Les roulements linéaires à éléments roulants, tels que les arbres et les bagues rondes, les guides de rails profilés, les glissières à rouleaux croisés et même les vis à billes, ont deux spécifications de capacité de charge – capacité de charge dynamique et capacité de charge statique – qui sont basées sur différents paramètres de fonctionnement et critères de performance et sont indépendantes les unes des autres. Pour dimensionner et sélectionner avec précision un roulement linéaire à éléments roulants ou une vis à billes, il est essentiel de comprendre les différences entre eux et quand chacun est utilisé.
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La capacité de charge dynamique, C, est basée sur des essais empiriques dans lesquels une charge d’amplitude constante et normale aux surfaces porteuses permet au roulement d’atteindre une distance de déplacement définie (guide linéaire) ou un nombre de tours (vis à billes) sans fatigue. La fatigue est définie comme la présence d’écaillage sur la surface des éléments roulants ou des chemins de roulement.
La capacité de charge dynamique est utilisée pour déterminer la durée de vie nominale d’un roulement à éléments roulants. Cette durée de vie est communément appelée la durée de vie L10, car il s’agit de la durée de vie que 90 % d’un groupe de roulements identiques est censé atteindre dans des conditions de charge et de vitesse déterminées.
Pour les roulements linéaires qui utilisent des billes:
Pour les roulements linéaires qui utilisent des rouleaux :
L10 = durée de vie calculée (nominale) du roulement
C = capacité de charge dynamique de base
F = charge appliquée
La capacité de charge dynamique et le calcul de la durée de vie L10 sont définis par la norme ISO 14728-1 pour les roulements linéaires, et par la norme ISO 3408-5 pour les vis à billes. La norme sur les vis à billes spécifie que la capacité de charge dynamique est basée sur une durée de vie L10 de 1 million de tours. Cependant, la norme sur les roulements linéaires permet de spécifier la capacité de charge dynamique pour une durée de vie L10 de 50 000 m ou 100 000 m.
La base de la durée de vie L10 pour les roulements linéaires est importante à noter – en particulier lors de la comparaison de guides linéaires de différents fabricants, ou même de différentes séries du même fabricant. Si un guide linéaire dont la capacité de charge dynamique est basée sur 100 000 m est comparé à un guide linéaire dont la capacité de charge dynamique est basée sur 50 000 m, l’une des conversions suivantes doit être appliquée : Diviser la capacité de charge de 50 000 m par 1,26 OU multiplier la capacité de charge de 100 000 m par 1,26. (Cet article explique comment le facteur de conversion de 1,26 est dérivé.)
N’oubliez pas que la durée de vie nominale L10 est une durée de vie théorique basée sur un environnement propre, une lubrification appropriée et un montage correct. La durée de fonctionnement réelle du roulement peut être affectée négativement par la contamination, le manque de lubrification, le montage incorrect et d’autres facteurs.
La capacité de charge statique, C0, est la quantité de charge qu’un roulement peut supporter avant que la somme de la déformation de la bille et du chemin de roulement soit égale à 0,01 pour cent (0,0001 fois) du diamètre de la bille, comme défini par la norme ISO 14728-2. La capacité de charge statique est presque toujours supérieure à la capacité de charge dynamique parce que sa limite est la déformation plastique du matériau de la bille et du chemin de roulement, qui se produit lorsque la charge est appliquée au roulement dans un état statique (non mobile) ou à faible vitesse.
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Les charges statiques sont souvent le résultat de chocs sur le roulement qui ne sont pas planifiés et difficiles à quantifier. C’est pourquoi les fabricants de roulements linéaires et de vis à billes recommandent d’appliquer un facteur de sécurité statique, en fonction du type d’application et des conditions de fonctionnement. Le facteur de sécurité statique est le rapport entre la charge statique nominale de base et la charge statique combinée maximale appliquée au roulement. Il peut aller de 2 pour des conditions de fonctionnement lisses avec un faible risque de vibrations, jusqu’à 5 ou 6 pour des applications qui peuvent être soumises à des charges de chocs sévères.
S0 = facteur de sécurité de la charge statique
C0 = capacité de charge statique
F0max = charge statique combinée maximale
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