Roulements à rouleaux auto-alignés à double rangée résistant à l'usure 23032 pour équipements énergétiques

Roulement à rouleaux auto-aligneur 23032 pour machines lourdes et équipements énergétiques

Dans la tapisserie complexe des systèmes mécaniques, le roulement 23032 apparaît comme un composant essentiel, méticuleusement conçu pour répondre aux exigences rigoureuses d'une gamme variée d'applications industrielles. Cette introduction complète du produit explore en profondeur les subtilités de conception, les capacités de performance, la composition des matériaux, les scénarios d'application et les exigences de maintenance du roulement 23032, offrant une compréhension holistique de son rôle central dans les machines modernes.

I. Conception et structure

Bague intérieure et bague extérieure

La bague intérieure du roulement 23032 est dotée d'une gorge à deux rangées usinée avec précision, conçue pour s'interfacer de manière transparente avec un diamètre d'arbre de 160 mm. Cet ajustement précis assure non seulement un transfert de force efficace après l'installation, mais minimise également le risque de glissement, optimisant ainsi les performances mécaniques. La bague extérieure, qui se distingue par sa gorge sphérique, confère au roulement sa capacité d'auto-alignement. Cet élément de conception unique permet au roulement de s'adapter avec adresse aux désalignements entre l'arbre et le logement du roulement, généralement dans une plage angulaire de 1° à 2,5°. En atténuant les contraintes induites par le désalignement, la durée de vie opérationnelle et la fiabilité du roulement sont considérablement améliorées.

Avec un diamètre extérieur de 240 mm et une largeur de 60 mm, le roulement 23032 trouve un équilibre harmonieux entre la capacité de charge et les contraintes spatiales. L'épaisseur de paroi de la bague extérieure a été stratégiquement augmentée, renforçant sa résistance aux forces d'impact et offrant une base plus stable pour la gorge. Ce choix de conception rend le roulement 23032 particulièrement adapté aux applications impliquant une exposition prolongée à des charges cycliques.

Éléments roulants et cage

Au cœur du roulement 23032 se trouve un ensemble à deux rangées de rouleaux en forme de tonneau. Ces rouleaux, caractérisés par leur profil incurvé, interagissent de manière synergique avec la gorge sphérique de la bague extérieure, permettant au roulement de gérer avec adresse les charges radiales et axiales bidirectionnelles. Fabriqués en acier pour roulements de haute qualité, les rouleaux subissent un processus de rectification de précision rigoureux, aboutissant à une rugosité de surface inférieure à Ra0,1 µm. Cette finition ultra-lisse contribue à réduire le frottement pendant le roulement, améliorant ainsi l'efficacité énergétique et la douceur de fonctionnement du roulement.

La cage, généralement fabriquée en laiton, joue un rôle essentiel dans le maintien de l'agencement ordonné des rouleaux. En utilisant une conception segmentée, la cage garantit que les rouleaux sont espacés uniformément, offrant à chacun suffisamment d'espace pour une rotation sans restriction. Pendant le fonctionnement à grande vitesse, la cage fonctionne également comme un mécanisme de guidage, dirigeant les rouleaux le long de leurs trajectoires prévues et empêchant les collisions qui pourraient autrement précipiter une usure prématurée. Pour les applications dans des environnements extrêmes, tels que les environnements à haute température ou corrosifs, des matériaux de cage alternatifs comme l'acier ou le nylon sont disponibles, offrant des performances et une durabilité améliorées.

Structure d'étanchéité (en option)

Certaines variantes du roulement 23032 sont équipées de joints de contact ou sans contact. Le joint de contact, fabriqué en caoutchouc nitrile, forme une étanchéité serrée avec la bague intérieure, repoussant efficacement la poussière et l'humidité. Cela en fait un choix idéal pour les applications dans des environnements poussiéreux ou humides, où la protection contre les contaminants est d'une importance primordiale. En revanche, le joint sans contact, doté d'une conception en labyrinthe, minimise le frottement, ce qui le rend plus adapté aux applications à grande vitesse. Ce joint peut supporter des vitesses de rotation allant jusqu'à 3000 tr/min, assurant un fonctionnement en douceur même dans des conditions exigeantes.

II. Paramètres clés

III. Avantages de performance

Capacité de charge exceptionnelle

La conception à rouleaux à deux rangées du roulement 23032, combinée à un angle de contact optimisé, lui confère une capacité de charge dynamique de base impressionnante de 540 kN et une capacité de charge statique de 955 kN. Cette capacité de charge robuste permet au roulement de supporter sans effort les charges importantes rencontrées dans les applications de machines lourdes. Qu'il s'agisse des forces d'impact intenses des concasseurs de mines ou des rouleaux à haute pression des laminoirs métallurgiques, le roulement 23032 démontre une résilience remarquable, résistant à une charge continue et lourde sans succomber à la défaillance par fatigue.

Capacité d'auto-alignement supérieure

L'interaction transparente entre la gorge sphérique de la bague extérieure et les rouleaux en forme de tonneau dote le roulement 23032 d'une capacité d'auto-alignement exceptionnelle. Cette caractéristique est particulièrement précieuse dans les applications à arbre long, telles que celles que l'on trouve dans les rouleaux presseurs de machines à papier et les arbres principaux d'éoliennes. En compensant automatiquement la flexion de l'arbre ou les désalignements d'installation, le roulement réduit efficacement les contraintes de bord, ce qui se traduit par une prolongation de la durée de vie de plus de 30 %. Cela améliore non seulement la fiabilité de l'équipement, mais minimise également les exigences de maintenance et les coûts associés.

Résistance à l'usure et stabilité thermique robustes

Construits en acier pour roulements au chrome-carbone élevé (SUJ2), les bagues et les rouleaux du roulement sont traités thermiquement pour atteindre une dureté de HRC60 - 65. De plus, la surface est phosphatée pour améliorer encore la résistance à l'usure. Le roulement présente une excellente stabilité dimensionnelle et une intégrité mécanique dans la plage de température de -40°C à 120°C. Pour les applications nécessitant un fonctionnement à des températures plus élevées, des variantes spécialement traitées thermiquement sont disponibles, capables de résister à des températures supérieures à 200°C. Cela rend le roulement 23032 adapté à une large gamme d'applications industrielles, y compris celles dans des environnements à haute température tels que les fonderies et les centrales électriques.

Faible frottement et amortissement des vibrations

Les gorges et les rouleaux usinés avec précision du roulement 23032 contribuent à un coefficient de frottement remarquablement faible, aussi bas que 0,0015. Cela réduit non seulement la consommation d'énergie, mais améliore également l'efficacité globale du roulement. De plus, la conception symétrique à deux rangées assure une répartition uniforme de la charge, ce qui se traduit par un niveau de vitesse de vibration qui peut être efficacement contrôlé en dessous de 65 dB pendant le fonctionnement. Cela fait du roulement un choix idéal pour les applications où la précision et le fonctionnement en douceur sont essentiels, comme dans les broches de machines-outils et les équipements de fabrication de haute précision.

IV. Qualité des matériaux

Matériau des bagues et des rouleaux

Le matériau de base du roulement 23032 est l'acier pour roulements de haute pureté (GCr15SiMn), traité à l'aide d'une technique de dégazage sous vide pour éliminer les pores et les inclusions internes. Il en résulte un matériau avec des propriétés mécaniques et une densité exceptionnelles. Les rouleaux subissent une série de processus de fabrication, notamment le formage par matriçage à froid et la trempe à haute température, qui contribuent à une structure interne uniforme. La ténacité au choc du matériau dépasse 12 J/cm², ce qui améliore considérablement la résistance du roulement à la fatigue et assure une fiabilité à long terme dans des conditions de fonctionnement exigeantes.

Matériau de la cage

• Cage en laiton (H62) : Réputée pour son excellente conductivité thermique et sa résistance mécanique, la cage en laiton est bien adaptée aux applications à vitesse moyenne à élevée avec des charges lourdes. Elle peut dissiper efficacement la chaleur générée pendant le fonctionnement et maintenir l'intégrité structurelle jusqu'à des températures de 150°C.

• Cage en acier (acier n° 10) : Après un traitement de cémentation de surface, la cage en acier atteint une dureté de HRC55 - 60, ce qui la rend très résistante aux chocs. Cela en fait un choix idéal pour les applications caractérisées par de fortes vibrations et des charges de choc, comme dans les engins de chantier et les équipements miniers.

• Cage en nylon (PA66+GF30) : Offrant les avantages d'un faible poids et d'un faible coefficient de frottement, la cage en nylon présente également une bonne résistance à la corrosion. Cependant, sa température de fonctionnement est limitée à moins de 120°C. Elle est couramment utilisée dans les applications où la réduction de poids et la résistance à la corrosion sont des exigences clés, comme dans certains types de machines de transformation des aliments.

V. Domaines d'application

Machines industrielles lourdes

Dans le secteur minier, le roulement 23032 est déployé dans les arbres excentriques des concasseurs à mâchoires, où il doit supporter les forces d'écrasement massives et les charges d'impact fréquentes associées au processus de concassage de la roche. Dans l'industrie métallurgique, il fournit un support essentiel aux rouleaux de travail dans les laminoirs, résistant aux défis combinés des températures élevées et des pressions de laminage intenses.

Engins de chantier

Les arbres de sortie des boîtes de vitesses et les composants de roulements d'orientation des chargeuses et des excavatrices reposent souvent sur le roulement 23032. Sa capacité à résister aux charges excentriques assure une transmission de puissance stable, même lorsque la machine fonctionne sur un terrain accidenté. Dans les treuils de grue, la capacité de charge élevée du roulement est cruciale pour assurer le levage sûr et fiable de charges lourdes.

Équipements énergétiques

Les systèmes d'arbres principaux d'éoliennes bénéficient considérablement des capacités d'auto-alignement du roulement 23032. Lorsque les pales tournent, elles génèrent des forces qui peuvent provoquer une flexion de l'arbre, que le roulement peut compenser efficacement tout en supportant simultanément les charges radiales et axiales converties à partir de l'énergie éolienne. Dans les centrales hydroélectriques, la résistance à l'usure du roulement le rend adapté à une utilisation dans les arbres principaux de turbines hydrauliques, où il doit fonctionner dans des conditions immergées ou humides pendant de longues périodes.

Machines de fabrication de papier et de textile

Dans les grandes machines à papier, le roulement 23032 est utilisé dans les rouleaux de calandre et les groupes de rouleaux sécheurs. Ses faibles caractéristiques de vibration sont essentielles pour assurer un pressage et un séchage uniformes du papier, maintenant ainsi la qualité du produit. Dans l'industrie textile, les équipements de teinture et de finition utilisent la résistance à la température élevée et à la corrosion du roulement pour fonctionner en douceur dans des environnements humides et chauds, assurant une production continue et fiable.

VI. Installation et maintenance

Lors de l'installation, il est impératif d'utiliser des outils spécialisés, tels que des écrous hydrauliques, pour s'assurer que la bague intérieure est soumise à une force uniforme. Cette mesure de précaution permet d'éviter les déformations causées par des méthodes d'installation incorrectes, telles que le martelage. Pour les modèles avec des bagues intérieures coniques, le jeu peut être ajusté avec précision à l'aide d'un écrou de blocage, la plage de jeu de travail recommandée se situant généralement entre 0,12 et 0,25 mm.

En termes de lubrification, pour les applications lubrifiées à la graisse, une graisse au lithium extrême pression (NLGI Grade 2) est recommandée. La quantité de remplissage doit être soigneusement contrôlée, généralement comprise entre 1/3 et 1/2 de l'espace interne du roulement. Pour les applications à grande vitesse, la lubrification à l'huile est plus appropriée, l'huile lubrifiante ISO VG 46 ou 68 étant couramment utilisée. Lors de l'utilisation d'une lubrification forcée, la pression d'huile doit être maintenue dans la plage de 0,1 à 0,3 MPa.

Une maintenance régulière est cruciale pour assurer les performances et la longévité optimales du roulement. Cela comprend la surveillance de la température du roulement, qui doit généralement rester inférieure à 70°C, ainsi que la vérification des vibrations et du bruit anormaux. Tout signe d'anomalie doit être rapidement traité, nécessitant souvent le remplacement du roulement. Lors du démontage, un extracteur doit être utilisé pour éviter d'endommager le tourillon et le trou du logement du roulement, en s'assurant que les composants environnants restent en bon état pour une utilisation future.

VII. Conclusion

Le roulement 23032 représente un modèle de conception technique, offrant un mélange harmonieux de construction à haute résistance, de capacités d'auto-alignement exceptionnelles et d'adaptabilité étendue à diverses conditions de fonctionnement. Qu'il soit confronté à des charges extrêmes, à des désalignements d'arbre ou à des facteurs environnementaux difficiles, ce roulement offre constamment des performances stables. Son rôle essentiel pour permettre le fonctionnement efficace des machines industrielles souligne son importance en tant que composant indispensable de l'ingénierie mécanique moderne, stimulant le progrès dans un large éventail d'industries.