Paliers lisses : conceptions, types, production, objectif, avantages et inconvénients

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Les générateurs, les moteurs à combustion interne, etc. utilisent des paliers lisses. Ce sont des pièces capables de transmettre un couple, assurant le fonctionnement normal des mécanismes. Les roulements ont une conception spécifique. Cela fournit un certain ensemble de caractéristiques techniques et opérationnelles de la pièce. Les caractéristiques de la conception des paliers lisses, leurs variétés, avantages et inconvénients seront discutés ci-dessous.

Informations générales

Les paliers lisses (GOST 3189-89) sont le type le plus ancien de ces pièces. Ils sont utilisés comme élément de pièces rotatives pour transmettre le mouvement de translation. C'est le composant principal du support d'arbre, qui assure le processus de sa rotation lors du glissement de la goupille sur la surface du roulement.

En vedettela pièce perçoit les charges axiales et radiales qui ont été appliquées à l'arbre. Le bon fonctionnement de l'unité dépend de la qualité de cet élément structurel.

Il existe une différence significative entre les roulements et les paliers lisses. La première de ces options se caractérise par la présence d'une telle conception, qui assure la répartition de la charge entre une pluralité d'éléments roulants. Ils sont enfermés dans le corps. Le palier lisse, quant à lui, perçoit la charge en cas de glissement. Mais dans les deux types de pièces, le bon fonctionnement ne peut être assuré qu'avec une bonne lubrification.

Compte tenu de la différence entre les roulements et les paliers lisses, il convient de noter que leur coût est sensiblement différent. Cela est dû au degré de charge que ces pièces peuvent supporter. Par exemple, un roulement coûte plus cher car il peut fonctionner à des vitesses plus élevées. Il a un design plus avancé.

Le palier lisse est relativement bon marché. En même temps, il est utilisé dans de nombreuses branches de l'activité humaine. Ces types de conceptions sont utilisés lorsque l'utilisation de roulements est impossible ou non rentable:

• Dans les produits dans lesquels les arbres fonctionnent dans des conditions de vibrations et de chocs accrus. Par exemple, il peut s'agir de moteurs à combustion interne, de marteaux, de laminoirs, etc.
• Dans la conception d'arbres de grand diamètre. Il peut s'agir d'un système de turbines hydrauliques, de laminoirs, etc.
• Dans les machines à grande vitesse telles que les centrifugeuses.
• Dans les appareils de haute précision tels que les supports de machinestélescopes, microscopes, broches de machines-outils et plus encore.
• Dans les appareils électroménagers, les machines et mécanismes à basse vitesse, les appareils qui fonctionnent dans l'eau ou dans des environnements agressifs.
• Dans les appareils avec de petits arbres, tels que les montres, les chronomètres, etc.

Design

Comment fonctionne un palier lisse ? Les principaux éléments de sa conception sont le corps, dans lequel se trouve un insert spécial. Le processus de leur fabrication est réglementé par GOST.

Le logement du palier lisse peut être fendu ou plein. Dans le premier cas, pour relier la base et le couvercle, il est réalisé à l'aide de boulons, de vis ou de cales. Si le corps est monobloc, il peut être monobloc ou soudé. Le choix dépend des conditions de fonctionnement. Les variétés moulées résistent à de lourdes charges.

En raison de la force latérale agissant sur les boîtiers monoblocs, le couvercle et la base sont dotés de surfaces de coordination spéciales pour prolonger leur durée de vie.

Les coussinets de palier lisse peuvent avoir un jeu réglable et non réglable. Le fonctionnement de la structure est assuré par une ou plusieurs clavettes de type huile. Dans les roulements monoblocs, les chemises sont réalisées sous forme de coussinets.

Dans les unités modernes, les roulements sont relativement courts. Cela réduit la rigidité de l'arbre. De plus, les exigences d'autorisation à l'atterrissage sont devenues moins strictes. Il peut être minime dans un roulement court. Dans ce cas, il n'y a pas de risque de coincement, coincement des parties mobiles de la structure lorsasymétrique.

Compte tenu du fonctionnement d'un palier lisse, il convient de noter que les variétés courtes de modèles présentent certains inconvénients. Ils manquent de graisse plus rapidement. S'il n'est pas ajouté à temps, la structure échouera. Mais ils auront des écarts plus petits. Dans les roulements courts, l'évacuation de la chaleur des surfaces de frottement est meilleure. Si la longueur est grande, une conception à alignement automatique est utilisée. Il vous permet d'éliminer les distorsions lorsqu'elles apparaissent.

Lubrification de la structure

Compte tenu de la conception des paliers lisses, il convient de noter que l'un des éléments importants est la lubrification. Comme déjà mentionné, il se compose d'un corps et d'un manchon. La partie portante de l'arbre s'appelle le tourillon. Il (ainsi que la forme de la surface de travail de la structure) peut être conique, cylindrique ou plat. Si le tourillon est en bout d'arbre, c'est un tenon. S'il est situé au milieu, c'est le cou.

Un dispositif de lubrification est un élément de conception obligatoire. Il fournit de l'huile ou un autre matériau avec des qualités appropriées à l'espace formé entre l'arbre et le manchon. La lubrification permet à la structure de tourner avec peu de résistance. Si ce matériau s'épuise, la pièce échouera en raison de la surchauffe causée par le frottement. Les surfaces de travail seront également détruites.

Les lubrifiants peuvent avoir un aspect différent. Le plus souvent, ce sont des matériaux cohérents à haute viscosité. Pendant le fonctionnement du roulement, il chauffe, devient plus fluide. Ceci expliqueglissement de haute qualité des éléments mobiles.

Pour augmenter la sécurité de ces conceptions, les roulements industriels ont commencé à être équipés d'un lubrifiant spécial. C'est un matériau poreux dur. Il s'agit d'un lubrifiant en poudre durable et de haute qualité. Il assure une longue durée de vie des roulements.

Il s'agit d'une conception de système autolubrifiant. Il est fabriqué à l'aide de la technologie de la métallurgie des poudres. Pendant le fonctionnement du roulement, de l'huile est libérée de ce matériau. Ils imprègnent initialement la fraction solide. Lorsque le système est inactif, il se refroidit. L'huile est réabsorbée. De cette façon, la perte d'huile est réduite au minimum. Ceci est particulièrement important lors de l'utilisation de roulements industriels. Des charges importantes agissent sur eux, par conséquent, des exigences accrues sont posées à la qualité du lubrifiant. Lors de l'utilisation de ce système, le roulement est étiqueté comme autolubrifiant.

Variétés de modèles

Compte tenu de la classification des paliers lisses, on peut noter qu'ils diffèrent de différentes manières. Tout d'abord, les pièces présentées se distinguent par des caractéristiques structurelles. Ils peuvent être pliables et non pliables. Selon le domaine d'application, les roulements peuvent être domestiques et industriels. Ils diffèrent par la taille, le principe de fonctionnement et l'installation.

De plus, les roulements disponibles dans le commerce diffèrent par le matériau du logement et de la douille. Comme déjà mentionné, la composition du lubrifiant à l'intérieur du système est également différente. Un autre classement estdifférence de détails selon le principe de la charge perçue. Conformément à cette caractéristique, on distingue trois principaux types de paliers lisses:

• Têtu. Ils perçoivent des forces axiales dirigées parallèlement à l'axe du tourillon. Ces conceptions sont souvent appelées paliers de butée.
• Radiale. De telles structures sont conçues pour fonctionner dans des conditions de charge radiale. Dans ce cas, une charge perpendiculaire agit sur l'axe du tourillon.
• Contact angulaire. Type de construction universel. Ils supportent à la fois les charges axiales et radiales.

Selon les caractéristiques des appareils présentés, leur portée est également déterminée.

Choix du fabricant

Compte tenu des caractéristiques de conception des paliers lisses, il convient de noter qu'elles peuvent différer légèrement en fonction des approches de production. Ils sont fabriqués à partir de différents matériaux. La portée et la durée de vie des produits en dépendent.

Aujourd'hui, l'un des plus grands fabricants nationaux des pièces présentées est l'usine de paliers lisses de Tambov. Les technologies les plus modernes pour la fabrication de structures bimétalliques sont utilisées ici. L'entreprise est spécialisée dans la production de paliers lisses pour moteurs de tracteurs, voitures, locomotives diesel, moissonneuses-batteuses, navires, ainsi que pour compresseurs de grandes industries. La production de produits est réalisée sur des équipements modernes de sociétés étrangères bien connues.

Les produits de l'usine sont utilisés dans les moteurs de ces véhiculesfonds:

• GAZ.
• M-412.
• VAZ.
• ZAZ.
• YAMZ.
• ZIL.

Il existe également un grand choix de roulements pour moteurs de tracteurs. Les coussinets de vilebrequin ont des dimensions:

• Largeur - 14-102 mm.
• Diamètre - 24-135 mm.
• Épaisseur – 1,5-6,1 mm.

Coopérant activement avec les fabricants de divers véhicules et unités, l'usine de Tambov améliore constamment la conception des roulements. Cela nous permet de répondre aux demandes croissantes des clients.

De plus, le fabricant sur le marché intérieur dispose d'un large choix de paliers lisses d'autres fabricants, par exemple, Daido Metal Rus LLC, Zollern Company, etc. La présence de la concurrence sur le marché entraîne une amélioration constante de conçoit, promeut l'utilisation de nouveaux matériaux et technologies dans le processus de fabrication des roulements.

Pour et contre

Les paliers lisses présentent un certain nombre d'avantages et d'inconvénients. Les caractéristiques positives de la conception incluent:

• Construction simple, donc le coût de ce type de pièces est relativement faible. Pour les machines peu chargées et à faible vitesse, le roulement est réalisé sous la forme d'un simple manchon.
• Fiabilité pendant le fonctionnement. Les paliers lisses sont utilisés même dans les entraînements à grande vitesse. Dans le même temps, leur conception est assez fiable, ce qui permet le fonctionnement d'une telle pièce pendant longtemps.
• Capable d'accepter et de supporter des charges dynamiques importantes. La conception ne craint pas les chocs, les vibrations. Cela est dû à la grande surface de la surface de travail, qui supporte la charge. La couche de lubrifiant a un effet d'amortissement. Il est situé entre le liner et l'arbre, ce qui prolonge également considérablement la durée de vie du produit.
• Les roulements font peu de bruit pendant le fonctionnement. À n'importe quelle vitesse, le système fonctionne presque silencieusement.
• Les dimensions radiales sont relativement petites.
• Lors de l'utilisation de structures divisées, il peut être installé sur des tourillons d'arbre de forme complexe, par exemple un vilebrequin. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de démonter les engrenages, poulies et autres pièces placées sur d'autres tourillons.

La conception des paliers lisses présente également certains inconvénients:

• Pendant le fonctionnement, le système est surveillé en permanence. Cela est dû à la nécessité de la présence de lubrifiant dans la conception. Sinon, le système pourrait surchauffer. Si le lubrifiant cesse de s'écouler vers les éléments frottants, il se cassera.
• Les dimensions axiales sont assez importantes. Cela est nécessaire pour augmenter la zone de travail de la surface de travail de la structure. Elle prend la charge.
• Pendant la période de démarrage, il y a une perte de puissance importante due au frottement. Cela peut se produire lors de l'utilisation d'un lubrifiant de mauvaise qualité ou inapproprié.
• Les coûts d'exploitation sont relativement élevés. Cela est dû à la nécessité d'appliquer une grande quantité de lubrifiant. Les unités sont également arrêtées pour nettoyage et refroidissement.systèmes. Cela entraîne des temps d'arrêt de l'équipement.
• Le système pendant la période de démarrage a un effet sur l'usure de la surface du tourillon. Ceci est particulièrement visible lors de l'utilisation d'un lubrifiant de mauvaise qualité.

Insérer les matériaux

Les paliers lisses se distinguent par un certain nombre de qualités spécifiques. Les matériaux pour paliers lisses doivent répondre à un certain nombre d'exigences. Ils doivent:

• Être résistant à l'usure et avoir une haute résistance au grippage lorsqu'il n'est pas correctement lubrifié. Ceci est particulièrement visible pendant la période de démarrage, d'accélération et de décélération.
• Soyez résistant à la rupture fragile qui peut survenir en raison d'un impact. De plus, les matériaux doivent être dotés d'une grande résistance à la fatigue.
• Avoir un faible frottement.
• Avoir une conductivité thermique élevée.
• Se caractériser par un faible coefficient de dilatation lorsque la température augmente.

La bague est une pièce de rechange d'un palier lisse. Il doit être fait de matériaux durables et de haute qualité. Ce sont les doublures qui s'usent le plus rapidement dans la conception. Ils assument la charge principale. Si le tourillon s'usait, son remplacement et sa restauration coûteraient un ordre de grandeur plus cher. Par conséquent, des exigences accrues sont mises en avant pour ses qualités.

Plus la surface du tourillon est dure, plus le mécanisme est fiable. Par conséquent, cette partie du roulement est généralement trempée ou durcie. Les inserts peuvent être métalliques ou non métalliques. Dans une catégorie à part, la céramo-métalliquedouilles.

Les variétés de matériaux métalliques sont le bronze, les régules, les alliages d'aluminium, le zinc, la fonte spéciale anti-friction. Le choix du matériau dépend de l'application du roulement, des caractéristiques de son fonctionnement.

Inserts métalliques

Les paliers lisses peuvent être fabriqués à partir de divers métaux et alliages. Les matériaux des paliers lisses répondent aux exigences des normes. Les métaux suivants peuvent être utilisés pour les douilles:

• Bronze. Ce type de revêtements est utilisé pour les charges lourdes, ainsi que pour les vitesses moyennes. Les alliages de bronze à l'étain ont l'effet antifriction le plus élevé de ce groupe. Si ce métal est combiné avec de l'aluminium ou du plomb, le tourillon s'usera rapidement. Par conséquent, de tels alliages ne sont montés que sur des variétés durcies de la section de roulement de l'arbre. Des alliages de bronze et de plomb sont utilisés si des charges de choc agissent sur la structure.
• Alliage Babbit. Il est à base d'étain ou de plomb. Un tel matériau est utilisé pour la fabrication de coussinets dans des structures critiques qui fonctionnent dans des conditions de charge lourde ou modérée. C'est l'un des meilleurs métaux anti-friction, car il résiste au grippage, il s'emboîte parfaitement dans son nœud. Mais sa puissance est faible. Ainsi, la régule est coulée en fine couche sur la base solide de la douille en fonte, acier ou bronze.
• Fonte. Des types de matériaux antifriction sont utilisés. Ils conviennent à une utilisation dans des mécanismes à faible vitesse et à faible responsabilité.

Céramique métallique

Pièce de roulement de rechangele coulissement peut être en cermet. Ce matériau est fabriqué dans le processus de pressage et de frittage du cuivre et du fer sous forme de poudre. Du graphite, du plomb ou de l'étain est ajouté à la composition.

Il s'agit d'un matériau poreux qui est pré-saturé de beurre fondu. Cela permet au système de fonctionner longtemps sans changer de lubrifiant. Les revêtements en céramique-métal sont utilisés dans les machines à basse vitesse, dans les endroits où il est difficile de lubrifier.

Écouteurs non métalliques

Les douilles peuvent être fabriquées à partir de matériaux non métalliques. Pour cela, des plastiques spéciaux anti-friction sont utilisés. Les plastiques laminés de bois et le caoutchouc peuvent également être utilisés à cette fin. Ces types de revêtements sont résistants au grippage, peu exigeants en composés lubrifiants. Ils fonctionnent bien dans le nœud. Le domaine d'application de ces roulements est spécifique. Étant donné que le système peut être pratiquement lubrifié avec de l'eau, cela permet au roulement d'être utilisé dans l'industrie alimentaire et un certain nombre d'autres industries.