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Des roulements aussi précis qu'une horloge

Mirel Scherer

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- La fabrication d'un roulement à billes ne laisse place à aucune improvisation. Le moindre défaut risque d'anéantir le fonctionnement du mécanisme dans lequel il s'intègre.

Quoi de plus banal qu'un roulement ? Un roulement standard s'entend. De simples billes tournant à l'intérieur d'une cage... Et pourtant, la fabrication de ce composant - inventé en 1907 par le suédois Sven Wingquist (fondateur de la société SKF) et indispensable dans de nombreux mécanismes de haute technologie - n'est pas à la portée du premier venu.

Sa conception, d'abord. Elle fait appel à des outils de CAO évolués. Sa fabrication, ensuite, qui nécessite des moyens de haute précision de façon à limiter le plus possible le frottement des pièces en rotation.

Les trois étapes de l'usinage des bagues

Tout d'abord, le choix des matériaux. Pour les bagues intérieures et extérieures, on utilise en général un acier contenant du chrome dans l'objectif de combiner résistance aux charges, aptitude à la trempe et stabilité du traitement thermique. Le matériau utilisé pour la fabrication des cages peut être de la tôle ou du laiton emboutis, du polyamide - les cages synthétiques sont économiques mais ne peuvent supporter des températures supérieures à 120 °C - ou encore du laiton usiné (cas des cages massives, pour les roulements de grandes dimensions notamment).

Pas simple non plus la fabrication des bagues, laquelle comporte trois étapes principales. La première consiste à donner à la bague une allure proche de sa forme définitive. Soit on usine la pièce de façon classique avec différents outils, soit on déforme un bloc de matière que l'on va usiner par la suite.

Étape suivante, le traitement thermique. Il va donner aux bagues les caractéristiques mécaniques désirées. Pour cela, les bagues sont portées à très haute température (850 °C) : c'est la phase d'austénitisation, suivie d'une trempe (généralement dans l'huile), puis d'un revenu. Enfin, la dernière étape consiste à donner aux bagues leur forme définitive, le plus souvent par abrasion.

Des sphères quasi parfaites

Quant aux billes, elles sont fabriquées à partir d'un fil d'acier de diamètre presque égal à celui de la bille définitive. On commence par séparer ce fil en plusieurs morceaux, lesquels se transforment en billes après frappage.

Ces billes sont ensuite rectifiées par limage entre des plateaux, jusqu'à obtenir des sphères quasiment parfaites. Comme pour les bagues, l'étape suivante est le traitement thermique, suivi d'une seconde rectification par abrasion. Les billes sont ensuite lavées puis contrôlées.

LE SAVIEZ-VOUS?

- Les roulements se classent en fonction de la direction de la charge : les roulements pouvant supporter uniquement des charges radiales sont appelés radiaux ou portants ; ceux destinés à supporter soit des charges radiales soit des charges axiales sont appelés obliques ; les roulements destinés à ne supporter que des charges axiales sont appelés axiaux ou roulements de butée.

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