Dans la sélection des roulements de moteur, les roulements à rouleaux cylindriques de type N et de type NU sont les principales options pour les supports à extrémité flottante. Les différences dans leurs structures de nervures les rendent adaptés à des conceptions de moteurs et à des conditions de fonctionnement distinctes, ce qui affecte directement la compensation de la dilatation thermique axiale et la stabilité opérationnelle à long terme des moteurs. Pour les concepteurs de moteurs, le personnel de maintenance et les ingénieurs de sélection, il est essentiel de clarifier leurs différences structurelles et leurs scénarios d'application afin de prévenir les défaillances telles que le grippage des roulements et les contraintes axiales excessives.
Les types N et NU sont tous deux des roulements à rouleaux cylindriques à une rangée et leur divergence fonctionnelle provient principalement de la configuration des nervures, qui déterminent leurs caractéristiques de flottement axial.
Les roulements à rouleaux cylindriques de type N comportent une bague intérieure à double nervure et une bague extérieure sans nervures. La bague intérieure, les rouleaux et la cage forment un ensemble intégré, permettant à la bague extérieure de se déplacer librement axialement dans les deux sens par rapport à la bague intérieure. Cette conception s'applique aux scénarios dans lesquels l'arbre est fixe tandis que le boîtier ou le flasque nécessite un flottement axial.
À l’inverse, les roulements à rouleaux cylindriques de type NU adoptent une bague extérieure à double nervure et une bague intérieure sans nervure. La bague extérieure, les rouleaux et la cage sont assemblés comme une unité, permettant à la bague intérieure de coulisser librement axialement par rapport à la bague extérieure. Il est idéal pour les moteurs avec boîtier fixe et flasques, où l'arbre du moteur doit se dilater et se contracter librement.
Dans les applications pratiques de moteurs, les roulements de type NU dominent le marché et représentent plus de 90 % des installations de roulements à extrémité flottante. Les moteurs génèrent une chaleur importante pendant le fonctionnement, provoquant un allongement axial de l'arbre. Les roulements de type NU permettent à la bague intérieure de se dilater et de se contracter avec l'arbre, compensant ainsi efficacement la croissance thermique et empêchant le grippage du roulement et l'usure accélérée provoquée par les contraintes axiales accumulées. Par conséquent, ils sont largement utilisés dans les moteurs à arbre long, haute température, haute vitesse et haute puissance, y compris les moteurs asynchrones triphasés de taille H315 et supérieure, les moteurs haute tension, les grands moteurs de ventilateurs et de pompes, ainsi que les moteurs robustes pour compresseurs et laminoirs.
Les roulements à rouleaux cylindriques de type N sont moins couramment utilisés dans les moteurs et ne sont adoptés que pour les structures de boîtier spéciales qui nécessitent un flotteur axial avec bague extérieure. Les applications typiques incluent les petits moteurs de précision, certains moteurs à fréquence variable et les équipements soumis à des exigences strictes en matière de faux-rond et de précision de positionnement élevée entre l'arbre et les flasques. Le flottement axial de la bague extérieure compense non seulement la dilatation thermique, mais maintient également la précision de positionnement de la bague intérieure, réduisant ainsi les vibrations et le bruit induits par le faux-rond de l'arbre.
Il est important de noter que les roulements de type N et de type NU doivent être utilisés dans des ensembles pour moteurs suivant le principe de disposition des roulements fixes-flottants. Une extrémité est équipée de roulements à extrémité fixe (tels que des roulements à billes à gorge profonde et des roulements à billes à contact oblique) pour résister aux charges axiales, tandis que l'autre extrémité utilise des roulements de type N ou de type NU comme extrémité flottante pour réaliser une compensation de dilatation axiale. De plus, le jeu interne du roulement doit être sélectionné en fonction de la vitesse du moteur et de la température de fonctionnement. Pour les moteurs à grande vitesse et à haute température, les roulements à grand jeu C3 ou C4 sont préférés pour mieux s'adapter à la dilatation thermique et éviter le grippage des roulements.
En résumé, les roulements à rouleaux cylindriques de type N et de type NU sont conçus pour fournir une compensation du flottement axial et garantir un fonctionnement fiable du moteur. Pour une sélection générale, le type NU est le premier choix pour répondre aux exigences d'extrémité flottante de la plupart des moteurs. Les roulements de type N ne sont pris en compte que lorsque le boîtier doit flotter et qu'une grande précision de positionnement de l'arbre est requise. Le strict respect de la disposition fixe-flottant et d'une correspondance de jeu appropriée optimisera les performances des roulements et prolongera la durée de vie du moteur.
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