L'une des caractéristiques déterminantes de roulements à rotule sur rouleaux est la disposition de deux rangées d'éléments roulants (généralement des rouleaux cylindriques ou en forme de tonneau) parallèles à l'arbre. Cette conception permet au roulement de supporter des charges radiales et axiales dans deux directions simultanément. En répartissant la charge sur deux rangées de rouleaux, les roulements à rotule sur rouleaux peuvent supporter des charges beaucoup plus élevées que les roulements à une seule rangée, ce qui les rend idéaux pour les applications impliquant des machines lourdes ou des équipements soumis à des contraintes importantes.
La bague extérieure sphérique du roulement est une autre caractéristique de conception clé qui a un impact significatif sur sa capacité de charge. La bague extérieure est conçue avec une forme concave (sphérique), ce qui permet au roulement de s'adapter aux désalignements axiaux. Cette conception permet aux rouleaux de maintenir un contact constant avec le chemin de roulement, même lorsque l'arbre est légèrement désaligné. La forme sphérique permet de répartir plus uniformément la charge appliquée sur les rouleaux, réduisant ainsi le risque de contrainte et d'usure localisées. Cela se traduit par une plus grande capacité à supporter des charges radiales et réduit le risque de défaillance des roulements due à un désalignement ou à une charge asymétrique.
Dans les roulements à rotule sur rouleaux, les rouleaux sont généralement disposés selon un angle par rapport à l'axe du roulement, ce qui facilite le transport des charges axiales. Cette conception à contact angulaire permet aux rouleaux de supporter plus efficacement les charges radiales (agissant perpendiculairement à l'arbre) et les charges axiales (agissant le long de l'axe de l'arbre). L’orientation des rouleaux maximise également leur surface de contact avec la bague intérieure, ce qui améliore la répartition de la charge et contribue à la capacité de charge globale plus élevée du roulement. La capacité à supporter des charges combinées (radiales et axiales) sans déformation ni dommage significatifs est l'une des raisons pour lesquelles les roulements à rotule sur rouleaux excellent dans les applications lourdes.
La géométrie interne des roulements à rotule sur rouleaux garantit que les rouleaux établissent de grandes zones de contact avec les chemins de roulement intérieurs et extérieurs. Cette grande surface de contact permet de répartir uniformément la charge sur plusieurs points, réduisant ainsi la pression sur n'importe quel point du roulement. Cette répartition de la charge améliore la capacité de charge du roulement et réduit le risque d'usure ou d'endommagement des chemins de roulement et des rouleaux, même dans des conditions de charge élevée.
Les roulements à rotule sur rouleaux sont conçus pour s'auto-aligner, ce qui constitue une caractéristique cruciale pour les applications intensives où un désalignement de l'arbre peut se produire en raison d'une dilatation thermique, d'une déflexion ou d'imprécisions de montage. La conception à alignement automatique permet de maintenir un contact uniforme des rouleaux avec les chemins de roulement, même lorsque l'arbre n'est pas parfaitement aligné. Cela réduit le risque de répartition inégale de la charge, évitant ainsi les contraintes localisées et augmentant la capacité du roulement à supporter des charges plus élevées sans défaillance. La plus grande flexibilité permettant de tolérer un désalignement tout en supportant des charges radiales et axiales importantes est l'une des raisons pour lesquelles les roulements à rotule sur rouleaux sont couramment utilisés dans des conditions difficiles.
La conception des rouleaux eux-mêmes, comme leur diamètre, leur longueur et leur forme, joue un rôle important dans l'amélioration de la capacité de charge. Dans les roulements à rotule sur rouleaux, les rouleaux sont généralement plus grands et ont une forme cylindrique ou conique, ce qui permet de maximiser la zone de contact portant la charge. Cette géométrie optimisée garantit que la charge est répartie plus uniformément sur les rouleaux, réduisant ainsi le risque de chargement ponctuel, d'usure prématurée et de défaillance précoce. La plus grande surface de contact et la géométrie optimisée des rouleaux augmentent la capacité de charge globale du roulement.
La géométrie interne des roulements à rotule sur rouleaux contribue également à leur rigidité, ce qui améliore encore leur capacité de charge. Les roulements plus rigides sont mieux à même de résister à la déformation sous de lourdes charges, garantissant ainsi que la charge est supportée de manière constante sans compromettre les performances ou la durée de vie du roulement. La capacité à maintenir la rigidité dans des conditions de charge élevée permet aux roulements à rotule sur rouleaux de gérer efficacement les forces radiales et axiales, ce qui les rend adaptés aux machines et équipements lourds.
