Eléments de technologie

Eléments de technologie
Liaison pivot par palier lisse
Il est possible de réaliser une liaison pivot par contact direct entre deux pièces.
Cependant il est intéressant d’interposer une pièce car cela permet :
Une maintenance aisée car seule la pièce d’usure est à changer.
Le matériau de la pièce rapportée est spécialement étudié pour limiter les
frottement avec l’arbre : f ≅ 0.05
Palier en Téflon
Palier en Téflon avec arrêt axial
Fonctionnent à sec
Palier en bronze autolubrifié
Fonctionne avec lubrifiant
Le palier en bronze est poreux ce qui lui
permet d’emmagasiner de l’huile. Lors du
mouvement de l’arbre, cette huile est
aspirée et lubrifie la liaison. A l’arrêt l’huile
retourne dans le palier par capillarité.
Liaison pivot par roulements
Une liaison pivot réalisée par roulement permet de diminuer sensiblement les
résistances passives. En effet la résistance au roulement est très inférieure à la
résistance au glissement.
Résistance au glissement
Coefficient de frottement ACIER sur ACIER :0.1
Résistance au roulement
Coefficient de frottement équivalent : 0.001
Effort important
Effort environ 100 fois plus faible
Cette propriété est utilisée dans de nombreuses liaisons par exemple :
Pivot glissant réalisé par une douille à billes
Glissière réalisée par un élément standard
Constitution d’un roulement :
La cage à pour rôle de
maintenir équiréparties les
différents éléments roulants.
Montage
Pour réaliser une liaison pivot sur éléments
roulants, il y a de nombreuses possibilités (type
de roulement, montage, …).
Une liaison pivot est, dans une très grande
majorité des cas, réalisée par deux roulements. En effet, contrairement à une pivot,
un roulement seul ne peut supporter de couple. Du point du point de vue des
actions mécaniques qu’il peut supporter, il est modélisable par une rotule ou une
linéaire annulaire suivant son type et les arrêts axiaux de ses bagues.
Exemple de montage :
La bague extérieure du roulement 1 est glissante dans son logement.
Les bagues extérieure et intérieure du roulement 2 sont bloquées. C’est donc ce
roulement qui supportera les charges axiales.
Position des arrêts
modélisation fine de la liaison pivot
PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS
Roulements
Charges supportées
radiale
axiale
couple
+
+
-
+
+
+
++
--
--
++
--
--
à une rangée de billes
à deux rangées de billes
à rouleaux cylindriques
à aiguilles
à rouleaux coniques
++
++
--
!
à rotule sur billes
+
-
--
+++
+
--
+
+
-
+++
--
à rotule sur rouleaux
à billes à contact oblique
!
butée à billes simple effet
--
!
Certains roulements ne supportent des charges axiales que dans un sens.
C’est le cas des
Roulements à contact oblique
Roulements à rouleaux coniques
Butée à billes simple effet
Dans ce cas ils sont montés par
paire en sens opposé afin que le
montage encaisse les efforts dans
les deux sens.
Ce type de montage nécessite un
réglage de la précontrainte et il est
hyperstatique
de
degré 1.
Ecrou à
encoche pour
un réglage
précis.
Schéma de structure équivalent :
Entraînement en rotation
Pour transmettre un mouvement de rotation entre un arbre et une pièce mécanique
(roue, poulie, autre arbre …) outre des solutions
indémontables on peut avoir recoure aux
montages classiques suivants :
Montage par goupille
La liaison arbre moyeu est ici un encastrement
Le positionnement est réalisé par une liaison
pivot glissant
La goupille montée serrée complète
l’encastrement en supprimant les deux
derniers degrés de liberté
Montage économique mais fragilise l’arbre.
Montage par clavette
La liaison entre l’arbre et le moyeu est une liaison
encastrement.
Le positionnement est réalisé par une liaison pivot.
L’arrêt en rotation est assuré par la clavette
Le maintient en position par la vis et la rondelle
Liaison par cannelures
La liaison réalisée par les
cannelures et le centrage est
une glissière.
Pour reconnaître une liaison
par cannelures sur un plan
reportez-vous ci-dessous (ne
pas confondre avec un
système vis/écrou ou une
roue d’engrenage !)
Ce type de liaison permet de transmettre des couples élevés.
Etanchéité
L’étanchéité des mécanismes est nécessaire dans les deux sens :
empêcher tout corps étranger d’entrer
empêcher le lubrifiant (huile, graisse) de s’échapper.
Son importance est également cruciale pour le rendement des actionneurs
pneumatiques et hydrauliques.
On distingue l’étanchéité :
dynamique ou statique (mouvement relatif des pièces à étancher)
avec ou sans contact
avec ou sans différence de pression
Joint torique
Très courant et peu chère, il convient
plus particulièrement aux applications
statiques mais aussi à certaines
applications dynamiques (piston de vérin
pneumatique par exemple).
Joint à lèvre
Ce sont des joints pour étanchéité dynamique pour
mouvement de rotation.
Sur l’exemple ci-dessous, une deuxième lèvre empêche les
poussières d’entrer. Dans le cas d’une lèvre unique la
représentation simplifiée est
Armature
métallique
"#
Ressort
annulaire
$
%#
Lèvre anti
poussière
s
$
Lèvre anti
fuites
Représentation détaillée
Représentation simplifiée
Les anneaux élastiques
Pour finir, un élément que l’on retrouve très souvent sur les plans : le « circlips ».
Cet anneau élastique permet simplement de créer un arrêt axial sur un arbre ou dans
un alésage pour bloquer une bague de roulement par exemple.
Par déformation à l’aide d’une pince spéciale on le monte dans sa gorge.
Anneau coté
ouverture
Montage sur
arbre
Montage sur
alésage
Vocabulaire
+
*
(#
)
'
-
,
'
& '