Les roulements à billes à contact angulaire sont couramment utilisés dans les broches des machines-outils à commande numérique pour soutenir les composants de transmission. Ils répondent aux exigences de haute vitesse et de forte charge de la broche de la machine‑outil, tout en préservant la précision d’usinage. Après une utilisation prolongée, ces roulements peuvent présenter certains défauts, parmi lesquels la rupture de la cage constitue un problème particulièrement grave. Une rupture de la cage entraîne la mise au rebut du roulement et son défaillance. Alors, pourquoi les cages des roulements de broche se cassent‑elles ?

Analyse des causes de la rupture de la cage d’un roulement de broche

1. Surcharge. Un fonctionnement prolongé sous de fortes charges, dépassant la vitesse de rotation maximale et la capacité de charge de la roulement de broche, entraîne sur la cage des forces centrifuges importantes, la rendant susceptible de développer des fissures par fatigue et, dans les cas graves, de se rompre directement.

2. Installation incorrecte. Des problèmes survenant lors de l’installation des roulements à broche — tels que le martelage brutal, une installation en angle ou un ajustement par interférence trop serré — peuvent soumettre la cage à des chocs supplémentaires, entraînant sa déformation et favorisant l’apparition progressive de fissures au cours du fonctionnement ultérieur.

3. Contamination par des corps étrangers. Lorsque des corps étrangers, tels que de la poussière ou des copeaux métalliques, pénètrent dans le roulement, ils non seulement râpent les pistes de roulement, mais entraînent également un roulement difficile des billes, ce qui augmente la charge d’impact sur la cage. Cela réduit considérablement la durée de vie de la cage.

4. Fluage. Si l’ajustement par interférence sur les surfaces de contact du roulement de la broche est insuffisant, les bagues peuvent glisser, entraînant un déplacement des points de charge vers la périphérie et provoquant un décalage de la position des bagues par rapport à l’arbre ou au logement. Le fluage accélère l’usure des surfaces de contact ; les particules d’usure qui pénètrent à l’intérieur du roulement peuvent engendrer l’écaillage des pistes de roulement et l’usure de la cage, conduisant finalement à la rupture de celle-ci.

5. Défauts matériels. Les défauts de qualité inhérents à la cage du roulement de broche elle-même — tels que des fissures, des microbulles ou des défauts de rivetage — peuvent se propager aisément au cours du processus de fabrication, entraînant la rupture de la cage.

Quels sont les symptômes d’une fracture de la cage d’un roulement à aiguilles ?

1. Bruit anormal du roulement. Après la rupture de la cage du roulement de broche, le mouvement des billes devient erratique, produisant souvent des bruits anormaux tels que des froissements ou des cliquetis.

2. Élévation de la température. Lorsque la cage est endommagée, sa capacité à guider les éléments roulants du roulement de broche diminue, ce qui augmente le frottement et entraîne une élévation de la température du roulement.

3. Vibration accrue. Lorsque la cage du roulement est endommagée, elle ne parvient plus à soutenir et à stabiliser efficacement l’arbre de la machine‑outil, ce qui entraîne une augmentation significative des vibrations de l’arbre, affectant ainsi la précision d’usinage.