Que sont les roulements à billes?
Les roulements à billes, également appelés roulements anti-friction, sont de petites sphères métalliques ou céramiques utilisées pour réduire le frottement entre les arbres et les essieux dans un certain nombre d'applications.Ils sont souvent utilisés dans une série pour absorber le poids placé sur une partie mobile, ou dans des cages individuelles pour réduire le frottement dans les assemblages d'essieu.La plupart sont fabriqués pour répondre à des normes très exigeantes de la rondeur, car toute déformation peut faire échouer les pièces mobiles de façon inattendue.
Le concept de roulements à billes peut être tracé jusqu'à l'Empire romain, mais de nombreuses sources créent Leonardo da Vinci avecles premiers conceptions pratiques.Ce n'est pas avant 1791, cependant, lorsqu'un fabricant de transport gallois et inventeur a nommé Philip Vaughan a breveté le premier assemblage d'essieu à les utiliser.Les essieux de chariot antérieurs finiraient par s'use des effets de la friction, mais l'utilisation des roulements à billes de Vaughans a éliminé le contact direct entre l'arbre d'entraînement et l'essieu.
Après leur utilisation précoce dans les arbres d'entraînement, les ingénieurs d'usine ont trouvé d'autres applications dans l'arène de fabrication.Les pièces individuelles pourraient être déplacées facilement sur des rampes équipées de ces roulements.Les machines à moteur sont devenues plus efficaces car elles ont réduit le frottement entre les pièces.Contrairement à d'autres types de roulements, les roulements à billes permettent à la fois le mouvement rotatif et axial, ce qui a ajouté la polyvalence à la conception de la machine.
L'un des exemples les plus courants de roulements à billes en action est le patin à rouleaux.Quatre roues sont fixées à deux essieux au bas d'une botte.Une inspection plus approfondie de ces roues révèle une collection de petites boules métalliques qui entourent l'essieu.Alors que le patineur place tout son poids sur les roues, chaque balle absorbe temporairement la charge.Alors que le patineur avance, ils roulent sur une piste autour de l'essieu.Parce que les roulements à billes sont parfaitement ronds et lisses, il y a très peu de frottement généré entre eux.Ils permettent au patineur de se déplacer en ligne droite avec peu de résistance.
La fabrication des roulements à billes est étonnamment similaire à la formation de boules de pâte.Une fourniture de fil métallique approximativement du même diamètre que les roulements est placée dans une machine avec deux plaques conçues comme des hémisphères.Lorsque les deux moitiés sont réunies avec force, une boule de métal rugueuse se forme.Le problème est que certains éclats métalliques supplémentaires appelés clignotements restent.Les balles sont ensuite placées dans une autre machine qui élimine le clignotement pour créer un état de rondeur parfait.
Cette deuxième machine se compose de deux plaques rainurées, une avec une encoche ouverte pour recevoir les roulements à billes.Alors que cette machine se remplit de boules inachevées, la plaque rainurée supérieure commence à se tordre dans différentes directions sur la plaque inférieure immobile.Cette action est similaire à un cuisinier utilisant ses mains pour former des boules de pâte.La première course à travers cette machine supprime le clignotement et aide les roulements à devenir assez uniformes.
Une deuxième course à travers la même machine ajoute un liquide de lubrification et des abrasifs au mélange.Les roulements à billes sont à la terre à une taille précise par l'action des abrasifs.Une fois que les balles ont atteint une taille et une uniformité acceptables, une troisième course utilise un agent de polissage pour leur donner un éclat de réduction des frictions.Tous les roulements reçoivent une inspection finale pour vérifier les imperfections avant d'être approuvées pour une utilisation dans d'autres applications.