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Structure d'un roulement céramique hybride


Roulement céramique hybride.
Ce type de roulements à billes est construit avec des bagues intérieures et extérieures en acier au chrome ou en acier inoxydable. Les billes habituellement en acier sont remplacées par des éléments roulants en céramique. Dans le roulement céramique hybride, les billes sont soit en Zirconium (Zr02), céramique de piètre qualité non utilisé dans nos produits, soit en nitrure de silicium (Si3N4). Cette céramique à base de Silicium et d'azote répond à de nombreuses exigences et offre une longue liste de caractéristiques de loin supérieures à celles des roulements classiques en acier ou en céramique Zirconium.

Roulement céramique (Full).
Ce type de roulements à billes est construit avec des bagues intérieures et extérieures en céramique Nitrure de Silicium. Les billes sont également en céramique Nitrure de Silicium.
Le coût de ces roulements est extrêmement élevé car très complexe à la fabrication en Nitrure de Silicium.

ABEC
A.B.E.C. signifie : Annular Bearing Engineer Council. C'est une côte de tolérance de fabrication américaine. Un roulement A.B.E.C. 1 accepte un jeu plus important qu'un roulement A.B.E.C. 3 ou qu'un A.B.E.C. 5 par exemple. Il est donc en théorie moins précis. Cette norme concerne la perfection ou l'imperfection de la sphère des billes de vos roulements.
Tous les roulements à billes que nous fabriquons à la main sont Abec 1 à 3. Mais attention, cela ne veux pas dire qu'un roulement ABEC 7 est un meilleur roulement qu'un indice ABEC 3. Tout dépend bien sûr de l'utilisation de ce roulement. Un roulement de machine-outil dans une machine de fraisage CNC aura besoin d'un Abec 7. Par contre si vous montez un roulement Abec 7 dans une roue de vélo ou sur un roller, vous n'aurez pas suffisamment de jeu. Vous pourriez vous retrouver avec un roulement très serré, ultra rigide avec trop peu de jeu interne nécessaire à ces applications sportives.
Malheureusement, dans nos différentes disciplines sportives et mécaniques, beaucoup de gens pensent qu'un roulement avec un indice ABEC 7 est meilleur qu'un indice 1 ou 3. Cela est totalement faux.

Cage / Retainer
Un roulement à billes se présente sous la forme de deux bagues coaxiales entre lesquelles sont placées des billes, légèrement lubrifiées ou avec une graisse spéciale et maintenues espacées par une cage (en anglais "retainer"). Celle ci peut être en acier, nylon, polyamide ou résine. Les pertes par frottement peuvent être réduites par l’utilisation de nouvelles cages en résine synthétique de formage spécial, permettant un déplacement optimal de l’huile lubrifiante pendant le fonctionnement du roulement.

Zr02
les roulement en dioxyde de zirconium, aussi connu comme la zircone ou oxyde de zirconium sont de couleur blanche. Une bille de ZrO2 ressemble exactement à une perle. Cette céramique n'est pas plus solide que l'acier, mais les billes sont plus légères et ont moins de friction que l'acier, c'est pourquoi on les rencontre dans 90% des roulements hybrides sur le marché. Malheureusement la qualité de cette céramique n'est pas du tout adaptée aux contraintes d'un roulement de vélo ou d'un moteur thermique. Les roulements hybrides en Zirconium sont bien meilleur marché que ceux en Nitrure de Silicium. Il va sans dire que nous n'utilisons absolument pas cette céramique dans nos roulements.

Si3N4
Le Nitrure de silicium (Si3N4) est un composé chimique de silicium et d'azote. Elle est une céramique très dure ayant une résistance élevée sur une large plage de température, la conductivité thermique est modérée, un faible coefficient de dilatation thermique, et une ténacité inhabituellement élevé pour une céramique. Cette combinaison de propriétés conduit à une excellente résistance aux chocs thermiques, la capacité à résister à des charges structurales à haute température. En résumé, une résistance à l'usure supérieure. Le Nitrure de silicium est principalement utilisé dans les applications à haute résistance et haute température, tels que les turbines à gaz, pièces de moteur de voiture, roulements à billes. Les roulements hybrides avec des billes en nitrure de silicium Cerbec sont utilisés dans les principaux moteurs des navettes spatiales de la NASA, en Formule 1 et en Moto GP. 

Les roulements à billes de nitrure de silicium sont plus durs que le métal ce qui réduit le contact avec la piste de roulement. Il en résulte une baisse de friction de 80%, une durée de vie de 3 à 10 fois plus longue, une vitesse 80% plus élevé, un poids 60% plus léger, la capacité de fonctionner avec pratiquement pas de lubrification, une meilleure résistance à la corrosion et aux températures élevées.
Les billes de nitrure de silicium peuvent être trouvées dans les roulements haut de gamme automobile, roulements industrielsles sports motorisés, vélos, rollers, longboards, Street Luge et Skateboards. Les roulements hybrides avec billes en nitrure de silicium sont particulièrement utiles dans les applications où la corrosion, les champs électriques ou magnétiques empêchent l'utilisation de métaux.
 

Jeu radial

Le jeu interne d’un roulement comporte une composante radiale appelée jeu radial, et une composante axiale appelée jeu axial. Ces jeux sont déterminés avant montage et sans charge. Le jeu de fonctionnement est le jeu radial résiduel après montage, dans les conditions de fonctionnement réelles du roulement.
 
Le jeu radial est le déplacement relatif sous charge nulle d’une bague par rapport à l’autre dans le sens radial. Le jeu radial n’est pas un critère de qualité. Par contre, un jeu mal adapté aux ajustements sur l’arbre et dans le logement ainsi qu’aux conditions d’utilisations peut influencer le comportement en fonctionnement et même diminuer la durée de vie du roulement.
 
Le jeu radial normal CN est défini pour qu’il subsiste un jeu positif requis, après montage dans des conditions d’ajustements et de fonctionnement normales. Les autres jeux normalisés sont classifiés selon la désignation suivante:
 
- C2 Jeu plus petit que CN
- CN (C0) Jeu normal
- C3 Jeu plus grand que CN
- C4 Jeu plus grand que C3


Cerbec ®

Saint-Gobain
Advanced Ceramics a lancé sa gamme de billes CERBEC® pour les roulements à billes en 2005.
Les roulements hybrides équipés de billes CERBEC® sont utilisés dans une vaste gamme de produits, y compris les machines-outils, instrumentation aéronautique, roues et moteurs d'automobile, de moto, karting, moteurs électriques, turbo pompes moléculaires, pompes centrifuges, pompes à vide, en robotique et dans les outils électriques.

Les roulements Ceramic Revolution durent plus longtemps et offrent de meilleures performances en utilisant les billes CERBEC®. Ceci pour plusieurs raisons. Les billes CERBEC® offrent la combinaison de la dilatation thermique la plus faible, une plus grande dureté, une plus grande rigidité, une incroyable légèreté, une résistance accrue à la corrosion et enfin une résistance électrique plus élevée qui augmente les performances.

Fort de 10 années d’innovation continue dans la technologie des roulements hybrides – tribologie, analyse technique, technique des matériaux et mécatronique, Ceramic Revolution a développé des roulements hybrides, légers et à faible friction pour le secteur automobile, moto, karting et vélo. L’entreprise est fermement résolue à poursuivre aujourd’hui comme demain le développement de produits permettant d’améliorer l’efficacité des véhicules de compétition.

Langue
Français






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