Les différents types de roulements : à friction, billes ou rouleaux

Les poulies évoluent, et leurs roulements s’améliorent encore régulièrement puisque les fabricants s’efforcent toujours de réduire la friction au maximum en fonction des différents cas de charge. Outre le nombre de réas, les poulies peuvent être classées en fonc

Poulie à friction

Bien que le nom en lui-même reste assez vague, il s’agit de surfaces lisses et solides qui frottent l’une contre l’autre. Le réa tourne autour d’un axe central.  

Roulement à bille

Les petites billes ont une surface de contact très réduites, ce qui permet une friction très faible. Cependant, la surface des billes peut se déformer sous des charges importantes, entraînant le blocage de la poulie.

Roulements à rouleaux

Les rouleaux sont de petits tubes disposés autour de l’axe de roulement. Il s’agit d’un compromis entre les roulements à bille ou à friction. Les rouleaux ont tendance à s’user plus rapidement, mais ils supportent des charges plus importante grâce à leur plus grande surface de contact.

Friction Applications

Les toutes premières poulies utilisaient des paliers à friction, mais ceux-ci ont lentement cédé la place à des roulements plus performants. Les poulies à friction n’ont que très peu de pièces mobiles. Une durée de vie plus longue, de faibles besoins en maintenance ainsi que des applications à forte charge sont les principaux avantages de ce type de roulement.

Le réa en métal ou en plastique tourne directement sur un axe ou une bague métallique. Les roulements à frictions sont souvent constitués d’une surface plastique et d’une enveloppe métallique. On trouve aussi des roulements avec une bague en bronze et un axe en acier poli. Leurs capacités statiques et pour les charges élevées les rend intéressantes pour les systèmes de hale-bas, pataras, bastaques ou renvoi de drisse. Cependant, le contact direct entre deux surfaces augmente la friction, réduisant la vitesse potentielle de fonctionnement.

Roulement à billes Applications

Les roulements à billes ont été la réponse pour réduire cette friction, et cela s’est révélé particulièrement efficace. Cependant, la surface de contact réduite des billes qui permet de diminuer la friction est aussi leur plus grande faiblesse : la charge ponctuelle sur les billes peut entraîner une compression à charge élevée, et donc un blocage de la poulie. Les poulies à roulement à bille sont des produits performants adaptés à des vitesses de rotation élevées. Mais leur poids et leur taille augmentent considérablement à mesure que les charges augmentent. La R&D pour les roulements de poulies n’était donc pas encore terminée à ce stade.

Roulements à rouleaux Applications

Les roulements à rouleaux représentent le compromis entre les roulements à bille et la friction. Les rouleaux permettent en effet une friction faible avec des charges de travail élevées. Les manœuvres subissant de fortes charges sont ainsi plus rapides et faciles à régler en comparaison des poulies à friction. Les poulies peuvent aussi être plus compactes et légères par rapport à une poulie à roulement à billes, pour la même charge de travail grâce à la surface de contact accrue entre les rouleaux et l’axe.

On les trouve sur des voiliers de 35 pieds et plus, et elles sont idéales pour les systèmes d’écoute de grand-voile, pataras, bras de spi ou amure.

Pour les plus grands voiliers, les poulies utilisent un mélange de roulements à billes et à rouleaux. Les rouleaux supportent la plus grande partie de la charge, permettant au roulement à bille monté autour de faire tourner le réa sans accrocs, même avec des charges désaxées. C’est le système utilisé par les poulies Ronstan Core Block avec un système de ‘roulement à deux étages’ .

De quoi sont faits les roulements?

Les roulements à billes et à rouleaux sont généralement fabriqués avec les matériaux suivants:

• Delrin- Communément utilisés dans la fabrication des poulies et connu sous le nom d’acétal. Il s’agit d’un thermoplastique spécialement conçu pour résister à une forte compression, mais pas à la traction. Il est donc adapté à des charges plutôt faibles.
• Torlon- C’est le nom commercial donné au matériau composite thermoplastique à haute performance. Il offre une amélioration de performance par rapport au Delrin.
• Ceramic- Les roulements à billes en céramique sont extrêmement solides et peuvent être polis pour obtenir des surfaces parfaitement lisses. Cela leur permet de supporter des charges très élevées avec des frottements très faibles. Mais leur coût les limite généralement aux poulies de haut niveau.

Pendant longtemps, le point faible de la plupart des gammes de poulie résidait dans l’utilisation de plastiques lourds associés à des plaques latérales structurelles en aluminium ou acier inoxydable, utilisées pour transférer les charges. Mais au fur et à mesure que les capacités de calcul se sont améliorées, les concepteurs ont pu modéliser les charges avec précision pour pouvoir assurer une résistance suffisante à l’aide des matériaux composites modernes. De nos jours, les poulies sont donc plus légères et plus petites que celles utilisées il y a quelques dizaines d’années, ce qui les rend parfaites pour les cordages de haute technologie qui se sont eux aussi affinés.

La prochaine étape de cette évolution réside peut-être dans les poulies à axe textile et les anneaux à friction montés sur un loop Dyneema®.

Il s’agit simplement d’une évolution moderne de la poulie à friction, mais elle suscite un débat houleux : s’agit-il d’une vraie poulie ou juste d’un anneau à friction ?

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Poulies d'amarrage