A propos des matières de palier lisse

La fiabilité du fonctionnement et la durée de vie des montages de paliers lisses dépendent, pour toute conception de roulement spécifique, des propriétés matérielles de la paire roulement/arbre et des propriétés de lubrification. Selon les conditions de fonctionnement, c'est l'effet de la matière de la paire de glissement ou l'effet du lubrifiant qui prévaut.

Les paramètres de conception, les conditions de fonctionnement et les exigences économiques sont à la base du choix des matières du roulement. Outre les propriétés de glissement, la taille et le caractère de la force de chargement, les vitesses de glissement et les températures de fonctionnement induites par celles-ci, la quantité et le type de lubrifiant, la fiabilité du lubrifiant, les effets de l'environnement ambiant, la durée de vie souhaitée et les facteurs économiques doivent également être pris en compte. Pour choisir correctement la matière du roulement, il convient de tenir compte des propriétés de glissement, mais aussi des propriétés mécaniques et physiques.

Les roulements lisses étant utilisés dans de nombreuses applications, les matières de roulement connues ne peuvent pas répondre complètement à toutes les exigences. C'est pourquoi il convient de déterminer les exigences les plus importantes pour chaque cas et de trouver une solution partielle. La conception du roulement et le choix du lubrifiant revêtent donc une importance primordiale pour les roulements hydrostatiques ou ceux fonctionnant dans une zone de lubrification hydrodynamique, et ce pour la force garantie. Les roulements fonctionnant dans une zone de lubrification limitée, qui ont également été calculés pour la zone de lubrification hydrodynamiques, et pour les roulements lisses non lubrifiés, les propriétés de glissement de la matière doivent également être prises en compte. Ces propriétés de glissement constituent le critère dominant pour la zone de frottement mixte.

Principaux critères pour l'appréciation des matières de roulement :

La signification et l'ordre de ces critères diffèrent selon les conditions. En fonction de ces conditions, d'autres critères peuvent également être inclus, tels que : la propriété de fonctionnement, les propriétés d'urgence, les caractéristiques d'humidité du lubrifiant, la dureté, la conductivité thermique, l'extensibilité thermique, la densité, etc.

Les principales catégories de matière de roulement sont les compositions en étain et en plomb, les alliages de cuivre avec étain et plomb, les alliages d'aluminium et autres métaux (fonte grise, métaux poreux, etc.), plastiques et autres matériaux non métalliques (graphite, caoutchouc, bois, etc). Les critères fonctionnels des principales catégories de matière de roulement sont présentées dans le tableau suivant :

Matière du roulement

Résistance au grippage lors de l'utilisation d'un arbre en acier

Adaptativité et absorbabilité des particules dures

Résistance à la corrosion au contact de l'huile

Résistance à la fatigue

Compositions en étain

Excellentes

Excellentes

Excellentes

Très mauvaise

Compositions du plomb

Excellentes

Excellentes

Moyenne

Très mauvaise

Alliage cuivre-étain

Très mauvaise

Très mauvaise

Bonne

Excellentes

Alliage cuivre-étain-plomb

Moyenne

Mauvaise

Mauvaise

Bonne

Alliage aluminium-étain

Bonne

Bonne

Très mauvaise

Moyenne

Alliage cuivre-plomb

Mauvaise

Moyenne

Excellentes

Excellentes

Fonte grise

Très mauvaise

Très mauvaise

Moyenne

Excellentes

Plastiques mélangés

Excellentes

Excellentes

Excellentes

-

Graphite

Excellentes

Moyenne

Excellentes

-

Plus la dureté de la matière du roulement sera élevée, plus sa capacité nominale de charge et sa résistance à l'abrasion seront élevés. Plus la matière du roulement sera douce, moins ce dernier aura tendance à détériorer la surface de l'arbre, plus il pourra s'adapter et meilleures seront ses capacités de fonctionnement et d'absorption des particules dures, telles sont les propriétés extraordinaires. La règle selon laquelle la différence des deux membres de la paire de glissement est une de référence est donc vraie. Pour la matière du roulement, il convient de s'assurer que :

Le tableau suivant présente les valeurs brutes des propriétés caractéristiques des matières des paliers lisses :

Matière

Dureté moyenne en HB à 20 °C

Dureté moyenne en HB à 100 °C

Résistance à la rupture [MPa]

Module d'élasticité [MPa]

Température de fonctionnement admissible maximale [°C]

Composition en étain

26

9

80

48 000

110

Composition en plomb

22

8

77

30 000

100

Alliages cuivre-étain

80

60

250

110 000t

250

Alliages cuivre-plomb

30

25

60

85 000

160

Alliages cuivre-étain-plomb

60

50

300

98 000

220

Alliages aluminium-cuivre

60

40

400

70 000

120

Alliages aluminium-étain

35

30

150

65 000

120

Acier

160

150

550

210 000

plus de 250

Fonte

200

190

250

150 000

plus de 250

Les principales propriétés, la capacité maximale de charge et des exemples d'utilisation correcte sont présentés dans les paragraphes suivants pour certains types de matières.