Qu'est-ce qu'un palier hydrostatique?
Un roulement hydrostatique est un dispositif mécanique qui n’utilise rien de plus qu’un mince film de fluide ou de gaz pour supporter sa charge. Également appelé roulement à fluide, un roulement hydrostatique utilise une source d’air, d’huile ou d’eau sous pression externe pour former un film barrière entre le boîtier extérieur du roulement et l’arbre qu’il supporte. La vitesse de rotation de l'arbre maintient alors une pression élevée dans le fluide environnant qui supporte l'arbre avec très peu de friction. Les roulements hydrostatiques sont utilisés dans des applications où des charges, des vitesses et des exigences de précision élevées exigent des roulements avec une longue durée de vie, un faible bruit et des vibrations minimales. Un roulement hydrostatique offre des performances bien supérieures dans ces domaines et est beaucoup plus économique que les roulements à billes ou à rouleaux conventionnels.
Le dispositif fonctionne en faisant circuler un fluide sous pression dans l’espace compris entre l’arbre du dispositif ou de la machine et le boîtier extérieur du roulement. Le fluide pénètre dans le roulement par une ouverture restrictive et est maintenu dans la cavité du roulement par des joints d'étanchéité. Si une partie du fluide devait s'échapper, l'écart entre l'arbre et le carter diminuerait, entraînant une augmentation de la pression dans le fluide. Cette augmentation de la pression force à nouveau les surfaces à se séparer, ce qui permet au roulement de s'autoréguler en grande partie et permet un contrôle de tolérance très fin.
Comparés aux roulements à billes ou à rouleaux, les roulements hydrostatiques sont très simples de conception, de fabrication et de fonctionnement. Les roulements classiques nécessitent un usinage de précision des billes ou des rouleaux ainsi que des gaines interne et externe dans lesquelles ils pénètrent. Ceci est évidemment coûteux et prend du temps, en particulier lorsque la durée de vie limitée de ces roulements est prise en compte. Les roulements à billes et à rouleaux génèrent également des quantités considérables de bruit et de vibrations qui les rendent indésirables pour une utilisation de haute précision. Un roulement hydrostatique fonctionne avec très peu de frottement et de vibrations et ne génère presque pas de bruit. Cela le rend idéal pour les applications de haute précision telles que les lecteurs de disque.
Les roulements hydrostatiques sont également moins coûteux à entretenir et ont une durée de vie particulièrement longue. Le jeu de roulements hydrostatiques installé dans la centrale hydroélectrique de Holtwood en Pennsylvanie est un bon exemple de cette longévité. Ces roulements ont été installés en 1912 et fonctionnent sans interruption depuis, aucune pièce n’ayant été remplacée. Les fabricants ont calculé que les roulements auraient une durée de vie sans entretien d’environ 1 300 ans. Ces roulements supportent des charges totales de l'ordre de 205 tonnes et constituent un excellent exemple de l'efficacité et de la longue durée de vie du roulement hydrostatique.