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Nov 15, 2023

Les roulements en acier sont peut-être les plus courants, mais ils ne sont pas toujours appropriés

Les roulements non métalliques peuvent ne pas convenir à tous

Les roulements non métalliques peuvent ne pas convenir à toutes les applications, mais dans certaines, ils sont idéaux. L'un d'eux se trouve dans des environnements submergés ou d'eau salée où les alternatives métalliques sont sujettes à la corrosion.

Les roulements en plastique offrent une excellente résistance à la corrosion et la plupart sont également résistants aux produits chimiques. Ceux-ci sont souvent fabriqués à partir de résine acétal (POM), mais d'autres matériaux sont disponibles pour les acides et les alcalis plus forts tels que le PEEK, le PTFE et le PVDF. Ces plastiques ont également une bonne résistance au chlore et sont souvent utilisés dans les équipements de piscine. Cependant, ceux-ci ne doivent être utilisés que dans des applications à faible charge et à faible précision. De même, les roulements utilisés dans l'industrie agroalimentaire doivent pouvoir supporter des lavages réguliers et un nettoyage à la vapeur ainsi que des fluides et des matériaux potentiellement corrosifs, mais ils doivent également répondre aux normes d'hygiène de l'industrie.

Le plastique peut même fonctionner efficacement dans l'eau et l'eau salée. De plus, contrairement aux variétés en acier inoxydable, les performances des roulements ne sont pas affectées, même lorsqu'ils sont complètement immergés. Cependant, si elle est utilisée avec des cages PA66 - un type de nylon renforcé - la cage absorbera l'eau après une longue exposition, entraînant une perte de résistance à la traction pour le roulement.

Il existe une idée fausse commune selon laquelle tous les roulements résistants à la corrosion conviennent à une utilisation sous-marine. Cependant, ce n'est pas le cas. Il est important de considérer chaque aspect du roulement avant de déclarer qu'il peut être utilisé en toute sécurité dans des environnements humides. Pour les roulements en plastique, il existe plusieurs matériaux alternatifs pour les bagues, les cages et les billes, quand les cages en PA66 ne suffiront pas. Cependant, le choix le plus approprié dépendra de l'application requise du roulement.

Les roulements entièrement en céramique, fabriqués à partir de zircone ou de nitrure de silicium avec des cages et des joints en PEEK ne sont pas affectés par l'eau de mer et peuvent donc être utilisés en milieu marin, même en immersion totale. Cependant, la plupart des « roulements en céramique » sont des roulements hybrides : les bagues intérieure et extérieure des roulements sont en acier, mais les éléments roulants du roulement sont en céramique.

Lors de l'utilisation d'un roulement hybride, il est important de se rappeler que les éléments en acier inoxydable continueront de rouiller et de se corroder s'ils sont utilisés dans des environnements submergés.

Les roulements en céramique fabriqués à partir de zircone ou de nitrure de silicium peuvent fonctionner lorsqu'ils sont entièrement immergés et constituent la meilleure option si vous recherchez un « roulement sous-marin » complet. Ces roulements ne sont pas affectés par l'eau de mer et fonctionnent parfaitement lorsqu'ils sont sous l'eau en permanence. Cependant, pour une résistance complète à la corrosion sous l'eau, le roulement peut nécessiter une relubrification avec une huile ou une graisse plus appropriée.

De toute évidence, la résistance à la corrosion est une spécification large lors de la recherche d'un roulement. Que l'application concerne la transformation des aliments, la fabrication de produits chimiques ou les applications marines, choisir le bon roulement n'est pas une mince affaire. En fait, le matériau, la cage et la lubrification dépendent tous de l'application exacte du roulement.

"Notre gamme de roulements en plastique est idéale pour ces types d'applications", a déclaré Chris Johnson, directeur général de SMB Bearings. "Les roulements en plastique sont non corrosifs et généralement non lubrifiés, ce qui les rend idéaux pour les équipements alimentaires commerciaux. La résine acétal est le matériau standard, mais des alternatives sont disponibles pour une plus grande résistance à la corrosion dans les environnements agressifs tels que l'industrie chimique. La gamme standard de roulements en plastique est disponible avec des billes en verre ou en acier inoxydable 316, ces dernières étant plus populaires dans les applications alimentaires car les billes sont facilement détectées en cas de défaillance du roulement.

"Bien que les roulements en plastique conviennent à un large éventail d'applications, ils ont des limites", explique Johnson. "Comme le matériau est beaucoup plus tendre que l'acier, les roulements en plastique ne doivent être utilisés que dans des applications à faible charge. Cependant, de nombreux fabricants ne réalisent pas que les roulements peuvent être appariés pour augmenter leur capacité de charge globale."

La gamme de roulements en plastique proposée par SMB Bearings est idéale pour les applications de moindre précision, telles que les rouleaux de convoyeurs et les chariots. Ils peuvent également être fournis avec des brides pour une mise en place plus facile dans un boîtier.

Lors d'une récente expérience au laboratoire d'essais dry-tech de l'entreprise à Cologne, en Allemagne, igus a comparé la résilience de son roulement à billes applique xiros et d'un roulement métallique conventionnel dans l'eau salée. Les résultats prouvent que l'utilisation de tribo-plastiques sans lubrification et sans entretien permet au roulement xiros de rester totalement indemne.

Pour l'expérience, les ingénieurs d'igus ont rempli un récipient d'eau salée de la mer et l'ont chauffé à 80°C. Ensuite, deux roulements ont été placés à l'intérieur pendant 120 heures : un roulement à bride classique à 2 trous en métal et un roulement à bride xiros en xirodur B180. Les deux roulements n'ont pas été complètement recouverts lors du test, mais exposés à l'air afin de déclencher l'effet de corrosion.

« Au final, le résultat du test était clair », déclare Robert Dumayne, directeur dry-tech chez igus. "Après quelques heures seulement, le roulement métallique a commencé à se corroder." À la fin de l'expérience, d'importantes traces de rouille étaient visibles sur tous les éléments métalliques porteurs. Le roulement à billes à bride xiros est resté intact, même après 120 heures dans l'eau salée chauffée - l'absence de corrosion est un avantage évident pour les constructeurs de machines qui conçoivent des équipements destinés à être utilisés dans les salles blanches et la technologie alimentaire et médicale, où la rouille présente un risque pour l'hygiène.

Les roulements à billes xiros se composent généralement de quatre composants : les bagues intérieure et extérieure ainsi que les cages en plastique et les billes en acier inoxydable ou en verre. Contrairement aux roulements métalliques, les roulements en polymère résistant à l'usure permettent un fonctionnement à sec très doux et hygiénique sans une seule goutte d'huile de lubrification et ne nécessitent aucun entretien. Leur longue durée de vie peut être facilement calculée en ligne.

De plus, les paliers en plastique sont électriquement isolants, résistants aux températures de -40 à 80 °C, non magnétiques et 60 % plus légers et jusqu'à 40 % plus économiques que les paliers métalliques comparables. Ils sont adaptés pour absorber des charges moyennes et, en raison de leur fiabilité, sont largement utilisés dans les bandes transporteuses, les machines d'étiquetage, de manutention et d'emballage ainsi que dans les machines de remplissage.