Comment mesurer un roulement à bille ?

Le roulement est un composant mécanique qui permet le guidage en rotation par le positionnement, la rotation et la transmission des efforts entre deux pièces tournantes pour le remplacer le glissement, qui cause le frottement, en un roulement sans glissement. Ce composant mécanique optimise le frottement et la précision de la liaison.

Il existe de nombreux types de roulements, chacun ayant été conçu pour un type d'application précis, ou afin de répondre à des contraintes imposées par les mécanismes industriels. Pour chaque catégorie, il existe des centaines de roulements différents, différant soit pas leurs dimensions (diamètre intérieur, diamètre extérieur, diamètre primitif, diamètre des billes, des rouleaux), soit par leurs propriétés mécaniques (résistance aux charges, à la température ...).

Le roulement à billes est le type de roulement le plus répandu. Comme son nom l’indique, il utilise des billes comme éléments roulants. La surface de contact entre les billes et les chemins de roulement est caractérisée par un point. En règle générale, les roulements à billes peuvent atteindre des vitesses de rotation très élevées, ils sont conçus pour supporter essentiellement des charges radiales. Certains peuvent néanmoins supporter une certaine charge axiale grâce à la profondeur des chemins de roulement.

Les roulements à billes sont très robustes. Dans des conditions de fonctionnement spéciales, les roulements peuvent atteindre une durée de vie plus longue que la durée normale calculée. Mais il arrive que ces derniers se détériorent par manque de lubrification, entre autres. L’usure d’un roulement à billes se détecte par un bruit sourd, désagréable et de résonance. Il est alors question de remplacer le roulement. Mais comment mesurer un roulement à billes ? Dans cet article, nous allons vous montrer comment procéder pour la mesure d'un roulement à billes, mais aussi quelques notions essentielles à connaître pour tous vos montages et systèmes avec roulement à billes.

Comme tout autre roulement, le roulement à billes est composé d’une bague extérieure qui se positionne dans le logement du montage, d’une bague intérieure qui s'ajuste sur l'arbre, d’une cage qui maintient les éléments roulants à intervalles réguliers et bien sûr de ses éléments roulants qui sont donc des billes (des rouleaux de formes diverses pour le cas des roulements à rouleaux) qui roulent sur les chemins des deux bagues.

Il faut retenir qu’en règle générale pour la majorité des roulements à billes ou à rouleaux, une référence est gravée sur le roulement. En effet, le roulement comporte une gravure de la référence sur la face latérale de la bague intérieure ou extérieure. Vous pouvez dès lors utiliser cette référence lorsqu’arrive le moment où vous devez remplacer le roulement par un neuf. Toutefois, il existe toujours les exceptions qui font la règle, il est possible que l’identification de la référence du roulement à billes (ou à rouleaux) s’avère impossible. Dans ce cas, vous devez procéder à une méthode manuelle pour prendre les mesures du roulement à billes afin de pouvoir le remplacer à l’identique.

Pour la mesure d’un roulement à billes, équipez-vous alors d’un pied à coulisse. Mesurez alors en premier l'alésage du roulement, c'est-à-dire son diamètre intérieur « d ». Puis, mesurer ensuite le diamètre extérieur du roulement « D ». Enfin, mesurez la largeur (appelée aussi l’épaisseur ou la hauteur) du roulement « B ». Vous allez ainsi obtenir une dimension du type « d x D x B ».  Rien qu’avec les mesures du diamètre intérieur, du diamètre extérieur et de la largeur du roulement à bille, vous pouvez rechercher votre roulement de rechange.

Si vous n’avez pas de pied à coulisse à portée de main, pas de souci, vous pouvez vous servir d’un papier millimétré (ou tout simplement d’un papier et d’une règle graduée) et d’un crayon pour la mesure du roulement à billes. Placez alors à plat le roulement à billes sur le papier et tracez consécutivement le contour de la bague intérieure, puis de la bague extérieure. Puis, placez le roulement sur sa tranche sur le papier, et marquez le contour extérieur. Cette méthode va alors vous permettre de mesurer respectivement l’alésage ou le diamètre intérieur, le diamètre extérieur, ainsi que la hauteur du roulement à billes.

La Normalisation internationale des roulements (ISO) porte sur les dimensions, les tolérances de fabrication, les contrôles de qualités, les conditions d'utilisation, les méthodes de calculs et les accessoires utilisés : écrous à encoches, manchons coniques... Les principales dimensions normalisées sont le diamètre de l'alésage du roulement « d », le diamètre extérieur « D », la largeur « B » et le rayon de l'arrondi des bagues « r ». Pour un même alésage « d », plusieurs diamètres extérieurs « D » (séries 7-8-9-0-1-2-3-4) sont possibles et inversement. Pour un même couple « d et D », plusieurs largeurs « B » sont aussi possibles (séries de largeurs 0-1-2-3-4).

La variété de types et dimensions des roulements nécessite différentes méthodes de démontage et de montage, différenciées par méthodes mécaniques, hydrauliques et thermiques. La méthode de démontage d’un roulement va dépendre en grande partie de son diamètre. Pour un petit roulement de 12mm de diamètre d’arbre par exemple, on peut simplement le démonter en créant un effet de levier avec deux tournevis ou deux démonte-pneus. Il faut cependant faire attention à créer la même pression des deux côtés pour ne pas tordre l’arbre. Au-delà de 12mm de diamètre d’arbre, il est recommandé d’utiliser un extracteur.

Pour le montage, les bagues trempées sont sensibles aux chocs; c’est pourquoi il ne faut pas frapper directement avec un marteau sur les bagues. Lors du montage de roulements non dissociables, il faut appliquer l’effort de montage sur la bague serrée qui est la première à monter. Des efforts appliqués sur la bague montée avec ajustement libre seraient transmis par les éléments roulants ce qui pourrait détériorer les chemins de roulement et les éléments roulants. Le montage de roulements dissociables est plus simple, puisque l’on peut monter les deux bagues séparément. Lors de l’assemblage, introduire les éléments du roulement par un mouvement de vissage pour éviter des rayures et le marquage des pistes.