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ETUDE DES LIAISONS

ETUDE DES LIAISONS. Le guidage en rotation. ETUDE DES LIAISONS Guidage en rotation. Sommaire Principe - I Typologie des solutions - II Précision du guidage - III Guidage en rotation par contact direct - IV Guidage en rotation par paliers lisses - V Guidage par roulements.

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ETUDE DES LIAISONS

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Presentation Transcript

  1. ETUDE DES LIAISONS Le guidage en rotation

  2. ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation Sommaire Principe - I Typologie des solutions - II Précision du guidage - III Guidage en rotation par contact direct - IV Guidage en rotation par paliers lisses - V Guidage par roulements

  3. ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation - Principe : L’objectif du guidage en rotation est de réaliser une liaison pivot ayant des caractéristiques adaptées aux conditions de fonctionnement.

  4. ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation - I Typologie des solutions Sommaire Principe - I Typologie des solutions - II Précision du guidage - III Guidage en rotation par contact direct - IV Guidage en rotation par paliers lisses - V Guidage par roulements

  5. Typologie des solutions Il existe 4 solutions principales permettant de réaliser guidage en rotation : -          par contact direct -          par interposition d'une bague de frottement -          par interposition d'éléments roulants -          par interposition d'un film d'huile ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation

  6. Typologie des solutions Il existe 4 solutions principales permettant de réaliser guidage en rotation : ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation La dernière solution, le film d’huile (exemple ci-dessous : la roulette de dentiste) ne sera pas étudiée dans le cadres de ce cours (palier hydrodynamique)

  7. Typologie des solutions Il existe 4 solutions principales permettant de réaliser guidage en rotation : ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation Le critère de choix d’une solution se fait en fonction des conditions de fonctionnement : précision,vitesse, charge.

  8. ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation - II Précision du guidage Sommaire Principe - I Typologie des solutions - II Précision du guidage - III Guidage en rotation par contact direct - IV Guidage en rotation par paliers lisses - V Guidage par roulements

  9. - II Précision du guidage : ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation Un assemblage n’est jamais parfait. Pour permettre le fonctionnement, il faut laisser un jeu fonctionnel axial évitant le serrage. Jeu axial, jeu radial : La présence de jeu radial entraîne un phénomène de rotulage.(jeu angulaire  )

  10. - II Précision du guidage : ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation Du fait du rotulage on considère généralement  : • si l / d  1,5 : • liaison pivot ou pivot glissant (le rotulage est faible) Modèle cinématique d’un guidage en rotation • si l / d 0,5 : • liaison rotule ou linéaire annulaire ( le rotulage est trop important pour pouvoir être négligé)

  11. - II Précision du guidage : ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation Afin d’augmenter la stabilité du guidage, la liaison pivot est souvent réalisée par l’intermédiaire de deux paliers. Solutions adoptées pour limiter le rotulage Montage A (hyperstatique) Montage B (isostatique) Remarque  : Le rotulage d’un palier est bénéfique car il limite le moment destructeur pour la liason en cas de fléchissement de l’arbre.

  12. - II Précision du guidage : ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation Articulation en chape ou en porte à faux

  13. ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation - III Guidage en rotation par contact direct Sommaire Principe - I Typologie des solutions - II Précision du guidage - III Guidage en rotation par contact direct - IV Guidage en rotation par paliers lisses - V Guidage par roulements

  14. - III Guidage en rotation par contact direct ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation Ce guidage est peu précis, mais le coût est très faible. Son utilisation est limitée à des vitesses de rotation faibles et des efforts faibles. Ce type de positionnement a déjà été abordé ; voir études MIP-MAP

  15. ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation Sommaire Principe - I Typologie des solutions - II Précision du guidage - III Guidage en rotation par contact direct - IV Guidage en rotation par paliers lisses - V Guidage par roulements - IV Guidage en rotation par paliers lisses

  16. - III Guidage en rotation par paliers lisses Principe : On interpose un coussinet ayant de bonnes caractéristiques de frottement et/ou de résistance entre l'arbre et l'alésage. ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation

  17. - III Guidage en rotation par paliers lisses Montage des coussinets : Le coussinet est monté serré dans l'alésage et glissant sur l'arbre. ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation Remarque : Lorsque l'effort à transmettre n'est par purement radial, il est conseillé d'utiliser un coussinet à collerette.

  18. - III Guidage en rotation par paliers lisses Type de coussinets : ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation A - Coussinets nécessitant une lubrification continue (en bronze, fonte, …) B - Coussinets sans graissage ( carbone-graphite, nylon, PTFE) Il est nécessaire de prévoir un dispositif de graissage afin d’assurer une présence continue de lubrifiant pendant le fonctionnement Ils sont très pratiques mais sont constitués de matériaux peu résistants. Ils ne supportent que desefforts très faibles.

  19. - III Guidage en rotation par paliers lisses Type de coussinets : ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation A - Coussinets nécessitant une lubrification continue (en bronze, fonte, …) B - Coussinets sans graissage ( carbone-graphite, nylon, PTFE) C - Coussinets en tôle roulée D - Coussinets auto-lubrifiants Il s’agit d’une bague constituée d'une tôle roulée recouverte de bronze fritté et d'une couche de résine PTFE imprégnée du lubrifiant solide (graphite ou plomb) dont le coefficient de frottement avec l'acier est très faible (0.01 à 0.05). Il est constitué de poudre de bronze (cuivre + étain) ou encore d'alliages ferreux (fer + cuivre +plomb) compactée. (frittage) Le coussinet est imprégné d'huile. La rotation de l'arbre crée un film d'huile entre le coussinet et l'arbre. Qui est rabsorbé par le coussinet à l’arrêt.

  20. - III Guidage en rotation par paliers lisses Avantages et limites d'utilisation des coussinets : ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation Avantages : - réduction du coefficient de frottement et fonctionnement sans lubrification - fonctionnement silencieux - encombrement radial réduit - augmentation de la durée de vie des pièces. Limites d'utilisation : - coût réduit - encombrement en longueur - sensibilité aux défauts d'alignement - capacité de charge inversement proportionnelle à la vitesse

  21. ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation Sommaire Principe - I Typologie des solutions - II Précision du guidage - III Guidage en rotation par contact direct - IV Guidage en rotation par paliers lisses - V Guidage par roulements - V Guidage par roulements

  22. - III Guidage par roulements Avantage du roulement Le guidage par palier lisse (coussinets) présente les inconvénients suivants : Usure , échauffement , Perte de puissance par frottement. Pour éviter ces inconvénients, une solution consiste à interposer des éléments roulants entre les pièces mobiles (arbre et alésage) ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation

  23. - III Guidage par roulements Critères de choix d’un roulement : Le roulement est choisi en fonction de sa Vitesse de rotation, de la direction et de l’ intensité des efforts ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation

  24. - III Guidage par roulements Il existe différents types de roulements pouvant être classés suivant différents critères : - forme de l’élément roulant ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation - Billes - Aiguilles. - Rouleaux

  25. - III Guidage par roulements Il existe différents types de roulements pouvant être classés suivant différents critères : - forme de l’élément roulant - Billes ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation - Aiguilles. - Rouleaux - décalage possibleentre les bagues - Aucun (roulements rigides) - Translation - Rotulage (roulements à rotule)

  26. - III Guidage par roulements Il existe différents types de roulements pouvant être classés suivant différents critères : - forme de l’élément roulant - Billes ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation - Aiguilles. - Rouleaux - décalage possibleentre les bagues - Aucun (roulements rigides) - Translation - Rotulage (roulements à rotule) - charge supportée - Radiale faible ou moyenne - Radiale importante - Axiale faible - Axiale moyenne - Axiale élevée - Axiale très élevée

  27. - III Guidage par roulements Il existe différents types de roulements pouvant être classés suivant différents critères : - forme de l’élément roulant - Billes ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation - Aiguilles. - Rouleaux - décalage possibleentre les bagues - Aucun (roulements rigides) - Translation - Rotulage (roulements à rotule) - charge supportée - Radiale faible ou moyenne - Radiale importante - Axiale faible - Axiale moyenne - Axiale élevée - Axiale très élevée - vitesse élevée

  28. - III Guidage par roulements Règles de montage des roulements ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation Les roulements sont généralement montés par paire. Il faut alors respecter des règles pour obtenir un assemblage non seulement isostatique mais aussi qui aura une bonne durée de vie. Durée de vie : Il faut éviter le phénomène de laminage des bagues de roulements. Isostatique : le jeu axial doit être respecté sur l’ensemble du montage. La MIP des bagues doit être fiable.

  29. - III Guidage par roulements Règles de montage des roulements Phénomène de laminage des bagues : ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation Si le roulement est monté avec un jeu radial alors, et la portée cylindrique qui tourne les billes se comportent comme des rouleaux de laminoirs. La bague est dont peu à peu laminée (elle perd son épaisseur)  Règle n°1 : - La bague du roulement qui tourne par rapport à la direction de la charge doit être montée avec serrage

  30. - III Guidage par roulements Règles de montage des roulements Phénomène de laminage des bagues : ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation Ainsi, toutes les bagues tournantes par rapport à la charge sont montées serrées, et sont difficilement démontables. Par souci de commodité pour la maintenance, on préfèrera monter les bagues fixes par rapport à la charge avec un certain jeu  Règle n°2 : - La bague du roulement qui est fixe par rapport à la direction de la charge doit être montée avec jeu.

  31. - III Guidage par roulements Règles de montage des roulements Préserver l’isostatisme du montage : ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation Les bagues montées serrées risquent d’être déplacées par un effort parasite sans pouvoir revenir à leur place initiale - « Heu… et les autres bagues ? »…  Règle n°3 : - La bague du roulement qui est montée “serrée” doit être immobilisée des deux cotés.

  32. - III Guidage par roulements Règles de montage des roulements Préserver l’isostatisme du montage : ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation Le jeu axial entre la partie fixe et la partie tournante doit être unique. Cette condition doit être respectée y-compris pour les montages avec roulements. Ainsi, il est inutile d’arrêter une partie 2 fois dans le même sens  Règle n°4 : - Le positionnement axial de l’arbre par rapport à l’alésage doit être réalisé une seule fois dans chaque sens.

  33. - III Guidage par roulements Règles de montage des roulements Résumé des 4 règles : ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation  Règle n°2 : - La bague du roulement qui est fixe par rapport à la direction de la charge doit être montée avec jeu.  Règle n°1 : - La bague du roulement qui tourne par rapport à la direction de la charge doit être montée avec serrage  Règle n°3 : - La bague du roulement qui est montée “serrée” doit être immobilisée des deux cotés.  Règle n°4 : - Le positionnement axial de l’arbre par rapport à l’Alésage doit être réalisé une seule fois dans chaque sens.

  34. - III Guidage par roulements Règles de montage des roulements Exemples de montages de roulements : bague extérieure serrée ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation

  35. - III Guidage par roulements Règles de montage des roulements Exemples de montages de roulements: bague intérieure serrée ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation

  36. - III Guidage par roulements Exemples de solutions technologiques : Comment arrêter la bague intérieure sur l’arbre ? ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation

  37. - III Guidage par roulements Exemples de solutions technologiques : Comment arrêter la bague extérieure dans l’alésage ? ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation

  38. Exemples - III Guidage par roulements ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation

  39. Exemples - III Guidage par roulements ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation

  40. Exemples - III Guidage par roulements ETUDE DES LIAISONSGuidage en rotation

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