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Roulements à billes en polymères xiros® structure, applications, mise au point et tests

La gamme de roulements à billes en polymères xiros® englobe de nombreuses variantes. Leur point commun ? Elles sont toutes autolubrifiantes. Cela leur confère de grands avantages, toutes les applications cherchant à éviter que les lubrifiants salissent l´environnement immédiat, soient entraînés par des liquides ou se décomposent au contact d´influences extérieures.
Viennent s´y ajouter d´autres atouts en fonction de la structure :

Absence d'entretien

Poids très faible

Absence de métal (sur les variantes utilisant des billes en verre ou en polymères)

Amagnétique

Résistant aux agents chimiques

Résistant à la corrosion

électriquement isolant

Conforme FDA

Durée de vie évaluable


L´évaluation possible de la durée de vie des roulements à billes en polymères xiros® est l´un de leurs principaux atouts. L´utilisateur peut calculer de manière fiable la durée de vie des roulements à billes en polymères xiros® en se basant sur les résultats de nombreuses études d´usure et concevoir son application en fonction de ceux-ci.

Structure

Les roulements à billes rainurés sont des roulements à billes en polymères répondant à la norme DIN 625. Autolubrifiants et sans entretien, ils sont composés de quatre éléments :
 

A = bague extérieure
 

B = bague intérieure
 

C = cage
 

D = billes

 
Les bagues extérieure et intérieure

L´usage d´un roulement à billes en polymères xiros® dépend en large mesure des matériaux utilisés pour les bagues. Celles-ci sont réalisées en tribopolymères igus® afin de maximiser la durée de vie et de minimiser le coefficient de frottement. L´utilisateur a le choix entre trois matériaux, qui varient en termes de température admissible, de résistance aux agents chimiques et de coûts. Le tableau des matériaux offre des informations précises à ce sujet.

La cage

Le matériau de la cage du roulement à billes doit lui aussi être adapté à l´application. Ici aussi, les matériaux présentent de grandes différences en matière de résistance aux produits chimiques et aux températures élevées. Les roulements à billes en polymères de la gamme xiros® ont des cages déjà parfaitement adaptées aux matériaux des bagues intérieure et extérieure.

Les billes

C´est au niveau du matériau des billes que les différences entre les roulements sont les plus grandes. Les billes peuvent être réalisées en acier, en verre ou en polymères. Ces trois variantes présentent déjà une grande différence en terme de masse, celle-ci ayant à son tour des répercussions sur le niveau sonore en service, le poids et la résistance aux agents chimiques. Les billes en acier (inox) sont économiques, elles résistent aux agents chimiques, mais sont aussi les plus lourdes. Si l´absence de métal est un critère, il est indiqué de choisir le verre. Les billes en verre sont en plus très résistantes aux produits chimiques et ont un poids moyen. Les billes en polymères offrent des avantages décisifs en termes de poids, de masse et de niveau sonore (faible). Elles présentent une excellente résistance aux agents chimiques en fonction du polymère choisi.

Paliers à semelle et paliers appliques

L´utilisation de roulements à billes en polymères xiros® avec des paliers à semelle et des paliers appliques igubal® confère à ces roulements une plus grande flexibilité quant à leur mise en place. Les boîtiers étant prêts au montage, l´utilisateur peut facilement mettre en oeuvre ces éléments sans entretien. Les paliers à semelle et les paliers appliques sont proposés en version rigide et en version oscillante. La différence réside dans la fonction de compensation des défauts d´alignement qui caractérise les rotules igubal®. Sur la version oscillante, les roulements à billes en polymères xiros® à contour extérieur bombé sont montés dans un boîtier adapté. L´intérieur peut pivoter dans toutes les directions si besoin est. Les éventuels défauts d´alignement entre deux logements placés l´un en face de l´autre peuvent être compensés de cette manière. La version rigide n´offre pas cette possibilité d´oscillation, mais elle est moins chère.

Domaines d´utilisation

Contrairement aux roulements à billes métalliques, les roulements à billes en polymères xiros® n´ont nullement besoin d´être lubrifiés. Par conséquent, ils conviennent à toute une série d'applications spéciales dont la première priorité n'est pas de tenir face à des vitesses de rotation ou à des sollicitations extrêmes, la spécialité des roulements à billes métalliques lubrifiés, mais de fonctionner sans lubrifiant. Il peut notamment s´agir du secteur alimentaire, du conditionnement et de la technique médicale, de l´emballage et de l´industrie textile, de l´industrie chimique et des applications en salle blanche ou encore de l´électronique et de la bureautique. Des applications peuvent aussi découler de leur absence de métal ou du fait qu´ils soient amagnétiques. Ces qualités sont surtout recherchées dans la technique médicale et la métrologie.

Mise au point et tests

Les matériaux utilisés pour les bagues n´ont cessé d´être améliorés grâce aux nombreux tests effectués. Il a ainsi été possible de mettre au point des roulements à billes en polymères permettant des vitesses plus élevées, des charges plus importantes et des temps de production plus longs. La mise au point n´en est pas terminée pour autant. Nous estimons qu´il reste encore beaucoup à faire dans le domaine des roulements à billes en polymères et sommes persuadés que notre longue expérience des polymères optimisés en termes tribologiques et nos possibilités de test vont permettre de les faire avancer encore. Mettez-nous au défi, parlez-nous des applications qui pourraient à votre avis bénéficier des avantages des roulements à billes en polymères.


 
Dans le laboratoire d´essai igus®, les roulements à billes en polymères xiros® subissent des tests de durabilité et d´usure. Ces tests vont au-delà des simples comparatifs de matériaux et permettent aussi de répondre aux questions relatives à l´influence des éléments extérieurs tels que la température, l´humidité ou la poussière.
 

N = 2.000 rpm, F = 25 N, T = +23 °C
 
Y = usure [μm/km]
 
A = xirodur B180
 
B = autre roulement à billes en polymères I
 
C = autre roulement à billes en polymères II
 
D = xirodur A500
 
Fig. 01 : test d´usure dans le laboratoire igus®

 

N = 500 rpm, F = 75 N, T = +23 °C
 
Y = usure [μm/km]
 
A = xirodur B180
 
B = autre roulement à billes en polymères I
 
C = autre roulement à billes en polymères II
 
D = xirodur A500
 
Fig. 02 : test d´usure dans le laboratoire igus®

 

n = 1.000 rpm, F = 50 N
 
Y = durée de vie [h]
 
X = température [°C]
 
A = +23 °C
 
B = +80 °C
 
C= +150 °C
 
Fig. 03 : durée de vie des roulements à billes en polymère xirodur A500 à différentes températures ambiantes, à sec

 

Photo 01 : banc d´essai pour roulements à billes en polymères xiros® dans le laboratoire igus®

 

Photo 02 : banc d´essai pour roulements à billes en polymères xiros® dans le laboratoire igus®

 

Les combinaisons de matériaux pour bagues, billes et cages sont testées au cours d´essais très variés de charge et de vitesse dans le laboratoire d´essai igus®. Ces tests permettent de sélectionner le roulement qui convient à une application donnée et d´en évaluer la durée de vie.

Evaluation possible

Des essais sont effectués en permanence dans le cadre de la mise au point des roulements à billes en polymères xiros®. Grâce à ces nombreux tests, une très grande quantité de données d´usure est disponible et permet de calculer la durée de vie. Qu´il s´agisse d´un nouveau développement ou d´une construction existante, il nous est possible de fournir une information concrète quant à la durée d´utilisation.
 
Il suffit de saisir les données pour que la durée de vie soit calculée et s´affiche ensuite. Ce qu´il est important de savoir, c´est que l´information donnée sur la durée de vie repose sur de vrais essais, effectués dans des conditions contrôlées puis évalués, et qu´elle est donc totalement fiable.