palier

Un palier est un composant qui permet à une pièce de tourner ou de glisser en douceur contre une autre tout en supportant le poids ou la charge qui la traverse. Le problème principal qu'il résout est le frottement: le métal sur métal crée une énorme résistance et de la chaleur. Un palier s'interpose entre les pièces mobiles et stationnaires, utilisant des billes, des rouleaux, ou un film d'huile ou de graisse pour les empêcher de se toucher directement.

Le type le plus courant est le roulement, qui utilise des billes ou des cylindres en acier trempé maintenus dans une cage (appelée chemin de roulement) pour transférer les charges. Un roulement à billes à gorge profonde, par exemple, a deux bagues en acier trempé, une supérieure et une inférieure, avec des billes roulant entre elles. Il peut supporter des charges radiales (vers le bas) et certaines charges axiales (poussée latérale). Les roulements à rouleaux, qui utilisent des rouleaux cylindriques au lieu de billes, répartissent la charge sur une plus grande surface de contact et sont plus efficaces pour les charges lourdes. Les roulements à aiguilles utilisent des rouleaux très minces et s'adaptent aux espaces restreints. Les paliers lisses, en revanche, n'ont pas d'éléments roulants: ce sont juste des manchons en bronze ou en polymère qui permettent à un arbre de glisser à l'intérieur, comptant sur l'huile ou un matériau autolubrifiant pour prévenir l'usure.

Les paliers s'usent parce que la surface de l'acier se déforme finalement sous des contraintes répétées, et des morceaux microscopiques se détachent. La contamination est le principal facteur de défaillance: un grain de saleté plus petit que l'espace entre la bille et la bague provoquera l'écaillage (desquamation de la surface de l'acier). L'eau provoque la rouille. Le manque de lubrification (fonctionnement à sec, sans lubrifiant) entraîne une défaillance rapide en quelques heures ou minutes. Un mauvais alignement, où l'arbre ne tourne pas correctement à travers le palier, crée une pression inégale et une usure prématurée. Lorsqu'un palier commence à défaillir, il génère de la chaleur et un bruit de grincement aigu.

Le terme palier vient du verbe «palier», qui signifie supporter ou porter un poids. Dans les machines, il est utilisé depuis des siècles: même les essieux en bois avaient des surfaces de palier. Le roulement moderne a été breveté à la fin des années 1800 et a révolutionné la conception des machines en permettant des vitesses et des charges plus élevées avec moins d'entretien.

La sélection dépend de la vitesse, de la direction de la charge, de la température, de l'espace disponible et de la durée de vie requise. Un axe sur une machine-outil nécessite un roulement à grande vitesse et à faible frottement et utilise souvent des roulements à contact oblique ou des roulements hybrides en céramique. Une boîte de vitesses lourde peut utiliser des roulements à rouleaux coniques pour gérer les charges radiales et axiales. Les roulements étanches ont des joints en caoutchouc ou en métal pour empêcher la saleté d'entrer et sont courants dans les pompes et les moteurs. L'écart de coût et de performance entre un mauvais choix de roulement et le bon peut être énorme: un roulement sous-dimensionné tombe en panne en quelques semaines; un roulement surdimensionné gaspille de l'argent et de l'espace. La surveillance de l'état, mesurant les vibrations et la température, est une pratique courante sur les équipements critiques pour détecter la dégradation des roulements à un stade précoce.