Une collaboration entre les ingénieurs de SKF et de SNFA a conduit à la création de nouvelles séries de roulements de Super-Précision pour machines-outils et applications associées.

SKF propose de nouvelles séries de roulements de Super Précision aux constructeurs de machines-outils.

Ces nouveaux roulements sont le fruit d’une collaboration entre les ingénieurs de SKF et de SNFA suite au rachat de ce dernier par le Groupe SKF. Les nouvelles séries ont été conçues pour répondre à la demande des constructeurs de machines-outils en quête de roulements capables d’atteindre des vitesses maximales, tout en offrant une précision et une rigidité élevées associées à une longue durée de service et une faible consommation d’énergie.

NOUVEAUX ROULEMENTS À BILLES À CONTACT OBLIQUE DE SUPER-PRÉCISION SÉRIE 718 (SEA)
Les roulements à billes à contact oblique de Super-Précision SKF-SNFA de la série 718 (SEA) constituent une solution optimale pour les applications caractérisées par un encombrement disponible très restreint. Ils présentent une section très fine (se bild . 1), comparé à la très faible hauteur de section d’autres séries de dimensions ISO ainsi qu’un degré élevé de précision (conforme à ISO 4, ABEC 7 en standard et ISO 2, ABEC 9 sur demande) et de rigidité. Ces roulements offrent aussi d’excellentes performances pour les articulations de robot et les systèmes de mesure.

Les roulements de la série 718 (SEA) sont disponibles sous forme de roulements unitaires, de roulements pour appariement universel individuel (simplex) ou d’une paire de roulements universels (duplex) et de jeux de roulements appariés. Ils présentent en standard un angle de contact de 15° ou 25°, au choix.

Principales caractéristiques :

• gamme de tailles : de 10 mm à 160 mm de diamètre d’alésage ;
• billes de grandes dimensions pour une capacité de charge élevée ;
• rayon de raccordement optimisé pour une précision de montage accrue (se bild . 2) ;
• trois classes et deux méthodes différentes de précharge pour répondre aux différentes demandes en termes de vitesse et de rigidité ;
• capacité de vitesse élevée (supérieure de 3% en moyenne aux séries précédentes).

La se bild .4 montre un exemple d’application.

NOUVEAUX ROULEMENTS À BILLES À CONTACT OBLIQUE DE SUPER-PRÉCISION SKF-SNFA DES SÉRIES S719.. B (HB ../S) ET S70.. B (HX ../S)Deux séries de roulements étanches, S719.. B (HB ../S) et S70.. B (HX ../S), ont été développées. Des essais sur site ont révélé que les défaillances prématurées de roulements sont souvent dues à la pollution. En pénétrant dans la zone de contact entre les pistes de roulement et les éléments roulants, la poussière, les copeaux, l’eau et les fluides de refroidissement peuvent générer des empreintes ou entraver la formation d’un film lubrifiant adéquat. Écourtant ainsi la durée de service des roulements. Les roulements des séries S719.. B (HB ../S) et S70.. B (HX ../S) sont munis de joints en caoutchouc acrylonitrile butadiène (NBR) pour faire obstacle aux impuretés.

Ces roulements sont fabriqués en standard selon les spécifications de la classe de précision P4 A (ISO 4 pour les dimensions d’encombrement et ISO 2 pour l’exactitude de rotation). Ils sont disponibles en standard avec un angle de contact de 15° ou 25°. Des roulements présentant un angle de contact de 18° peuvent également être fournis sur demande. Trois classes de précharge sont disponibles. À l’instar des autres roulements à billes à contact oblique de Super-Précision, les roulements de cette série sont disponibles sous forme de roulements unitaires, de roulements pour appariement universel individuel (simplex) ou d’une paire de roulements universels (duplex) et de jeux de roulements appariés.

Outre la version de base avec joints (se bild . 3a), une version ouverte est également disponible (se bild . 3b). Pour les applications caractérisées par des vitesses extrêmement élevées et une lubrification air-huile (se bild . 5), le modèle « L », qui présente deux orifices de lubrification et deux gorges pour joints toriques sur la bague extérieure (se bild . 3c), peut être fourni.

NOUVEAUX ROULEMENTS À BILLES À CONTACT OBLIQUE DE SUPER-PRÉCISION SKF-SNFA HAUTE CAPACITÉ SÉRIE 72.. D (E 200)
Les machines-outils et autres applications de précision exigent des performances supérieures des roulements. Dans ce cas, une rigidité élevée du système fait partie des exigences primordiales pour garantir les performances, étant donné que l’ampleur de la déformation élastique sous charge détermine la précision de l’équipement mais aussi la productivité. Les machines à cinématique parallèle, par exemple, sont réputées pour leur aptitude à produire une rigidité structurelle et des capacités dynamiques élevées.

Les nouveaux roulements à billes à contact oblique de Super-Précision de la série 72.. D (E 200) offrent une capacité de charge élevée sans compromettre le degré de rigidité du système et constituent ainsi une excellente solution pour ce type d’applications.

Les caractéristiques des roulements SKF-SNFA de la série 72.. D (E 200) sont les suivantes :

• billes de grandes dimensions ;
• capacité de charge élevée ;
• degré élevé de rigidité,
• durée de service accrue ;
• faible dégagement de chaleur ;
• fonctionnement silencieux et faible niveau de vibrations.

Ces roulements offrent une fiabilité élevée et une précision accrue pour des applications telles que les broches de tours, rectifieuses et aléseuses, dynamomètres et turbocompresseurs haute vitesse.

Cette vaste gamme de roulements couvre désormais les diamètres d’arbre de 7 à 140 mm. Une version étanche sans maintenance est disponible sur demande. Les roulements de la série 72.. D (E 200) sont fabriqués dans deux classes de tolérance et avec deux angles de contact (15° et 25°). Les modèles à appariement universel ou prévus pour un montage par appariement spécifique sont produits dans quatre classes de précharge pour répondre à la majorité des besoins en termes de vitesse et de rigidité. Des jeux de roulements appariés avec une précharge spéciale peuvent être fournis sur demande. Ces roulements sont disponibles en standard dans la plupart des tailles avec un choix de deux matériaux pour les billes et, pour les tailles les plus courantes, une cage en polyétheréthercétone (PEEK) (se bild . 8) adaptée à une plage étendue de températures de fonctionnement.

La se bild . 6 montre un exemple d’application.

Tous les roulements à billes à contact oblique de Super-Précision sont pratiquement toujours ajustés par rapport à un second roulement pour équilibrer les forces contraires. Pour supporter des charges supérieures et des charges axiales dans les deux sens, les roulements sont utilisés par paires dans des montages pouvant compter généralement jusqu’à quatre roulements (se bild . 9).

NOUVEAUX ROULEMENTS DE SUPER-PRÉCISION À UNE RANGÉE DE ROULEAUX CYLINDRIQUES HAUTE VITESSE DE LA SÉRIE N 10
Les applications de précision exigent un degré élevé de rigidité du système car l’ampleur de la déformation élastique sous charge détermine la précision de l’équipement mais aussi la productivité. Un autre défi en matière de performances consiste à maintenir le frottement et la chaleur dégagée par le roulement à des niveaux les plus faibles possible pendant un fonctionnement à grande vitesse.

Les roulements à rouleaux cylindriques de la série N 10 présentent une géométrie interne optimisée et une cage de nouvelle conception qui leur permettent de supporter des vitesses jusqu’à 30 % supérieures.

Principales caractéristiques :

• résistance aux vitesses élevées ;
• capacité de charge élevée ;
• rigidité élevée ;
• faible frottement ;
• faible hauteur de section.

La position de palier libre se situe généralement à l’extrémité de la broche opposée à l’outil. Si le roulement à cette position est monté avec un ajustement libre, la rigidité globale du montage de roulement risque d’être compromise. Par conséquent, pour obtenir un degré élevé de rigidité à l’extrémité de la broche opposée à l’outil, il convient d’utiliser un roulement à rouleaux cylindriques à alésage conique de la série N10. Le déplacement axial est compensé à l’intérieur du roulement dont la bague extérieure est montée avec un ajustement serré et la bague intérieure, enfoncée sur la portée conique de l’arbre jusqu’à atteindre la précharge ou le jeu radial souhaité. Les roulements de la série N10 offrent une fiabilité élevée et une précision accrue pour des applications comme les fraiseuses, centres d’usinage et tours à grande vitesse.

Les roulements SKF-SNFA de la série N10 conviennent pour des diamètres d’arbre de 40 à 80 mm. Ils sont disponibles uniquement avec un alésage conique, mais se déclinent en deux classes de tolérance. En cas de vitesse très élevée, une version hybride de ces roulements peut être fournie.

Ces roulements sont basés sur la série de dimensions ISO 10 et présentent une faible hauteur de section. Ils peuvent être utilisés avec des arbres de diamètre relativement élevé pour offrir la rigidité requise dans une enveloppe de dimensions relativement petites. Comparé à un jeu de roulements à billes à contact oblique de même capacité de charge et de niveau de rigidité équivalent, un roulement de la série N10 nécessite un espace radial beaucoup plus réduit. Il permet ainsi d’obtenir des montages de roulements compacts pour les broches.

Les roulements à une rangée de rouleaux cylindriques de Super-Précision de la série N10 sont conçus pour des applications qui requièrent des capacités de charge et de vitesse élevées et une grande rigidité radiale. Leurs caractéristiques incluent une géométrie interne optimisée, une bague extérieure sans épaulement et une cage spéciale pour grandes vitesses. Ces roulements sont séparables : l’ensemble constitué de la bague intérieure, les rouleaux et la cage peut être séparé de la bague extérieure pour faciliter le montage et le démontage.

Les roulements de la série N10 sont équipés d’une cage de type « à fenêtres » centrée sur la bague extérieure, fabriquée en polyétheréthercétone renforcé de fibre de verre (PEEK). Sa conception symétrique à centrage automatique permet à la cage d’être mieux guidée sur le chemin de roulement de la bague extérieure par rapport aux modèles précédents. De plus, la cage offre un meilleur guidage pour les rouleaux et permet au lubrifiant (lubrification air-huile généralement) d’atteindre facilement les zones de contact entre la cage et les épaulements de la bague intérieure. Les propriétés du PEEK procurent plus de robustesse et de flexibilité à des vitesses de fonctionnement élevées et peut également supporter des températures de service élevées tout en offrant une très bonne résistance aux substances chimiques et à l’usure. Cette nouvelle cage optimisée peut supporter des vitesses jusqu’à 30 % supérieures dans les applications lubrifiées à la graisse et jusqu’à 15 % supérieures dans le cas d’une lubrification air-huile.

se bild .7 : exemple d’application.

CARACTÉRISTIQUES ET AVANTAGES PRINCIPAUX DES ROULEMENTS SKF-SNFA DES SÉRIES S70.. B (XH .. /S) ET S719.. B (HB ../S) :

Caractéristiques
Joint non frottant de chaque côté
Avantages
Bonne résistance aux vitesses élevées et faible dégagement de
chaleur
Étanchéité efficace contre les impuretés
Rétention de la graisse, prévention des problèmes de lubrification indépendamment de l’orientation des axes

Caractéristiques
Prégraissé à vie
Avantages
Quantité de graisse précise
Plus de risque d’incompatibilité entre la graisse et les produits de lavage
Plus de risque de contamination pendant l’assemblage de la broche
Ne nécessite aucune relubrification
Graisse spéciale haute vitesse
Unité prête à être montée

Caractéristiques
Billes de petites dimensions
Avantages
Vitesse élevée grâce aux faibles forces centrifuges associées à une rigidité élevée

Caractéristiques
Cage guidée par la bague extérieure
Avantages
Capacité de vitesse élevée

Caractéristiques
Matériau des billes
Avantages
Principalement la céramique pour supporter des vitesses élevées
Possibilité également de billes en acier