemin de roulement E et le diamètre du cercle circonscrit aux rouleaux Ha Par cercle circonscrit aux rouleaux, on comprend le cercle circonscrit à tous les rouleaux qui prennent appui sur le chemin de roulement de la bague intérieure, fig. 75.  

76 : La cote du diamètre du chemin de roulement est reportée avec le palmer sur l instrument . Cet instrument est utilisé pour des roulements à rouleaux cylindriques avec bague extérieure démontable

Le diamètre du cercle circonscrit aux rouleaux est mesuré avec le MGA 31. En utilisant un instrument pour mesurer les alésages, on peut mesurer le jeu radial du roulement monté, fig. 76. Les deux sabots en acier diamétralement opposés servent de surfaces de référence. Le sabot supérieur peut se déplacer radialement; ce mouvement est indiqué sur la montre du comparateur. La bague extérieure à mesurer doit être montée dans le logement. La cote du diamètre de piste de la bague extérieure relevée au moyen du palmer est reportée sur l'instrument pour mesurer le cercle circonscrit. L'ensemble bague intérieure/couronne de rouleaux est monté sur l'arbre conique et légèrement serré. Puis, on fait glisser l'instrument MGA 31 sur la couronne de rouleaux. Ensuite, la bague intérieure est poussée jusqu'à ce que le comparateur indique la cote désirée. Les valeurs positives signifient précharge, les valeurs négatives signifient jeu; zéro signifie roulement sans jeu.

Contrôle du jeu de fonctionnement par la température de régime

Dans le cas de broches tournant à vitesses élevées, il est possible de contrôler le jeu ou la précharge au moyen de la température de régime atteinte lors d'un essai. A cet effet, on prévoit des trous dans le palier, dans lesquels on introduit des capteurs de température, fig. 77. Afin de mesurer la température réelle des roulements, il est nécessaire que les capteurs de température soient directement en contact avec les bagues de roulement. Il ne suffit pas de mesurer simplement la température du roulement à rouleaux cylindriques; il faut également surveiller la température de la butée à billes à contact oblique préchargée. 

                                                        77 : Disposition des capteurs de température 

L'essai doit être prolongé jusqu'à ce que la température de régime se stabilise. Suivant le type de machine, cette stabilisation peut être atteinte au bout de 30 minutes à 3 heures. Pour les vitesses les plus élevées, on admet des températures de régime de 50 à 60 °C, qui indiquent que le roulement a atteint le jeu ou la précharge de fonctionnement le plus favorable.  

 Démontage de roulements 

Il faut apporter beaucoup de soin dans le démontage d'un roulement qui sera réutilisé. Il faut surtout appliquer l'outil d'extraction sur la bague à arracher afin d'éviter que les éléments roulants lais - sent des empreintes dans les chemins de roulement, fig. 78a. Pour des bagues extérieures minces il y a, en plus, le risque de rupture, fig. 78b. Dans le cas de roulements non disssociables, on enlève d'abord la bague montée glissante. Le démontage de la bague montée avec serrage nécessite le plus souvent des efforts plus élevés que lors du montage en raison de l'adhérence qui croît avec le temps. Le démontage de bagues montées libres peut aussi s'avérer difficile si au bout de longues périodes de fonctionnement, la formation de rouille de contact est apparue.

78a : Incorrect! L'effort de démontage ne doit pas être transmis par les éléments roulants, si l'on veut réutiliser le roulement. 78b : Lorsque le démontage par l'intermédiaire des corps roulants ne peut pas être évité, utiliser une bague en acier non trempé enveloppant la bague extérieure (épaisseur au moins 1/4 de la hauteur de section). C'est particulièrement im - portant pour les roulements avec faible hauteur de section et petit angle de contact tels que les roulements à rouleaux coniques et les roulements à rotule sur deux rang ées de rouleaux. Les roulements ne devront pas être réutilisées. 79 : Retirer d'abord la bague montée glissante des roulements non dissociables.

4.1 Méthodes mécaniques 

4.1.1 Démontage de roulements à alésage cylindrique 

Pour démonter les petits roulements, on peut utiliser soit des dispositifs mécaniques, fig. 81, 82, soit des presses hydrauliques, fig. 83, qui peuvent s'accrocher soit sur la bague montée serrée, soit sur les pièces attenantes, telle que la bague labyrinthe.

              81 : Un roulement à rotule sur une rangée de rouleaux est arraché au moyen d'un dispositif d'extraction. 

                 82 : Dispositifs de démontage pour roulements

 a: Extracteur avec tirants et bague en deux parties 

b: Extracteur à trois bras réglables 

                                     83 : Démontage plus facile avec une presse 

Pour retirer les petits roulements de leur portée, on peut utiliser à la rigueur un chassoir métallique, fig. 84 à droite, il faut alors répartir les coups sur toute la périphérie de la bague. Le démontage peut être facilité, si le constructeur a prévu des enco - ches de démontage permettant d'appliquer l'outil de démontage directement sur les bagues serrées, fig. 85, 86 et 87.

84 : Démontage provisoire d'un roulement par de légers coups de marteau à gauche : mauvais à droite : bon (utiliser un chassoir en métal doux) 

85 : Encoches dans l'épaulement de l'arbre prévues pour l'application des outils de démontage 

86 : Trous pour l'utilisation de vis de pression 

                                                87 : Rainures pour démonter la bague extérieure à la presse 

Dans les cas où la bague intérieure s'appuie sur l'épaulement d'arbre et qu'il n'a pas été prévu d'encoches de démontage, on peut extraire des roulements à billes, roulements à rouleaux coniques et roulements à rouleaux cylindriques au moyen d'un outil spécial d'extraction. Dans le cas de l'extracteur pour roulements à billes, fig. 88, 89c, la pièce de serrage montée dans l'extracteur s'engage entre les billes, et saisit le bord de la piste de la bague intérieure; quant aux extracteurs pour roulements à rouleaux cylindriques et roulements à rouleaux coniques, elle prend derrière les rouleaux, fig. 89a. La pièce de D

88 : Extracteur pour roulements à billes avec pièce de serrage 

89: Pinces de serrage pour extracteurs spéciaux

 a: Pince de serrage pour roulements à rouleaux coniques et à rouleaux cylindriques dont la bague extérieure peut être extraite . 

b: Pince de serrage pour roulements à rouleaux coniques et à rouleaux cylindriques dont la bague extérieure ne peut pas être extraite. 

c: Pince de serrage pour roulements à billes à gorges profondes.

serrage fait partie d'une pince qui est serrée contre la bague intérieure à l'aide d'une bague conique. La force d'extraction est produite par une broche. Ce type d'extracteur permet d'extraire de l'arbre même des roulements encore montés dans le logement. Extracteurs mécaniques 

4.1.2 Démontage de roulements à alésage conique 

4.1.2.1 Démontage de roulements avec manchons de serrage 

                                                     Pour le démontage de roulements directement montés sur l'arbre conique ou sur un manchon de serrage, on desserre d'abord l'écrou d'un montant correspondant au déplacement axial du roulement réalisé au montage. Chasser la bague intérieure du roulement de la portée conique du manchon ou de l'arbre par de légers coups de marteau. A cet effet, on utilise un chassoir en métal doux, fig. 90, ou encore mieux, une douille de frappe, fig. 91. S'il est possible d'utiliser une presse, il faut soutenir le manchon ou l'écrou desserré, et chasser le roulement du manchon 

90 : Démontage d'un petit roulement à rotule sur rouleaux avec manchon de serrage. La bague intérieure est chassée du manchon à l'aide d'un chassoir en métal. 

91 : Démontage d'un roulement à rotule sur billes avec manchon de serrage. L'utilisation d'une douille de frappe évite des détériorations du roulement. 

92 : Utilisation de l'écrou hydraulique pour démonter un roulement à rotule sur rouleaux avec manchon de serrage.

Un manchon de serrage peut être démonté à l'aide d'un écrou hydraulique, si le roulement repose sur une bague d'appui. L'écrou doit naturellement appuyer sur une plaque situé en bout d'arbre ou sur un moyen similaire, fig. 92. 

4.1.2.2 Démontage de roulements avec manchons de démontage  

Les roulements montés sur manchons de démontage sont retirés à l'aide de l'écrou de démontage, fig. 93a. A cet effet, démonter les éléments de fixation axiale. Dans les cas difficiles, surtout s'il s'agit de gros roulements, on peut utiliser des écrous avec vis de pression additionnelles, fig. 93b. Dans ce cas, on place une rondelle entre la bague intérieure et les vis de pression. Le démontage de manchons de démontage est plus facile et plus économique avec un écrou hydraulique, fig. 94. Les manchons de démontage qui sont en saillie de l'arbre doivent être soutenus avec une bague à paroi épaisse. 

93 : Extraction d'un manchon de démontage a: avec un écrou de démontage b: avec un écrou et des vis de pression qui pressent contre la bague intérieure par une rondelle 

94 : Ecrou hydraulique pour démonter un roulement à rotule sur rouleaux avec manchon de démontage. Le manchon de démontage en saillie repose sur une bague d'appui de paroi épaisse. 

4.2 Méthodes thermiques

 4.2.1 Bague de chauffage 

 Les bagues de chauffage facilitent le démontage de bagues intérieures de roulements à rouleaux cylindriques ou de roulements à aiguilles avec un seul ou sans épaulement. Les bagues de chauffage en alliage léger sont fendues radialement. Des poignées isolées facilitent le maniement, fig. 95. Les bagues de chauffage sont portées à la température de 200 à 300 °C sur une plaque chauffante. Puis, elles sont glissées sur la bague intérieure à démonter, et serrées à l'aide des poignées. La chaleur est rapidement transmise de la bague de chauffage à la bague intérieure. Lorsque le serrage sur l'arbre est supprimé, on retire simultanément les deux bagues. Après démontage, il faut immédiatement enlever la bague de roulement de la bague de chauffage afin d'éviter sa surchauffe. Les bagues de chauffage sont une bonne solution surtout pour le démontage occasionnel de bagues de roulements de petites et moyennes dimensions. Pour chaque taille de roulement, il faut donc une bague de chauffage séparée.

95 : Bagues de chauffage pour le démontage de bagues intérieures de roulements à rouleaux cylindriques et roulements à aiguilles.

4.2.2 Dispositif de montage avec chauffage par induction

 On utilise les dispositifs de montage avec chauffage par induction surtout pour le démontage de bagues intérieures frettées de roulements à rouleaux cylindriques et de roulements à aiguilles à partir de 100 mm de diamètre d'alésage. Le chauffage est si rapide que la transmission de la chaleur sur l'arbre est minimisée; cela permet un démontage facile des bagues. 

Ces appareils peuvent être branchés sur les deux phases d'un réseau de courant triphasé (50 ou 60 Hz). Pour extraire les roulements avec alésage jusqu'à 200 mm, il est possible d'utiliser des appareils branchés directement sur le réseau 380 V. Pour les roulements plus grands, il est recommandé de travailler avec les voltages faibles et, par conséquent, moins dangereux, de 20 à 40 V (50 ou 60 Hz). 

Les appareils d'induction à bas voltages sont reliés au réseau 380 V par l'intermédiaire d'un transformateur, fig. 96. Le bobinage refroidi par circulation d'eau donne un meilleur rendement et permet de réaliser un appareil plus maniable et plus léger. 

Dans le cas de démontage, le monteur met en place l'appareil sur la bague intérieure et enclenche les verrous dans les encoches situées derrière la bague. Ces encoches sont prévues dans la bague labyrinthe. Il branche ensuite l'appareil; dès que la bague a atteint la température de 80 à 100 °C, il coupe le courant et retire la bague du roulement à l'aide du dispositif

96: Dispositif de montage pour bas voltages avec transformateur EFB 125/1 pour bagues intérieures de roulements à rouleaux cylindriques avec un diamètre d`alésage de 635 mm: Masse de la bague 390 kg Masse du dispositif 70 kg env

4.2.3 Chauffage à la flamme 

Si l'arbre ne présente pas les canalisations nécessaires au montage hydraulique et s'il ne semble pas utile pour des raisons économiques d'acheter un dispositif de chauffage électrique, on peut, à la rigueur, chauffer à la flamme les bagues de gros roulements dissociables. Il ne faut en aucun cas, utiliser un chalumeau, car il y aurait alors risque d'échauffement inégal et excessif des bagues qui aurait pour conséquence une destructuration des bagues. Par contre, les brûleurs circulaires, fig. 97, sont utilisés avec succès. La distance des tubes du brûleur à la surface des bagues doit être comprise entre 40 et 50 mm. Pour une pression normale du gaz, le diamètre des orifices doit être de l'ordre de 2 mm.  

Par l'addition plus ou moins importante d'air, on peut faire varier la température et la longueur des flammes. La distance des orifices du brûleur répartis sur la circonférence du tube doit être de 20 à 25 mm. Dans le cas de petites bagues fortement serrées, il faut s'efforcer d'atteindre la plus grande puissance du brûleur. Le mélange d'air ne doit être effectué qu'après allumage du gaz. La pression d'air doit être réglée avec précision. Si elle était trop forte, I'air pourrait refouler le gaz dans la canalisation 

La surface trempée des roulements est susceptible de perdre en dureté et de changer de dimensions, si les températures sont trop élevées. Toujours veiller à ce que le brûleur se trouve concentrique par rapport à la bague. Durant le chauffage, il faut déplacer le brûleur lentement et à vitesse constante en sens axial devant la surface de la bague. Ce n'est que par un chauffage régulier de l'ensemble de la bague qu'il est possible d'éviter l'effet de revenu et les tensions supplémentaires.

Les bagues détériorées au point de n'être plus utilisables ne sont pas toujours démontables par la méthode décrite en raison de la rouille de contact ou du grippage à froid. Dans ce cas, le démontage - s'effectue de la façon suivante: on chauffe la bague au chalumeau à 350 °C environ et l'arrose au jet d'eau froide; on produit ainsi des tensions si élevées dans la bague qu'elle éclate. A cause du danger d'accidents, protéger le lieu de travail.  

Lorsque l'on atteint une température de 300 °C et plus en chauffant par exemple Ie roulement à démonter à l'aide d'un chalumeau, des matériaux fluorés peuvent dégager des gaz et des vapeurs toxiques. on emploie de tels matériaux dans les joints en caoutchouc fluoré (FKM, FPM, p.ex. Viton® ou dans les graisses fluorées telles que, par exemple, la graisse pour roulements Arcanol L79V. Si une température élevée ne peut pas être évitée, il est alors conseillé de respecter les prescriptions de sécurité que nous tenons à votre disposition.  

4.3 Méthode hydraulique 

La méthode hydraulique consiste à introduire de l'huile entre les surfaces en contact. Le film d'huile supprime le contact des pièces assemblées ce qui facilite le déplacement d'une pièce par rapport à l'autre sans que l'on risque de détériorer les surfaces, voir chapitre 3.3. La méthode hydraulique convient au démontage de roulements montés sur portée conique ou cylindrique. Dans les deux cas, il faut prévoir des rainures et canaux d'huile ainsi que des filetages de raccord pour les générateurs de pression, fig. 98. Les manchons de serrage et les manchons de démontage de grandes dimensions sont équipées de rainures et trous correspondants, fig. 101 et 102. 

98: Position des rainures d'huile pour le démontage par la méthode hydraulique 

a: portée conique; 

b: portée cylindrique; largeur du roulement B 80 mm; a ≈ √d;

 c: portée cylindrique; largeur du roulement B > 80 mm; a ≈ √d; b ≈ (0,5 à 0,6) · B;

 d: portée cylindrique; deux bagues intérieures disposées côte à côte; largeur du roulement B > 80mm; a ≈ √d, c ≈ B - (1,5 à 2) · √d

Pour le démontage de roulements à alésage conique montés directe - ment sur l'arbre, il suffit d'utiliser des injecteurs en tant que générateurs de pression, fig. 51. Pour le montage de roulements à alésage cylindrique et de manchons de serrage et de démontage, il faut recourir à une pompe, fig. 52 . 

Pour le démontage, on peut utiliser une huile plus visqueuse de 150 mm2/s (cSt) à 20 °C environ (viscosité nominale 46 mm2/s à 40 °C). Au cas où les surfaces d'ajustement seraient détériorées, on préfère une huile à engrenages ou à cylindres de 1150 mm2/s (cSt) environ à 20 °C (viscosité nominale 320 mm2/s à 40 °C). La rouille de contact est en partie supprimée en ajoutant à l'huile des additifs anti-corrosifs.

4.3.1 Démontage de roulements à alésage conique

 Pour démonter des roulements montés, soit directement sur un tourillon conique, soit sur un manchon de démontage ou de serrage, il suffit d'injecter de l'huile entre les surfaces en contact. Attention : les pièces serrées se dégagent brusquement! Pour éviter des accidents, il faut donc limiter le mouvement axial du roulement ou du manchon à démonter par un écrou d'arbre, un écrou de manchon de serrage ou une butée quelconque, fig. 99 à 102. 

99 : Démontage d'un roulement à rotule sur rouleaux à l'aide de la méthode hydraulique 

La rouille de contact complique fréquemment le démontage. Il est donc recommandé d'utiliser un liquide anti-rouille, en particulier, s'il s'agit de roulements qui sont démontés au bout d'une longue durée de fonctionnement. Dans des cas difficiles, on peut faciliter le dégagement du manchon de démontage au moyen de l'écrou du manchon de démontage. Au cas où celui-ci est pourvu de vis de pression, fig. 103, il faut interposer une rondelle de pression pour éviter que les efforts d'extraction n'agissent directement sur l'épaulement de la bague intérieure du roulement

100 : Appui direct sur l'arbre. Introduire l'huile sous pression entre les surfaces en contact. Le roulement se dégage de lui-même. Laisser une butée sur l'arbre pour arrêter la bague intérieure.

 101 : Roulement sur manchon de démontage. Injecter l'huile sous pression dans les canalisations du manchon. Le manchon se dégage de lui-même. Laisser l'écrou sur I'arbre

102 a-b : Roulement sur manchon de serrage. Injecter l'huile sous pression dans les canalisations du manchon. Le roulement se dégage de lui-même. Laisser une butée sur le manchon. a : Raccord d'huile, côté filetage b : Raccord d'huile, côté cône

103 : Démontage dans des cas difficiles. L'huile avec additifs dis - solvant la rouille est injectée sous pression dans les canalisations du manchon. Choisir une huile de viscosité élevée. Faciliter le dégagement du manchon au moyen d'un écrou avec vis de pression. 

4.3.2 Démontage de roulements à alésage cylindrique 

Dans le cas de roulements à alésage cylindrique, la méthode hydraulique n'est utilisée, en général, que pour le démontage. On applique un appareil d'extraction sur la bague du roulement, fig. 1 04a-c, et l'on injecte l'huile dans les rainures. Lorsque la bague se laisse extraire facilement, on la retire d'abord, jusqu'à ce que la rainure arrière soit découverte et ne I'alimente plus d'huile. Puis la bague est retirée ultérieurement, jusqu'à ce que la rainure avant se trouve à peu près au milieu de la surface de bague restant sur l'arbre, fig. 104b. Dans cette position, on interrompt l'alimentation de la rainure avant de telle sorte que la bague soit à nouveau serrée. On place un ressort dans le manchon de guidage du dispositif de démontage. Ce dis - positif doit permettre d'arrêter le ressort en position préchargée, fig.104c. La force et le déplacement du ressort doivent être supérieurs à la partie de la bague restant en place. Si l'on rétablit le film d'huile en actionnant à nouveau la pompe, la bague intérieure saute de l'arbre grâce à la précharge du ressort. Il faut, dans ce cas, prendre des mesures appropriées pour amortir le démontage brusque de la bague. La précharge F du ressort doit être environ F = 20 d (F en N, diamètre du tourillon en mm). Si plusieurs bagues sont montées côte à côte sur l'arbre, on les démonte l'une après l'autre de la façon décrite. Le déplacement des bagues jusqu'au point où elles recouvrent la dernière rainure peut être effectué à la main dans la plupart des cas, parce qu'elles glissent très facilement après l'injection d'huile sous pression. Plus la bague «flotte», lorsqu'elle se dégage sous l'effet de la précharge du ressort lors de la dernière phase de démontage, plus on est sûr qu'elle ne restera pas accrochée. Si l'arbre ne présente ni rainures ni canaux d'huile, on peut aussi injecter l'huile par le côté, fig. 105. A cet effet, on monte sur la face frontale de l'assemblage une bague de pression étanche qui permet d'injecter l'huile dans le joint d'ajustement.

104 : Démontage d'une bague intérieure à alésage cylindrique par la méthode hydraulique. a: Appliquer le dispositif de démontage sur la bague intérieure et injecter de l'huile sous pression dans les deux rainures d'huile. b: Tirer la bague jusqu'à découvrir la première rainure. Supprimer l'arrivée d'huile sous cette dernière en maintenant la pression sur la seconde tout en continuant l'extraction de la bague de roulement. c: Le dispositif muni d'un ressort préchargé permet d'extraire plus rapidement la bague, tout en maintenant la pression dans la dernière rainure. 

105 : Dispositif spécial pour retirer un roulement à rotule sur rouleaux à alésage cylindrique d'un arbre sans rainures d'huile. L'huile est injectée par le côté. 

Grâce à une douille fixée à la face latérale de l'arbre, on garantit que l'huile soit introduite entre les surfaces au contact jusqu'à ce que l'opération de démontage soit terminée. Quand il est impossible de monter une telle douille, on doit utiliser une huile très visqueuse avec une viscosité de 320 mm2/s (cSt) à 40°C. Avec une telle huile, le film d'huile dans le joint sera maintenu pendant au moins 5 minutes. Ce temps suffit pour retirer le roulement. Ces dispositifs spéciaux d'extraction sont relativement compliqués et coûteux. On les utilise par exemple, lorsqu'il est impossible de prévoir des rainures d'huile aux arbres ou essieux pour des raisons de solidité, mais que l'on doit fréquemment démonter les roulements (p.ex. dans les véhicules ferroviaires).