LES GUIDAGES : En rotation

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Sophie Marchand
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2 LES GUIDAGES : En translation En rotation

3 En rotation Définition : Un guidage en rotation est destiné à assurer une liaison pivot entre deux pièces ou sousensembles. Le seul degré de liberté restant est un mouvement de rotation autour d un axe spécifique. Accueil Suite

4 En rotation Fonctions : Positionner l arbre et le logement : notions de jeu et de précision de guidage ; Permettre un mouvement relatif (rotation) : notions de rendement et de vitesse de rotation ; Transmettre les efforts : dimensionnement des pièces et durée de vie du montage ; Résister au milieu environnant : fiabilité, matériaux, étanchéité, protection, etc Etre d un encombrement adapté (voire minimal) ; Minimiser les niveaux de bruit et de vibrations. Accueil Suite

5 En rotation Représentation schématique Représentation normalisée en projection orthogonale Représentation spatiale Degrés de liberté 0 Rx Tr 0 Rot 0 z y x 0 0 Accueil Suite

6 En rotation Les principales familles de guidage en rotation 1 Contact direct 2 Bagues de frottement 3 Eléments roulants 4 Film d huile 5 Articulation sphérique Précision Vitesse de rotation N/A N/A Effort a transmettre N/A accueil

7 Contact direct : En rotation Le guidage en rotation est obtenu par contact direct des surfaces cylindriques arbre/logement. Des arrêts suppriment les degrés de liberté en translation. L avantage est le coût peu élevé et l inconvénient le frottement Suite

8 En rotation Domaine d utilisation : A cause des risques d échauffement, cette solution est à réserver aux domaines suivants: Faibles vitesses ; Efforts transmissibles peu élevés. >>>Illustration>>>

9 En rotation

10 Bagues de frottement: En rotation Le principe du contact direct est amélioré en interposant des bagues de frottement qui vont: - Diminuer le coefficient de frottement; -Augmenter la durée de vie de l arbre et du logement; -Diminuer le bruit; - Reporter l usure sur les bagues. Suite

11 En rotation Les Principales familles de bagues : Construits à partir de matériaux présentant de bonnes qualités frottantes il peuvent, suivant les variantes,être utilisés à sec ou avec lubrification. a) Autolubrifiants b) Composites type glacier c) Polymères (Nylon, PTFE, acétal ) >>> En savoir Plus >>> >>> En savoir Plus >>> >>> En savoir Plus >>>

12 Autolubrifiants : En rotation Ils sont fabriqués en métal fritté à base de bronze, poreux, avec incorporation de lubrifiant (huile, graphite, ect.) dans les porosités. Dans le cas de l huile, la structure, comparable à une éponge, restitue l huile en fonctionnement et l absorbe à l arrêt. Variantes : Solutions fonctionnant à sec jusqu à des vitesses périphériques de 6m/s ; solution tout carbone ou graphite supportant des vitesses élevées jusqu à 13 m/s. >>>Illustration>>>

13 En rotation Exemple de coussinet autolubrifiant (cylindrique et a collerette METAFRAM)

14 En rotation Composites type glacier : Ils peuvent fonctionner à sec ou avec un léger graissage au montage sous des vitesses périphériques inférieures à 3m/s. Ils sont constitués de trois couches différentes. La base est en tôle d acier roulée recouverte d une couche de bronze fritée. La surface frottante peut être en résine acétal ou en PTFE avec addition d un lubrifiant solide : Plomb, graphite, bisulfure de molybdène MoS2. >>>Illustration>>>

15 En rotation Exemple de palier composite type glacier

: le fluage sous charge et un faible coefficient de conductivité

16 En rotation Polymères : Surtout utilisé lorsqu il est nécessaire d avoir une grande résistance chimique (acides, bases ) Inconvénients : le fluage sous charge et un faible coefficient de conductivité thermique empêchant une bonne évacuation des calories. >>>Illustration>>>

17 En rotation Exemple de bagues polymères

18 Eléments roulants : En rotation Ils remplacent le frottement de glissement par un roulement et diminuent la puissance absorbée. Le rendement du guidage en rotation est donc meilleur. Ils peuvent supporter des charges radiale, axial ou combiné >>>Illustration>>>

19 En rotation Exemple de roulement

20 En rotation Paliers hydrodynamiques : Ils sont constitués de coussinets comportant une rainure permettant l arrivée d un lubrifiant sous pression. La formation d un film d huile n est possible qu à partir d une certaine vitesse relative arbre/logement. Paliers hydrostatiques : L arbre est en suspension au centre du mécanisme sous l effet d un fluide envoyé sous pression. Le coefficient de frottement devient alors très faible. Le coût élevé de ce type de montage le réserve à des systèmes particuliers. >>>Illustration>>>

21 En rotation Exemple de roulement hydrodynamique

22 En rotation Articulations sphériques ( rotules) : On peut les considérer comme des paliers lisses de forme sphérique. Elles permettent de corriger les défauts d alignement, les flexions d arbre et se calculent de la même façon que les roulements. Variantes (avec ou sans joints d étanchéité) : rotules radiales ; rotules à contact oblique ; butées Utilisation :mouvements oscillatoires et de basculement pas trop rapides; articulations diverses ; paliers prêts à l emploi ; embouts pour vérins ; éléments d assemblage (ne bouge pas mais évitent les efforts d encastrement) >>>Illustration>>>

23 En rotation Exemple d articulation sphérique

24 En translation Définition : Le guidage en translation est la solution constructive qui réalise une liaison glissière entre deux pièces ou ensemble de pièces. Le seul mouvement relatif possible entre les deux pièces ou ensemble de pièces est une translation rectiligne. La partie mobile est appelée coulisseau et la partie fixe (en général liée au bâti) est appelée glissière (ou guide). Accueil Suite

25 En translation Représentation schématique Représentation normalisée en projection orthogonale Représentation spatiale Tx = 1 Rx = 0 Ty = 0 Ry = 0 Tz = 0 Rz = 0 y z Accueil Degrés de liberté x Suite

26 En translation Les principales familles de guidage en translation Contact direct Interposition d éléments roulants Sans contact

27 Contact direct : En translation Elles conviennent lorsque les vitesses de déplacement sont faibles ou modérées. Une bonne lubrification est nécessaire. Inconvénients: frottement élevé ; broutage à faible vitesse et dégradation de la précision par usure. Guidage par arbre coulissant Guidage de type prismatique Guidage par liaisons multiples

28 En translation Guidage par arbre coulissant : La liaison glissière est réalisée par association d un contact cylindrique (supprimant quatre degrés de liberté) et d un arrêt en rotation. L arrêt en rotation peut être réalisé à l aide d une clavette ou de cannelures. >>>Illustration>>>

29 En translation Exemple d arbre

30 En translation Guidage de type prismatique : Les surfaces de contact planes sont prépondérantes. La géométrie des surfaces de contact n est pas forcément rectangulaire. Elle peut prendre plusieurs formes. Les frottements peuvent être diminués par l interposition d éléments antifriction (bandes de PTFE, bronze, polyamide ou Nylon) qui peuvent être collés sur l une des surfaces en frottement. >>>Illustration>>>

31 En translation Exemple de glissière >>> En savoir plus sur les différent réglages >>>

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33 En translation Guidage par liaisons multiples : La combinaison de certaines liaisons peuvent aboutir à la réalisation d une liaison glissière. Exemple: Deux liaisons pivot glissanten parallèle n autorisent qu une translation >>>Illustration>>>

34 En translation Exemple de liaison multiple

35 En translation Interposition d éléments roulants : Il existe une grande variété d éléments roulants standards permettant de réaliser une liaison glissière. Le coût de ces éléments limite leur utilisation aux cas pour lesquels le frottement doit être réduit et les efforts sont importants. Ces éléments admettent des vitesses importantes, un bon rendement et une grande précision. >>>Illustration>>>

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37 Sans contact : En translation La sustentation par injection de fluide (air ou huile) évite le contact entre le coulisseau et la glissière. Ce type de guidage permet d obtenir des propriétés antifriction et de guidage de très haut niveau. Ces solutions sont très coûteuses à fabriquer et à exploiter. Elles sont donc réservées, en général, aux appareils de haute précision (machines à contrôler par exemple).

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