Une polyvalence augmentée grâce à l’utilisation de joints à toute épreuve RSH sur une gamme élargie

Une polyvalence augmentée grâce à l’utilisation de joints à toute épreuve RSH sur une gamme élargie

Une multitude de nouvelles applications sont désormais possibles grâce à l’extension de la gamme de roulements rigides à billes SKF Explorer équipés de joints à toute épreuve RSH.

Auteurs :
Benjamin Provoost, gestion de produits et marketing Europe, ligne de produits roulements rigides à billes, SKF France, Saint-Cyr-sur-Loire (France).
Frédéric Briend, spécialiste produits ligne de produits roulements rigides à billes, SKF France, Saint-Cyr-sur-Loire (France).

Roulements rigides à billes

Contact commercial

evolution@skf.com

Les joints à toute épreuve ont été étendus à de nouvelles tailles de roulements au sein de la gamme des roulements rigides à billes SKF Explorer (Fig. 1), ce qui permet de bénéficier de cette solution d’étanchéité éprouvée dans un plus grand nombre d’applications. Depuis le lancement de la gamme de roulements rigides à billes SKF Explorer, ce sont plus de 4 milliards de ces roulements haute performance qui ont été fabriqués. Leur popularité se fonde sur leur qualité élevée et leurs performances supérieures, notamment :

  • une capacité de charge dynamique élevée ;
  • un frottement et une température de fonctionnement réduits ;
  • une longue durée de vie de la graisse ;
  • un fonctionnement silencieux et un faible niveau de vibrations.

Ces caractéristiques se traduisent par une durée de service du roulement nettement plus longue.

Résumé

Les améliorations apportées à la gamme de roulements rigides à billes SKF Explorer à travers l’utilisation du joint RSH pour les tailles plus grandes de roulements viennent élargir encore les possibilités d’application. Fabricant OEM en quête d’une solution unique, client qui a besoin d’une solution disponible sur étagère ou utilisateur final à la recherche d’un roulement de remplacement fiable, il existe un produit de la gamme adapté à chaque cas. SKF est parvenu à relever les défis posés par la conception d’une étanchéité haute performance pour les roulements de plus grandes tailles et propose désormais un produit haute performance extrêmement compétitif.

La gamme de roulements rigides à billes SKF Explorer équipés de joints à toute épreuve RSH s’est étendue à de plus grandes tailles.

Fig. 1. La gamme de roulements rigides à billes SKF Explorer équipés de joints à toute épreuve RSH s’est étendue à de plus grandes tailles.

Pour les fabricants OEM, ces roulements sont un gage de fiabilité accrue et de durée de vie théorique supérieure et permettent des conceptions plus compactes. Les utilisateurs finaux bénéficient quant à eux d’une grande tranquillité d’esprit quant au fonctionnement de leur machine et voient leurs coûts de maintenance diminuer.

SKF n’a eu de cesse d’améliorer la gamme des roulements rigides à billes SKF Explorer depuis son introduction. Le moment est venu d’aller encore plus loin. Cette dernière avancée porte sur l’extension des solutions d’étanchéité de pointe RSH de SKF à de nouvelles tailles de roulements.

Solutions d’étanchéité (standard) pour roulements rigides à billes SKF Explorer.

Fig. 2. Solutions d’étanchéité (standard) pour roulements rigides à billes SKF Explorer.

Roulements rigides à billes SKF Explorer étanches
Les roulements rigides à billes étanches sont utilisés dans des applications très diverses. Le choix crucial de la solution d’étanchéité a un impact direct sur la durée de vie du roulement. Les roulements rigides à billes SKF Explorer sont disponibles avec un large choix d’étanchéités adaptées à des conditions de service variées (Fig. 2). Les désignations de ces options sont les suivantes :

  • -2Z : flasques métalliques ;
  • -2RZ : joints non frottants ;
  • -2RSL, 2RST : joints à faible frottement ;
  • -2RS1, -2RSH : joints frottants.

Comme évoqué précédemment, les roulements rigides à billes SKF Explorer étanches constituent une vaste gamme qui couvre une grande variété d’applications industrielles (Fig. 3).

Un plus grand nombre de roulements rigides à billes SKF Explorer sont désormais disponibles avec une solution d’étanchéité RSH.

Fig. 3. Un plus grand nombre de roulements rigides à billes SKF Explorer sont désormais disponibles avec une solution d’étanchéité RSH. Les flèches montrent les roulements équipés de joints 2RS1 dans les séries 62 et 63 remplacés par des roulements avec joints 2RSH.

L’étanchéité est essentielle : nouveaux joints RSH pour de nouvelles tailles, plus grandes, de roulements
Les joints jouent un rôle important dans l’allongement de la durée de service des roulements. Une étanchéité, autrement dit une protection contre la pénétration des impuretés et une rétention de la graisse, efficace est un facteur de longévité du roulement.

Les équipements modernes doivent pouvoir supporter des conditions de pollution importantes et des contraintes liées au nettoyage. L’actuelle solution d’étanchéité RSH de SKF répond à ce besoin pour les tailles de roulements des séries 60, 62 et 63, jusqu’à 25 mm de diamètre d’alésage. Cependant, les besoins en solutions d’étanchéité plus robustes pour des roulements de plus grandes tailles ne cessent de croître. Pour répondre à cette demande, SKF a élargi sa gamme avec des roulements jusqu’à 60 mm de diamètre d’alésage équipés de joints RSH dans les deux séries 62 et 63. Cet élargissement de gamme devrait offrir de nombreux avantages dans une multitude d’applications et de secteurs.

Ainsi les applications intégrant des roulements de plus grandes tailles peuvent désormais également bénéficier d’intervalles de maintenance plus longs et d’une meilleure résistance à la contamination grâce à l’extension de la gamme des joints RSH qui équipent ces roulements. Les roulements durent plus longtemps, en particulier dans les environnements humides, contaminés ou poussiéreux, et ne doivent plus être remplacés aussi fréquemment.

Pour les tailles de roulements mentionnées, le joint RSH remplace le joint RS1.

Fig. 4. Pour les tailles de roulements mentionnées, le joint RSH remplace le joint RS1.

Les joints à toute épreuve RSH remplacent les joints RS1 utilisés jusqu’ici. La Fig. 4 montre les différences entre ces deux modèles de joints. La lèvre du joint RS1 est en contact radial avec le diamètre extérieur de la bague intérieure. Dans le cas du joint RSH, la lèvre du joint est en contact axial avec la bague intérieure dans une rainure sur le côté et intègre une lèvre d’étanchéité secondaire capable de résister à des nettoyages haute pression et d’empêcher l’eau de pénétrer. Dans ce modèle de joint, la pression de contact entre cette lèvre d’étanchéité et sa surface d’appui augmente lorsqu’une pression est exercée sur l’extérieur du roulement, tandis que la forme de la lèvre empêche le joint de s’enfoncer dans le roulement. De plus, le joint possède des fentes radiales du côté du bord conique. Celles-ci contribuent à une lubrification efficace de la surface de contact entre la lèvre du joint et la surface d’appui : la graisse offre ainsi une troisième barrière de protection.

Impact de l’interférence axiale sur l’efficacité de l’étanchéité.

Fig. 5. Impact de l’interférence axiale sur l’efficacité de l’étanchéité.

L’adaptation du joint RSH testé et éprouvé aux tailles plus grandes de roulements a présenté de nouveaux défis dans la conception de cette étanchéité axiale à deux lèvres. L’efficacité de l’étanchéité est directement liée à la pression de contact résultant de l’interférence de la lèvre avec l’élément tournant, à savoir la bague intérieure du roulement. Un contact est indispensable, mais le frottement doit rester aussi faible que possible. La Fig. 5 montre l’impact de l’interférence axiale sur la pression de contact.

Dans des conditions de charge axiale (Fig. 6), les bagues d’un roulement rigide à billes sont déplacées axialement l’une par rapport à l’autre. Dans les roulements de plus grandes tailles, un déplacement axial des bagues d’environ un demi millimètre peut être observé. Par conséquent, du côté chargé de la bague intérieure, ce déplacement se traduit par une diminution de l’interférence de contact. Le scénario du pire cas se produit lorsqu’il n’y a plus aucun contact et que, par conséquent, l’étanchéité n’est plus assurée. De plus, du côté opposé, l’interférence de contact augmente et peut aller jusqu’à déformer la lèvre du joint et compromettre son bon fonctionnement. Pour conserver une étanchéité efficace, il est important d’éviter ces deux situations en service.

Influence des charges axiales sur le système d’étanchéité.

Fig. 6. Influence des charges axiales sur le système d’étanchéité.

Dans le cas des joints axiaux, l’interférence est liée aux tolérances de fabrication des bagues du roulement et des joints, ainsi qu’au jeu axial du roulement et aux conditions de charge axiale. Dans les roulements de plus grandes tailles, le défi est que le jeu axial du roulement augmente ainsi que les tolérances de fabrication (Fig. 7).

Impact de la conception de l’ancrage sur l’effet parapluie du joint
Par ailleurs, une pression excessive au point d’ancrage entraîne une déformation du joint et un effet parapluie qui altère l’interférence. À l’inverse, une pression insuffisante au point d’ancrage entraîne un glissement du joint et des fuites de graisse, notamment lorsque c’est la bague extérieure qui tourne. SKF a optimisé l’ancrage du joint RSH afin de rester dans des conditions de fonctionnement optimales. La Fig. 8 montre la différence de conception entre l’ancrage SKF (à gauche) et ceux de la concurrence (à droite) par rapport à l’effet parapluie.

Influence des tolérances de fabrication.

Fig. 7. Influence des tolérances de fabrication.

Choix du matériau du joint
Le joint RSH est fabriqué en caoutchouc acrylo-nitrile-butadiène dont la plage de température de service s’étend de -40 à +100 °C, et qui peut supporter jusqu’à 120 °C pendant de courtes périodes. Ce matériau est moins sensible au vieillissement. Le vieillissement se traduit par un durcissement du caoutchouc et, par conséquent, une diminution de la flexibilité de la lèvre qui s’use plus vite et n’assure plus une étanchéité efficace. De plus, ce matériau a été testé de manière à garantir sa compatibilité avec les lubrifiants SKF standard.

Impact de la conception de l’ancrage sur l’effet parapluie du joint.

Fig. 8. Impact de la conception de l’ancrage sur l’effet parapluie du joint.

Trous d’évents
Dans certaines applications, les roulements sont soumis à des températures relativement élevées. Lorsque la machine est arrêtée et refroidit, l’air contenu dans le roulement produit un effet d’aspiration susceptible de bloquer la rotation du roulement au redémarrage du fait de la pression de contact excessive exercée par la lèvre sur la bague intérieure (Fig. 9). Dans les roulements de plus grandes tailles, les joints RSH disposent de trous d’évents optimisés pour supprimer tout risque d’effet d’aspiration causé par une faible pression interne sans compromettre l’efficacité d’étanchéité. Les évents maintiennent la pression à l’équilibre entre l’intérieur et l’extérieur du roulement. Ces trous d’évents peuvent toutefois présenter un risque en termes de pénétration de contaminants ou de fuites de graisse, d’où l’importance d’une conception optimisée, or SKF a su pousser l’optimisation plus loin que ses concurrents. Cette amélioration, combinée à la modification de conception de l’ancrage dans la bague extérieure du roulement, contribue à allonger la durée de service des roulements.

Effet des écarts de température en l’absence de prise d’air.

Fig. 9. Effet des écarts de température en l’absence de prise d’air.

Conclusion
En conclusion, SKF met sa solution d’étanchéité inégalée RSH à disposition à travers 15 tailles supplémentaires, en plus des 25 tailles déjà dotées de ce dispositif au sein de la gamme de roulements rigides à billes SKF. Les clients qui utilisent des roulements de plus grandes tailles peuvent désormais également réaliser des économies grâce au joint RSH qui diminue la fréquence et les coûts des réparations du fait de sa conception optimisée pour les environnements fortement contaminés. Cette étanchéité supérieure se traduit par une fiabilité accrue des équipements.

Parallèlement à ces joints améliorés, SKF propose une gamme étendue de graisses pour s’adapter encore mieux à chaque application. Autre avantage, le remplissage de graisse est optimisé pour éviter tout problème de fuite de graisse.

Le roulement rigide à billes SKF Explorer est un produit universel du fait de sa grande polyvalence et de sa capacité à répondre aux besoins de tous les profils de clients. Avec un produit standard, le délai de mise sur le marché peut être raccourci et, pendant la durée de service, les coûts de maintenance et de stockage sont réduits. L’amélioration continue de la gamme de roulements rigides à billes SKF Explorer avec des solutions d’étanchéité plus performantes, notamment en termes d’exclusion des impuretés, place la barre encore plus haut pour un produit qui était déjà supérieur.

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