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

Les roulements à billes de la gamme xiros® englobent de nombreux produits. Tous ces produits ont un point commun : ils n'ont pas besoin de graissage. Cette absence de graissage offre de nombreux avantages puisque l'on évite tout encrassement du milieu dû aux lubrifiants, tout enlèvement des graisses par lavage ainsi que toute décomposition due à des influences extérieures.
Viennent s'y ajouter d'autres avantages en fonction du type de construction :
 

  • Sans entretien
  • Faible poids
  • Sans métal (grâce à l'utilisation de billes en verre et en polymère)
  • Amagnétisme
  • Résistance aux agents chimiques
  • Résistance à la corrosion
  • Isolation électrique
  • Conformité aux exigences du FDA
  • Durée de vie calculable en ligne

Ce dernier point, le calcul de la durée de vie des roulements à billes en polymères xiros®, est l’un de leurs principaux atouts. Sur la base des résultats de nombreux tests d'usure, l'utilisateur peut calculer la durée de vie des roulements à billes en polymères xiros® et concevoir son application sur une base fiable.

Structure

Les roulements à billes en polymères xiros® sont des roulements à gorge profonde à une rangée de billes selon DIN 625. Sans graisse et sans entretien, ils sont composés de quatre éléments :
 

A = bague extérieure
 

B = bague intérieure
 

C = cage
 

D = billes

Infographique xiros  

Structure des séries selon DIN625
TailleØ intérieurØ extérieurLargeurSérieAbsorption de charge
670112184Roulement finfaible
680112215Roulement finfaible
690112246Roulement finfaible
600112288Roulements standardmoyen
6201123210Roulements standardmoyen
6301123712Roulements à parois épaisseshaut

Les bagues extérieure et intérieure

L’adéquation d’un roulement à billes en polymères xiros® pour une application donnée dépend en grande partie des deux bagues. Celles-ci sont réalisées en tribopolymères igus® afin de maximiser la durée de vie et de minimiser le coefficient de frottement. Vous avez le choix entre trois matériaux. La température d’utilisation, la résistance aux agents chimiques et le prix dépendent de ce choix. Le tableau des matériaux donne des précisions à ce sujet.
 
Vue d'ensemble des couleurs

A500brun
B180blanc
C160blanc opaque
D180bleu
F180noir
G220gris
M180bleu
S180noir
T220beige

 

La cage

Le matériau de la cage du roulement doit aussi aller avec l’application. Les différentes options de matériau ont en effet des résistances aux agents chimiques et aux températures assez variées. Les matériaux utilisés pour la cage sont compatibles avec toutes les combinaisons de la gamme xiros®.
 
Vue d'ensemble des couleurs

10PAnoir
20PPblanc opaque
30B180blanc
40M180bleu
50PEblanc
60F180noir
70PEEKbrun
80S180noir

Les billes

C’est au niveau des billes que la différence est la plus grande. Elles peuvent être en acier, en verre ou en polymères. Chacun de ces matériaux a sa propre masse, ce qui affecte sa surface, son poids et sa résistance aux agents chimiques. Les billes en acier (inox) sont économiques, elles résistent aux agents chimiques mais sont les plus lourdes. Les billes en verre sont utilisées là où la présence de métal n´est pas souhaitable. Elles résistent aussi très bien aux agents chimiques et ont un poids moyen. Les billes en polymères offrent de grands avantages en termes de poids, de taille et de niveau sonore en service. En fonction du polymère choisi, elles peuvent aussi très bien résister aux agents chimiques.
 
ES inox (AISI 316)
GL verre (verre de silicate de sodium)
PAI polymère « PAI »
POM polymère « POM »

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.