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L'intention concerne la fabrication des pièces chemins de roulement de roulements s. rouleau 2: et a billes, et elle pour but do neutraliser leur déformation permanente dans les conditions
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de travail de ces pièces,
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Lp. uthode licfbituelleiaent ni iliese pour la fs.bricc.'bic.n cLû pièce:;
consiste rectifier jusqu'au dimensions définitives don c;'.;;Uj en acier préalablement ci l'état :¯C11'-i.l.L?i C? T.îÉ:'? C.' d-r- o''.- ¯.¯ - leurs surfaces de trava:.! grâce un traitement ''1Gt':1' "i'';.'?:-:'' C-.tte rectification peut s'effectuer en une ou plusieurs :;-'."# #-"#' 1'¯ procède couramment utilise consiste effectuer lu:--
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première série de passes de rectification , appelée rectification de dégrossissage . laquelle enlevé la plus grande partie de la to- lérance de rectification prévue sur la bague et est suivie d'une deuxième et dernière série de passes de rectification dont le but est d'obtenir les dimensions finales requises en enlevant le mini- mum de matière sur les diverses surfaces.
Ces deux séries de passes peuvent être combinées en une seule ou comporter plusieurs opéra- tions distinctes de rectification , et il est également d'usage courant d'interposer, à un moment approprié , entre la première opération de rectification et l'opération de finissage , un trai- tement de stabilisation de type approprié , tel qu'un traitement thermique à basse température ou traitement par congélation , ou les deux ;dont le but est de détendre les tensions internes qui auraient pu être occasionnées dans la bague.par les opérations antérieures de rectification.
Il est notoire que des éléments de roulements qui ont été fabriqués à l'aide de ces procédés connus peuvent présenter une déformation permanente dans les conditions de 'travail , et cela à un tel point que le roulement devient im- 'prepre à toute utilisation bien avant que les surfaces de travail 'des pièces aient pu subir par ailleurs une usure ou détérioration @ sérieuse.
L'invention concerne une nouvelle série d'opérations compre- nant la pré-contrainte mécanique des bagues de roulement , en combinaison avec leur rectification , ce qui permet d'obtenir des pièces à chemin de roulement qui sont capables de résister aux ef- forts pour lesquels elles ont été conçues , sans subir aucune dé- formation permanente...
Suivant l'invention , un procédé de fabrication d'une pièce comportant un ou plusieurs chemins de roulement dans un roulement à rouleau:: ou à billes comprend les phases qui consistent à façon- ner la pièce à l'état non-durci et ?. la soumettre ensuite à un traitaient thermique pour obtenir une ou plusieurs surfaces de travail durcies, à effectuer une rectification de dégrossissage de la dite pièce , suivie d'une rectification de finissage partiel
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pour laisser la pièce à une cote supérieure la cote c."fr.rii';i¯3 afin que 12. ou les surfaces de travail précèdent un. eo-J-sr de matière suffisant pour perae-re de cupprier ulucrisvc..." -Iss déÏorUlâ1::
ions superficielles Ol 2 appliquer cette' pf.cc une pré- contrainte mécanique dan? le but d'y produire une d.êîc¯.:¯.-;-tcr. per- manente, et à compléter la rectification de finissage de la pièce de façon à supprimer les déformations superficielles occasionnées par. la déformation de l'ensemble de la pièce.. ce qui parmet d'ob- tenir une piècefinie aux dimensions requises mais à l'état pré- contraint,
L'application d'une pré-contrainte 2..
la pièce pourvue de che- mins de roulement peut être avantageusement effectuée en utilisant des rouleaux ou billes asservis que: l'on fait rouler sous charge tout autour d'une surface de travail de la pièce , dans des condi- tions imitant les conditions réelles d'utilisation de la pièce.
Grâce à l'invention la gamme des pressions qu'une. pièce de roulement comporta.nt un ou plusieurs chemins de roulement; peut sup- porter élastiquement est accrue en établissant dans cette pièce
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de.s contraintes résiduelles résultant d'une déformation platiqu" , ce résultat s'obtenant en ajoutant: l'opération de rccuifio'.ui.: définitive la phase qui consiste appliquer lu piëo& uns contrain- te mécanique destinée à y produire une defora'cion permanentes Ainsi , au lieu d'effectuer- l'opération habituelle dite do rectification finale , on procède la succession de pl" co.,,: ci- après:
Tout d'abord on effectue la recuificcticn définitive d3 t -v* les surfaces dons lesquelles on peut con.idcrr co...t ;v'jiî -":"j1.¯. l'effet produit par la déformation p2-::-J.l2;.;:3::-;."e cciuie c'ecc 1 c"--.- peur le-5 qui ne ccriEtituen'c pas des cLiainc de roul':...i eu n, iir'c excitent, par conséquente aucun fini rigour3uc::..;en'c pr'.':ci:î; per co-.v:r.-;5 .',ues las cu-jres surfaces , elles que le.3 clic:-i-:3 rC'V:I. ;...;¯##; l--s surfaces qui sont destin-'ec a s'ajuster dans C.-:-.:
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logements , dont on désire supprimer les déformations résultent; d'un gauchissement permanent de la pièce ne sont que partiellement rectifiées de façon à les laisser à une cote supérieure à la cote de finissage , l'excédent de matière étant suffisant pour permettre le meulage des déformations superficielles par une opération de 'rectification de: finissage.
En deuxième lieu , on applique à la pièce formant chemin de roulement une précontrainte mécanique destinée à produire une dé- formation permanente , par exemple , en procédant de la façon ex- posée plus en détail ci-après.
Troisièmement , on exécute une rectification de finissage sur les surfaces qui se trouvent au-dessus de la cote afin d'en enlever les déformations superficielles occasionnées par la défor- mation de l'ensemble de la pièce, ce qui permet d'obtenir une pièce aux dimensions correctes mais à l'état mécaniquement précontrainte
L'opération de pré-contrainte mécanique s'effectue avantageu- sèment en appliquant une charge aux chemins de roulement de la pièce'partiellement finie ; à cet effet, on utilise des rouleaux ou billes asservis que l'on fait rouler tout autour des chemins .de roulement'de la même façon que cela doit se produire ultérieu- rement dans le roulement fini.
La charge appliquée ne doit pas être inférieure à la plus forte charge que l'on envisage de faire sup- porter par la pièce en service , et par ailleurs elle est détermi- née de telle sorte qu'elle corresponde , par sa nature et sa direc- tion, aux conditions de travail auxquelles la pièce doit satisfaire ultérieurement. Cette charge appliquée à la pièce peut l'être soit en régime continu , soit par -coup ou pulsations, tout en étant convenablement orientée ; enfin, il convient d'agir en s'approchant autant que possible des conditions réelles d'utilisation de la
Pièce,
Lorsque cette charge est appliquée à la bague, celle-ci se déforme et sa déformation prend un caractère permanent.
On obtient la charge pendant un temps suffisant pour s'assurer que la totali- té de la déformation pouvant être occasionnée par cette charge est
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effectivement obtenue dans la pièce. Cette cl 'formation, permanents a pour effet , bien entendu, de déformer les surfaces rectifiées qui sont déjà partiellement finies , ces déformations superfi¯ qui sont déjà partiellement finies , et ces déformations superfi- cielles sont supprimées au cours de l'opération de rectification finale' ou.
de finissage*
L'unique vue du dessin annexé est une vue en coupe transversale d'un mode de réalisation d'un appareil grâce auquel on peut applique
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conformément à l'intention la pré-contrainte nécessaire une ba- gue de,roulement comportant deux chemins de roulement et destinée à être utilisée dans un roulement à rouleaux coniques. Sur cette figure la bague de roulement 'à traiter est désignée par le chiffre
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de référence l'j elle est portée par un collier fendu 21. La bague de roulement 1 présente'deux faces coniques opposées 2 , 22.
Les épaisseurs en excédent de la.cote finale , qui sont ainsi laissées sur les surfaces de travail après la rectification de finissage
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partiel j sont 'désignées par les parties à hachures croisées 3>3S
4,4 et 5 , tandis que la surface périphérique interne 6 ; qui ne nécessite pas un finissage absolument précis, a été soumise une rectification définitive ou de finissage avant l'opération de pré- contrainte de la bague.
L'application d'une pré-contrainte à la bague de roulement
1 s'effectue à l'aide de deux rangées de rouleaux coniques asser- vis 7,8 qui portent contre les surfaces de roulement respectives
2,2' et sont respectivement en contact avec les surfaces coniques de bagues de roulement asservies 9 et 10.
Les bagues asservies 9 et 10 précitées sont ajustées et centra::.
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sur un organe cylindrique interne 11 de l'appareil de pi"C"Cor-tr-ci;i¯ te que montre le dessin , la bague inférieure 10 étant supportée par un épaulement ou flasque d'embase 12 solidaire de l'organe cy-
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lindrique Il.
Sur cet organe interne 11 est également enfilé 1..::,1 organe cylindrique externe 13 dont l'extrémité inférieure porte
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contre la orgue asservie supérieure 9, Les deux organes 11 1S sont rendus solidaires en rotation ou oscillation., par exemple
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ï 1...,..:c.-" d'un doigt radial porté par uns bride <:"-'""-j,",,,,,p1"",:""'?,,", -"-3 de l'organe externe et qui s'engage dans une nortciise eu gcr\;c 16 prévue dans l'organe interne , la longueur 0.3 cette cr'j"-ie ou gorge cts.m calculée pour autoriser un uou".re:ient cj;
x-?.X relatif d'ampleur limites entre les organes 11 et 15# Les organes Il>12 , et I3 sont montés dans un bc-ti fixe 17 et l'on peut appliquer l'organe externe 13 un mouvement de rota- tion ou d'oscillation transmis par l'intermédiaire d'un arbre com- mandé 18 et d'un tampon friction 19 porté par cet arbre , un
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roulement 20 étant interpose entre le tampon et le haut du bËLti Grâce au .doigt de verrouillage 14, ce mouvement, de rotation ou d'oscillation est également imprimé à l'organe interne il.
Une charge axiale appropriée est appliquée l'organe interne 11, 12 pendant sa rotation , en utilisant à cet effet la pression hydrau- lique appliquée à sa face inférieure par un piston 26 se déplaçant dans un cylindre hydraulique 37.et agissant sur un organe 28 guidé dans des glissières latérales, des roulements 30 étant interposée entre cet organe 28 et un organe 29 qui agit sur l'organe interne
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'11,-13, Le cylindre hydraulique et le piston peuvent être réglés à des hauteurs différentes et disposés soit au.
centre , comme le npntre le dessin en traits pleins, avec un certain décalage
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latéral , comme le montrent les traits mixtes 261 ,37' , soit dans une position inclinée , ainsi que:l'indiquent les traits mixtes
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36*r ,37", En réglant le cylindre et le piston dans l'une ou l'au- tre de ces diverses positions , ou suivant tout angle d'inclinaison désiré , on peut appliquer la charge soit au centre soit avec un
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certain e:::
c611'tl"age , soit encore avec l'inclinaison voulue , afin d'imiter ou de reproduire le plus possible les conditions de tra- L'organe interne 11, 12 porte normalement sur un support 31, Bais lorsque l'on fait intervenir la pression hydraulique la tota- lité de l'ensemble port par cet organe se soulevé sous la poussée
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du pi 8';;0:1 et la face supérieure de l'organe externe- 15 vient en CGnt'-'ct rve0 le taupon de pression 19 , tandis que 1 ' &;:
tr-'iait5 su-
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périeure de l'organe intrus 11 s'engage dans une cavité 32 prévue dans cette garniture. Par Euite de l'application de charge ainsi produite , un. léger mouvement axial a lieu entre les organes 11 et 13 , ce qui est autorise par la mortaise ou gorge 16.
Des que la garniture 19 tourne ou oscille, les bagues asservies 9 et 10 tour- nent et les rouleaux asservis 7, 8 roulent sous la charge précitée tout autour des surfaces 2,2' qui constituent les futurs chemins de roulement de la bague 1 qui , elle , reste immobile, ce qui soumet cette bague 1 à une contrainte , la charge est maintenue jusque l'obtention d'une déformation permanente de l'ensemble de la pièce, afin que des tensions résiduelles 'se produisent dans la pièce par'suite de la déformation plastique réalisée,
Lorsque l'ensemble , y compris la bague de roulement 1 , a été soulevé par le piston hydraulique , et que l'organe 13 a ét4 porté en contact avec le tampon 19 ,
un coté du collier de maintien 21 se dépla ce pour rencontrer un'bras 22 fixé au bâti 17 par une vis d'arrêt 25 dans une mortaise 24 prévue à cet effet dans le bâti, afin que le collier 21 et la bague de roulement 1 ne puissent tourner pendant la rotation des organes 11 , 12 , 13 et des bagues asservies 9,10.
Le 'bras 22 peut porter contre une partie du collier 21 pour consti- tuer une sorte de butée dans le sens vertical et faire basculer la bague de roulement 1, afin de permettre l'application d'une charge plusgrande sur un côté de la circonférence de la bague 1 que sur l'autre côté. La position du bras en question peut être réglée volonté en utilisant à cet effet la vis d'arrêt 25 engagée dans la mortaise 24 ;
on peut aussi éventuellement forcer une face chanfreinée sur une partie de ce bras afin qu'elle coopère avec le collier 21 et exerce tant sur celui-ci que sur la bague à traiter une réaction latérale. Un bras analogue au bras 23 peut être éga- lement utilisé sur le côté opposédu bâti , et lorsque c'est un mouvement oscillant que l'on applique à ce collier on fait en sorte que ces bras portent sur le collier de manière à en empêcher la rotation dans les deux sens.
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Après avoir ainsi pré-contraint la pièce 1 de la Î4.:r¯ dccie ci-dessus, jusqu'L l'obtention d'une déformation permanente , Iss parties 3,4#5 comportant une surépaisseur pour la rectification. fi- nale sont effectivement rectifiées de façon d'une part enlever les excédents de matière provenant de la déformation superficielle ainsi occasionnée , et d'autre part a obtenir une pièce de roulement ayant les dimensions requises..
Lorsqu'il s'agit de précontraindre une bague de roulement n'ayant qu'un seul chemin de -roulement au lieu des deux que comporte la piè- ce 1 , on remplace celle-ci par deux baguer Dans ce cas , le collier fendu 21 est établi en vue d'y loger deux bagues au lieu d'une seule.
Suivant une variante , une disposition inverse de la pièce de roulement 1 et des bagues asservies 9 , 10 peut être utilisée. Ainsi , la bègue désignée par le chiffre de référence 1 sur le dessin peut être une bague asservie, tandis que les bagues S et 10 deviennent les bagues de roulement proprement dites qu'il convient de soumettre à une-précontrainte.
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R E V E TT D I G . :v 2 0 3 S I) L'invention concerne un. procédé de fabrication d'une pièce de roulement à rouleaux ou à o.i3:les comportant un ou plusieurs che- mins- de roulement lequel comprend les phases qui consistent h fc- çonner la pièce à l'état non-durbi et à la soumettre ensuite à un traitement thermique afin d'obtenir une ou plusieurs surfaces de
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travail durcies , à effectuer une rectification de dégrc-ciM'ô de la dite pièce , suivie d'une rectification de finissage ,;
r'.::,.1 destinée à laisser la pièce à une dimension supérieure aux cctu3 définitives de manière que cette pièce présente une SUI'ép2.iet'p de matière suffisante sur sa ou, ses surfaces de travail, pour permettre la suppression ultérieure des déformations superficielles
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à soumettre la pièce à une pré-contrainte mécanique afin d'y occasionner une déformation permanente , et à compléter l'opé- ration de rectification de la pièce dans le but , précisément , de supprimer ces déformations superficielles occasionnées par la déformation permanente précitée , pour réaliser.
une pièce de roule- ment finie aux cotes requises tout en étant à l'état précontraint, 3) On applique une précontrainte à la dite pièce en utilisant des rouleaux ou des billes asservis ,que l'on fait rouler sous char- ge tout autour d'une surface de travail de la pièce dans des condi- tions imitant les conditions'réelles de travail.
@ 3)Les rouleaux ou billes asservis sont roulés tout autour de la surface de travail par l'usage d'une ou plusieurs bagues de rou- lement asservies qui sont appliquées sous charge aux dits rouleaux ou billes., les bagues-asservies et la pièce à usiner tournant les unes par rapport à. l'autre.!.
4) L'application d'une pré-contrainte mécanique s'effectue dans.un appareil comprenant un organe interne sur et autour duquel la pièce-de roulement , des bagues asservies et des rouleaux ou billes asservis sont supportés et maintenus ,des moyens permettant @ d'appliquer à cet organe interne une charge axiale , un organe ..'externe entourant le dit organe interne et portant axialement sur un élément de roulement asservi , ainsi que d'autres moyens propres à assurer la rotation ou l'oscillation du dit organe externe pour produire la rotation ou l'oscillation de l'organe de roulement asservi en contact avec l'organe externe,,
5) Lorsque l'on procède au traitement de deux surfaces de tra- vail sur des faces opposées d'une bague de roulement ,
celle-ci est montée et maintenue entre deux rangées de billes ou rouleaux asser- vis , chaque rangée étant appliquée contre une surface de travail et soumise à la sollicitation d'une bague de roulement asservie dont l'une est supportée par l'organe interne de l'appareil et l'autre est soumise à la sollicitation de l'organe externe de l'ap-
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pareil, ces organes interne et externe étant accouplés entre eux de façon à effectuer à l'unisson les mouvements de rotation ou d'oscillation , ainsi que les mouvements relatifs dans le sens axial.