Comment sélectionner la classe de jeu ?

Choisir correctement la classe de jeu d’un roulement vous épargne d’entrée une foule de symptômes indésirables : température de fonctionnement élevée, bruit, précision insuffisante ou tout simplement avarie prématurée du roulement. Rappels des notions de base et des critères de sélection importants.

Jeu radial interne

On parle le plus souvent de « jeu radial interne » : c’est l’espace localisé entre l’élément roulant et la piste. La valeur indiquée dans les catalogues de fabricants (régie par la norme ISO 5753 pour les roulements radiaux) correspond à cette écart. Pour des roulements ISO, les valeurs de jeu sont donc identiques d’un fabricant à l’autre.

Le roulement se décline ainsi souvent en plusieurs classes de jeu, habituellement indiquées par un suffixe en fin de désignation : C2,C3,C4,..

Lorsqu’un aucun suffixe n’apparait en fin de désignation, le roulement se trouve dans sa classe de jeu « normale ».

Quels paramètres influencent le jeu?

Les 2 paramètres qui réduisent le jeu du roulement en fonctionnement sont:

– l’effet de serrage dû aux ajustements

– la différence de dilatation thermique entre les composants du roulement : en général, la bague intérieure travaille à une température plus élevée que la bague extérieure

Jeu ou précharge en fonctionnement?

De manière générale et sans aborder les cas particuliers, on visera un jeu (à proprement parler) dans les cas suivants :

– roulements rigides à billes : jeu quasi nul 

– roulements à rotule sur rouleaux, rouleaux cylindriques et toroïdaux: léger jeu résiduel

– roulements à rouleaux coniques: léger jeu résiduel (sauf si rigidité requise, pour des pignons d’attaque par exemple, où on visera une légère précharge).

On choisira une précharge (jeu négatif) pour les montages où on recherche :

– une meilleure rigidité et précision

– une meilleure exactitude de rotation

– un plus faible niveau de bruit

– une durée de service plus élevée ( et pour autant que la précharge ne dépasse pas un certain seuil, nous y reviendrons)

Sélectionner la classe de jeu

Ce qui prime au final est le jeu que vous obtiendrez en fonctionnement, ce qui revient à évaluer le jeu nécessaire avant montage :

jeu avant montage = jeu en fonctionnement souhaité + réduction de jeu thermique + réduction du jeu suite aux ajustements

D’un point de vue purement mathématique, le calcul n’a rien d’aisé puisqu’entrent en ligne de compte des notions d’osculation (forme des pistes de bague), de gradients de température et de plages de tolérances d’ajustement. Les constructeurs ont donc recours à des logiciels spécialisés pour effectuer ces calculs et obtenir une plage de jeu probable en fonctionnement.

Dans la pratique, on se borne donc le plus souvent à dégager une série de règles (rules of thumb). On retiendra qu’un jeu initial supérieur à la normale (typiquement : C3 ou C4) est recommandé pour :

– les roulements montés avec un ajustement fortement serré sur la bague intérieure ou extérieure (cribles, boites d’essieux, pompes,…)

– les écarts importants de température entre bague intérieure et extérieure : une vitesse de rotation élevée ou une dissipation de chaleur à travers l’axe en sont les causes les plus courantes

– lorsque la vitesse de rotation de la machine approche dangereusement la vitesse maximale admissible du roulement (au dessus de 75%)

Les jeux initiaux inférieurs à la normale (C2,C1) sont beaucoup plus rares, et se rencontrent dans des cas où le jeu total résiduel du montage ne doit pas excéder une certaine valeur, quand le silence de fonctionnement est un paramètre important, où encore lorsque les calculs montrent un bénéfice possible en terme de durée de vie.