Roulements — durée de vie

L10 · FIABILITÉ · VÉRIFICATION STATIQUE

Type d'éléments roulants

Charge dynamique C (N)

Charge statique C0 (N)

C et C0 se lisent dans le catalogue du fabricant (valeurs par défaut : roulement rigide à billes 6205). C est la charge donnant L10 = 1 million de tours.

Charge équivalente P (N)

Vitesse N (tr/min)

Charge purement radiale : P = Fr. Avec effort axial combiné : P = X·Fr + Y·Fa, coefficients X et Y au catalogue du roulement.

Durée de vie souhaitée (heures)

Fiabilité — 90 % (L10)

Fiabilité = probabilité qu'un roulement atteigne la durée calculée. Facteurs a1 selon ISO 281:2007.

charge équivalente P

Résultats du calcul

Durée de vie calculée (à la fiabilité choisie)

—

L10 en millions de tours

—

Sécurité statique s0 = C0/P

—

L10 à 90 % de fiabilité—

Facteur de fiabilité a1—

Exposant de durée p—

Durée souhaitée—

Couverture durée calculée / souhaitée—

Aide au prédimensionnement — Calcul L10 de base (charge et vitesse constantes, lubrification correcte, pas de désalignement). La durée réelle dépend fortement de la lubrification et de la propreté (facteur a_ISO de la norme, non inclus ici) : consultez le catalogue fabricant pour le calcul complet. Conditions d'utilisation.

La formule de durée de vie ISO 281

La durée de vie d'un roulement n'est pas déterministe : à charge identique, des roulements identiques cassent à des durées très dispersées (fatigue de contact). La norme ISO 281 définit donc L10, la durée que 90 % d'une population de roulements atteint ou dépasse :

L10 = (C / P)^p en millions de tours · p = 3 (billes) ou 10/3 (rouleaux) · L10h = L10 × 10⁶ / (60·N)

La charge dynamique de base C est une caractéristique du roulement (catalogue) : c'est la charge pour laquelle L10 vaut exactement 1 million de tours. L'exposant élevé rend le calcul très sensible à la charge : doubler P divise la durée par 8 (billes). D'où l'importance de bien estimer la charge équivalente P, surtout en présence d'efforts axiaux.

Vérification statique s0 = C0/P

Indépendamment de la fatigue, une charge excessive à l'arrêt ou à très basse vitesse marque les chemins de roulement (empreintes de billes — brinelling). On vérifie s0 = C0/P : ≥ 1,5 à 2 pour un fonctionnement normal, ≥ 3 à 4 si le fonctionnement doit rester silencieux ou en présence de chocs.

Ordres de grandeur de durées souhaitées

Application	Durée visée
Électroménager, outillage portatif	300 – 3 000 h
Machines 8 h/jour, service intermittent	10 000 – 25 000 h
Machines 8 h/jour, service continu	20 000 – 30 000 h
Machines 24 h/24	40 000 – 60 000 h
Machines critiques 24 h/24 (papeterie, énergie)	≈ 100 000 h

Hypothèses et limites

Ce calcul est la formule de base : charge constante, vitesse constante, température < 120 °C, lubrification adaptée. La norme ISO 281 complète propose une durée corrigée Lnm = a1·a_ISO·L10 où a_ISO (lubrification, propreté, charge limite de fatigue) peut varier de 0,1 à plus de 50 : à lubrification dégradée, la durée réelle peut être 10 fois plus courte que L10. Charge variable : utiliser la charge équivalente cubique moyenne. Vitesses très faibles (< 10 tr/min) ou oscillantes : préférer un calcul en charge statique.