Pourquoi la dilatation thermique est-elle importante pour les roulements ?

Lorsqu'un arbre chauffe en fonctionnement, il se dilate axialement. Si les deux paliers sont fixes axialement (positionnés), cette dilatation crée une précharge interne, augmentant ainsi le frottement et la température. Un agencement approprié, avec ou sans positionnement, permet cette dilatation thermique sans endommager les paliers.

Qu'est-ce qu'un système de paliers fixes et libres ?

Dans un montage avec paliers fixes et non fixes, un palier est fixé axialement (fixation) pour maintenir l'arbre en place, tandis que l'autre palier peut coulisser axialement (non fixe) pour compenser la dilatation thermique. C'est le montage le plus courant.

Quelle valeur de coefficient de dilatation thermique dois-je saisir ?

Utilisez un CTE linéaire moyen pour la nuance de matériau exacte sur l'intervalle de température réel. Le CTE varie avec la composition et la température ; les valeurs génériques de famille de matériaux ne sont que des exemples approximatifs.

Quelle est la dilatation typique ?

Un arbre en acier d'un mètre de long, soumis à une élévation de température de 50 °C, se dilate d'environ 0,6 mm. Cela peut paraître peu, mais peut générer des forces considérables si les deux paliers sont fixes axialement.

La dilatation différentielle axiale détermine-t-elle l'ajustement ou le jeu des roulements ?

Non. La croissance de l'écartement axial aide à dimensionner la capacité de déplacement axial. L'ajustement radial et le jeu interne du roulement nécessitent les diamètres locaux, les températures de bague/siège, les propriétés du matériau et la disposition exacte du roulement.

Outil d'ingénierie gratuit #054

Calculateur de dilatation thermique des paliers

Calculez séparément les variations thermiques axiales uniformes de l'arbre et du logement, ainsi que leur différence algébrique. Saisissez les longueurs réelles, les valeurs moyennes du CTE et les variations de température.

δ = L × α × ΔTChauffage/refroidissement algébriqueAucune sélection automatique de roulement

Résultats

Expansion axiale de l'arbre δ_shaft

—

Expansion axiale du logement δ_housing

—

Expansion différentielle

—

Formule de dilatation thermique

L — portée initiale effective (mm)
α — CTE linéaire moyen sur l'intervalle indiqué (μm/(m·K), numériquement ×10⁻⁶/K)
ΔT — variation de température algébrique par rapport à l'état de référence (différence en K ou °C)

Saisie du CTE

Le CTE dépend de la nuance du matériau et de la température. Obtenez une valeur moyenne sur l'intervalle réel à partir de données contrôlées sur le matériau plutôt que de choisir une catégorie générale de matériaux.

Montage avec palier fixe / palier libre

ℹ️ Un palier fixe/libre peut absorber le déplacement axial dû à la dilatation thermique relative de l'arbre et du logement, mais la course requise et le type de roulement doivent être sélectionnés d'après les charges, ajustements, tolérances et données du fabricant pour l'ensemble du montage.

Les procédures décrites sur cette page ont été développées et testées sur le terrain par l'équipe Vibromera à l'aide du Balanset-1A, un équilibreur portable à deux canaux et analyseur de vibrations pour l'équilibrage des rotors sur site.