51101 Butée à billes de poussée Charge axiale pour auto / instruments de précision

51101 Roulement à billes de butée : Charge axiale pour instruments hydrauliques, automobiles et de précision

I. Aperçu du produit

Le roulement à billes de butée 51101 est un composant mécanique de haute précision conçu pour les machines nécessitant une gestion efficace des charges axiales. En tant que membre principal de la série 511 (roulement à billes de butée unidirectionnel), il présente des paramètres dimensionnels compacts : un diamètre intérieur (d) de 12 mm, un diamètre extérieur (D) de 26 mm et une largeur (T) de 9 mm. Contrairement aux roulements à rouleaux coniques qui gèrent les charges combinées, ce roulement est spécialisé pour la transmission de charge axiale—il ne peut pas supporter les charges radiales, ce qui le rend idéal pour les applications où les machines supportent principalement des forces axiales (par exemple, arbres verticaux, vérins hydrauliques). Sa structure compacte permet une installation dans des scénarios à espace limité, tandis que des exigences d'alignement strictes lors de l'assemblage garantissent un fonctionnement stable et une longue durée de vie.

II. Conception structurelle

2.1 Éléments roulants

Le roulement 51101 utilise des billes sphériques de haute précision comme éléments roulants, généralement fabriquées en acier à roulements au chrome à haute teneur en carbone (GCr15). Après trempe et revenu à basse température, les billes atteignent une dureté de surface de HRC58-64, assurant une excellente résistance à l'usure et une ténacité aux chocs. Le processus de fabrication respecte des normes de qualité strictes : la tolérance dimensionnelle est contrôlée dans la classe P0-P4, et la rugosité de surface (Ra) ≤0,08μm. La forme sphérique permet un contact ponctuel avec les chemins de roulement, réduisant la friction lors de la transmission de la charge axiale et assurant une rotation en douceur, même à des vitesses modérées.

2.2 Chemins de roulement (rondelles)

Le roulement se compose de deux rondelles usinées avec précision : une rondelle d'arbre (rondelle intérieure, montée sur l'arbre) et une rondelle de logement (rondelle extérieure, montée dans le logement). Les deux rondelles présentent une rainure circulaire (chemin de roulement) sur leurs surfaces de contact, conçue pour correspondre à la courbure des billes et assurer une transmission stable de la charge. Les chemins de roulement subissent une cémentation (profondeur de la couche 1,0-2,0 mm), une trempe et un revenu, ce qui se traduit par une dureté de surface de HRC58-64 et une résistance élevée à la fatigue. Cette conception permet de répartir uniformément les forces axiales sur les points de contact bille-chemin de roulement, évitant ainsi les concentrations de contraintes locales et prolongeant la durée de vie du roulement.

2.3 Cage

Une cage légère mais durable est utilisée pour séparer et guider les billes sphériques, empêchant les collisions et la friction entre les billes adjacentes pendant le fonctionnement. La cage est généralement fabriquée en acier à faible teneur en carbone (08F) ou en plastique technique (nylon 66 pour les scénarios sensibles à la corrosion). Pour les cages en acier, un traitement de phosphatation de surface est appliqué pour améliorer la résistance à l'usure et la prévention de la rouille ; les cages en plastique offrent moins de friction et un fonctionnement plus silencieux, adaptés aux applications à basse et moyenne vitesse. Les poches usinées avec précision de la cage garantissent que les billes sont espacées uniformément, maintenant une répartition stable de la charge axiale et améliorant la fiabilité globale du roulement.

III. Caractéristiques de performance

3.1 Capacité de charge axiale

Le roulement à billes de butée 51101 est optimisé pour la gestion des charges axiales unidirectionnelles. Sa charge dynamique de base nominale (Ca) est d'environ 10,5 kN et sa charge statique de base nominale (C0a) est d'environ 15,2 kN (les valeurs varient selon le fabricant). Il peut supporter des charges axiales continues allant jusqu'à 10 kN et des charges axiales d'impact à court terme allant jusqu'à 15 kN, ce qui le rend adapté aux applications à charge légère à moyenne, telles que les petits arbres de moteurs hydrauliques, les embouts de pompes verticales et les broches d'instruments de précision. Remarque : Il ne peut pas supporter de charges radiales—même de petites forces radiales (dépassant 5 % de la charge axiale) provoqueront une contrainte inégale des billes et une usure accélérée.

3.2 Adaptabilité à la vitesse

En raison de sa conception à contact ponctuel et de sa concentration sur la charge axiale, le roulement 51101 convient aux opérations à basse et moyenne vitesse. Sa vitesse de référence (lubrification à la graisse) est d'environ 6000 tr/min et la vitesse limite (lubrification au bain d'huile) atteint jusqu'à 8000 tr/min. Un fonctionnement à grande vitesse (supérieur à 8000 tr/min) peut provoquer un glissement des billes induit par la force centrifuge, augmentant la friction et la température (supérieure à 90°C). Pour les scénarios à grande vitesse, des mesures de refroidissement supplémentaires (par exemple, la lubrification par brouillard d'huile) et un équilibrage de précision de l'arbre sont recommandés pour maintenir les performances.

3.3 Sensibilité à l'alignement et atténuation

Le roulement 51101 est très sensible au désalignement axial entre l'arbre et le logement. Même un désalignement de 0,1° peut provoquer un contact inégal entre les billes et les chemins de roulement, entraînant une augmentation des vibrations, du bruit et une réduction de la durée de vie. Les mesures d'atténuation comprennent : 1) L'utilisation d'un usinage de précision pour garantir que les faces d'extrémité de l'arbre et du logement sont perpendiculaires (tolérance de perpendicularité ≤0,01 mm) ; 2) L'adoption d'un ajustement avec jeu (H7/h6) entre la rondelle d'arbre et l'arbre, et entre la rondelle de logement et le logement, pour permettre un léger ajustement axial ; 3) Dans les applications sujettes à un léger désalignement (par exemple, les équipements vibrants), l'association avec des rondelles auto-alignantes pour compenser les écarts axiaux.

IV. Domaines d'application

4.1 Machines industrielles

Dans les environnements industriels, le roulement 51101 est largement utilisé dans : 1) Les petits vérins hydrauliques/pneumatiques—supporte la poussée axiale du mouvement du piston ; 2) Les pompes et ventilateurs verticaux—gère les charges axiales de la rotation de la turbine ou de la pale du ventilateur ; 3) Les boîtes de vitesses de précision (charge légère)—accueille la poussée axiale de l'engrènement des engrenages ; 4) Les machines d'impression—utilisées dans les arbres d'extrémité de rouleaux pour maintenir le positionnement axial et la rotation en douceur.

4.2 Industrie automobile et motocycliste

Dans les applications automobiles et motocyclistes, il est principalement utilisé dans : 1) Les systèmes d'embrayage de moto—supporte la poussée axiale de l'engagement/désengagement de l'embrayage ; 2) Les petits composants auxiliaires automobiles (par exemple, moteurs de vitres électriques, moteurs d'essuie-glaces)—gère les charges axiales du mouvement du rotor du moteur ; 3) Les compresseurs de climatisation automobile—maintient la stabilité axiale de l'arbre du compresseur pendant le fonctionnement.

4.3 Instruments de précision et équipements électriques

La taille compacte et la haute précision du roulement 51101 le rendent adapté à : 1) Les instruments de mesure de précision (par exemple, étriers, comparateurs)—assure un mouvement axial en douceur des composants internes ; 2) Les petits moteurs électriques (500W-2kW)—supporte la poussée axiale du rotor du moteur ; 3) Les appareils ménagers (par exemple, pompes de vidange de machine à laver, ventilateurs de purificateur d'air)—gère les charges axiales légères dans des espaces compacts.

V. Dimensions et paramètres de spécification

VI. Points de maintenance

6.1 Gestion de la lubrification

Une lubrification appropriée est essentielle pour réduire la friction et prolonger la durée de vie : 1) Lubrification à la graisse : Utilisez de la graisse à base de lithium NLGI 2, en remplissant 1/2 à 2/3 de l'espace interne du roulement (assure un contact complet entre les billes et les chemins de roulement) ; 2) Environnements à haute température : Passez à la graisse synthétique à la polyurée (température de fonctionnement -20°C à 180°C) ; 3) Lubrification à l'huile : Adoptez l'huile industrielle ISO VG 32-68 pour les scénarios à moyenne vitesse. Intervalles de lubrification : Tous les 2 à 3 mois pour un fonctionnement normal ; tous les 1 mois pour les environnements poussiéreux/vibrants.

6.2 Inspection régulière

Des inspections fréquentes préviennent les défaillances prématurées : 1) Contrôles visuels : Recherchez les piqûres des chemins de roulement, l'écaillage des billes ou la déformation de la cage ; 2) Surveillance des vibrations : Vibration normale ≤1,8 mm/s ; dépasser 3,0 mm/s indique un désalignement ou une usure ; 3) Surveillance de la température : Température de fonctionnement normale ≤80°C ; plus de 90°C suggère une dégradation du lubrifiant ou un glissement des billes. Pour les instruments de précision, effectuez des tests ultrasoniques mensuels pour détecter les défauts internes.

6.3 Précautions d'installation

1. Propreté : Assurez-vous d'un environnement sans poussière—les contaminants peuvent provoquer une usure rapide sous les charges axiales ;
2. Outils : Utilisez des manchons de montage de roulements pour emmancher les rondelles, en évitant le martelage (empêche la déformation des chemins de roulement) ;
3. Ajustements : Ajustement avec jeu rondelle d'arbre-arbre (H7/h6), ajustement avec jeu rondelle de logement-logement (H7/h6) ;
4. Alignement : Utilisez un comparateur pour vérifier le faux-rond axial (≤0,02 mm) et la perpendicularité (≤0,01 mm) entre les faces d'extrémité de l'arbre et du logement.

6.4 Considérations de stockage

Conserver dans un entrepôt propre et sec (température 5-25°C, humidité ≤50 %) : 1) Emballage : Conserver dans l'emballage antirouille scellé d'origine ; un emballage endommagé nécessite une mise sous vide avec un film antirouille ; 2) Placement : Conserver horizontalement sur des étagères plates, hauteur d'empilage maximale de 2 couches (évite la déformation des rondelles) ; 3) Inspection : Vérifier tous les 3 mois—si de la rouille est détectée, nettoyer avec du kérosène, sécher à l'air comprimé, appliquer de l'huile antirouille et reconditionner.