Choisir les bons roulements

Oct 30, 2023

Chris Johnson évalue la différence entre les roulements entièrement en céramique et les roulements hybrides

Certains cyclistes professionnels se sont tournés vers des roulements céramiques hybrides de précision pour leur faible résistance au roulement afin de leur donner un avantage le jour de la course par rapport à ceux qui optent pour des roulements tout acier.

Il y a une bonne raison pour laquelle les cyclistes professionnels choisissent des roulements hybrides de précision (anneaux en acier avec billes en céramique) plutôt que des roulements entièrement en céramique (anneaux et billes en céramique).

Les bagues intérieure et extérieure en acier d'un roulement hybride peuvent être usinées avec des tolérances très étroites. Lorsque ceux-ci sont associés à des billes en céramique légères de haute qualité et à un lubrifiant à faible couple approprié, le résultat est une très faible résistance au roulement - la combinaison parfaite.

Les bagues de roulement en céramique sont plus difficiles à usiner, de sorte que la rondeur réalisable avec des bagues en acier n'est pas possible, ce qui entraîne des niveaux de vibration plus élevés.

Cependant, les roulements entièrement en céramique présentent leurs propres avantages par rapport au roulement hybride. Leur capacité à gérer une plage de températures extrêmement large, leurs qualités non magnétiques et leur excellente résistance à la corrosion en font un candidat de choix pour de nombreuses applications, à travers le monde et au-delà, qui sont trop difficiles pour les hybrides.

Applications

Les cyclistes professionnels optent pour des roulements hybrides car la résistance au roulement est la clé et les roulements hybrides de qualité nécessitent légèrement moins d'efforts pour faire tourner les roues, ce qui permet d'économiser de l'énergie.

Les roulements hybrides de précision peuvent également supporter des vitesses très élevées, c'est pourquoi ils sont fréquemment utilisés dans les applications de machines-outils.

Les billes en céramique rendent les roulements hybrides électriquement isolants, de sorte qu'ils deviennent un choix populaire pour de nombreux moteurs électriques et éoliennes.

Contrairement aux roulements hybrides, les capacités de température extrêmes des roulements entièrement en céramique les rendent adaptés aux applications cryogéniques et au four.

De plus, leur capacité à résister à l'eau de mer et aux produits chimiques agressifs les rend idéaux pour les industries marine, chimique, pharmaceutique et alimentaire où les roulements peuvent être fréquemment exposés à l'eau salée ou aux acides et alcalis forts.

De plus, comme ils ne sont pas magnétiques, ils sont un choix populaire pour les scanners d'imagerie par résonance magnétique (IRM).

Encore plus unique, leur capacité à être invoquée en haute mer ou dans l'espace extra-atmosphérique.

Sous l'eau, la lubrification des roulements peut poser autant de problèmes que la corrosion, c'est pourquoi les roulements entièrement en céramique non lubrifiés cochent les deux cases.

Comme l'environnement spatial est un vide, il faut faire très attention lors du choix du lubrifiant pour roulements car la plupart des graisses se vaporiseront ou dégazeront à un niveau inacceptable.

Contrairement aux hybrides, les roulements entièrement en céramique peuvent fonctionner constamment à grande vitesse sans lubrification, de sorte qu'ils fonctionnent bien dans le vide.

Lorsque vous ajoutez leurs capacités à basse température, ils deviennent le candidat idéal pour les satellites et d'autres projets tels que le Mars Exploration Rover, d'autant plus que Mars peut faire face à des températures aussi basses que 12˚C.

Ah, prendre des décisions

Si les roulements entièrement en céramique sont faits pour vous, étant donné qu'ils peuvent résister aux environnements les plus difficiles, quel matériau de roulement devriez-vous choisir ?

Les deux types les plus courants sont la zircone (ZrO2) et le nitrure de silicium (Si3N4), et les deux ont leurs propres avantages et inconvénients.

Bien que le matériau céramique soit plus dur que l'acier, il est également plus fragile, ce qui signifie que les roulements en céramique ont des indices de charge et de vitesse inférieurs.

Alors que la zircone a une ténacité à la rupture élevée qui peut résister à de petites charges de choc, le nitrure de silicium est plus fragile et ne doit donc pas être soumis à des charges de choc.

Le nitrure de silicium est encore plus résistant à la corrosion que la zircone et a une plage de température beaucoup plus large, bien qu'il soit nettement plus cher.

Comme le nitrure de silicium, la zircone n'est pas affectée par l'eau et la plupart des produits chimiques, mais elle ne doit pas être régulièrement exposée à la vapeur car elle peut se dégrader avec le temps.

Les roulements hybrides et les roulements entièrement en céramique ont des forces et des faiblesses différentes.

Les hybrides ne peuvent pas supporter des températures extrêmes ou des environnements hautement corrosifs, mais fonctionnent bien dans des applications à faible couple ou à grande vitesse.

Les roulements entièrement en céramique ne sont peut-être pas recommandés pour les vélos, les machines-outils à grande vitesse ou les moteurs électriques à faible bruit, mais ils résolvent certainement les problèmes dans un large éventail d'industries difficiles.

Vous voyez donc que les roulements en céramique offrent de réels avantages, non seulement pour les cyclistes professionnels, mais aussi pour les machines fonctionnant dans des environnements allant du fond de nos océans à la surface de Mars.

Chris Johnson est directeur général du fournisseur spécialisé de roulements,Roulements SMB.