Transcript Bague de frottement

GUIDAGES EN ROTATION
&
EN TRANSLATION
Plan
Introduction
Guidages en rotation
Guidages en translation
GUIDAGES EN ROTATION
&
EN TRANSLATION
Introduction :
Un guidage est une liaison partielle pour laquelle
subsiste au moins un degré de liberté.
Ces types de liaison peuvent se scinder en deux grands
groupes :
– Les guidages en rotation ;
– Les guidages en translation.
Ces guidages pour lesquels existe différentes solutions
constructives se retrouvent pratiquement dans tous les
systèmes mécaniques.
Guidage en rotation
réalisation de liaisons cylindriques, plus particulièrement
des liaisons pivots, entre un arbre (le contenu) et un
logement ou alésage (le contenant).
assure plusieurs fonctions dont les principales sont :
–
–
–
–
Le positionnement arbre logement,
Permettre un mouvement relatif de rotation,
Transmettre des efforts,
Etc.
Différentes solutions constructives (valeur de la vitesse
relative entre les surfaces en contact)
Guidage en rotation: différentes
solutions
Différentes solutions constructives
existent :
Par contact direct
Bague de frottement
Les roulements
Les paliers lisses
Guidages en rotation
– Par contact direct
– Bague de frottement
– Les roulements
– Les paliers lisses
LES ROULEMENTS
Principe et description
Les différents types de roulement
Lubrification des roulements
Guidages en translation
– Contact direct
– Éléments roulants
– Guidages aérostatiques et
hydrostatique
Contact direct
Guidage de type prismatique
Guidage par arbre coulissant
Guidage par liaisons multiples
Par contact direct
contact direct des
surfaces cylindriques
arbre/logement .
arrêts par obstacle
suppriment les degrés
de liberté en
translation.
Par contact direct
coût peu élevé
inconvénient majeur: (frottement d’où
risques d’échauffement),
solution réservée aux domaines suivants :
Faibles vitesses ;
Efforts transmissibles peu élevés.
Bague de frottement
Pièce intermédiaire (bague de
frottement)
contact direct éliminé,
en bronze ou en matière
plastique.
– montées serrées dans l’alésage.
– arbre monté glissant dans ces
bagues que l’on dénomme
coussinet
Bague de frottement
l’interposition des bagues de frottement
permet les améliorations suivantes :
Diminution du coefficient de frottement ;
Augmentation de la durée de vie de l’arbre et du
logement ;
Diminution du bruit ;
Et surtout, le report de l’usure sur les bagues.
Bague de frottement: coussinets
autolubrifiants
obtenus par frittage (compression de poudre à température
élevée) et sont donc poreux.
Principe:
– Les porosités contiennent du lubrifiant qui, sous l’effet centrifuge du
mouvement, est aspiré et forme un coussin d’huile.
– A l’arrêt, le lubrifiant reprend sa place par capillarité
Les caractéristiques :
Vitesse tangentielle maximale 8 m/s ;
Température maximale d’utilisation : 200°C (varie selon la nuance) ;
Fonctionnement silencieux ;
Pas d’entretien.
Bague de frottement: bagues
PTFE
bagues PTFE (Polytétrafluoroéthylène)
– un support en tôle roulée,
– couche de bronze frittée;
– pores sont imprégnés de PTFE et
d’additifs antifriction
Ces bagues permettent d’atteindre
– un coefficient de frottement acier/PTFE de
0,01 à 0,05
– une vitesse tangentielle maximale de
3m/s.
Les roulements
Principe
Description
Les différents types de roulements
Lubrification des roulements
Les roulements: principe
on intercale des éléments roulants entre l’arbre
et l’alésage.
– On évite alors le frottement de glissement en le
remplaçant par un frottement de roulement
La puissance de perte par frottement se trouve
diminuée
Le rendement du guidage en rotation se trouve
amélioré de manière très nette.
Les roulements: description
une bague intérieure ajustée sur
l’arbre: chemin de roulement ;
une bague extérieure ajustée sur
l’alésage : de chemin de
roulement ;
Des éléments roulants (billes,
rouleaux ou aiguilles) :
intermédiaire entre les deux
bagues;
Une cage : séparer les éléments
roulants entre eux pour éviter tout
frottement supplémentaire.
Les Roulements: type
Différents types de roulements.
On les classe (principalement) en
fonction du type de charges qu’ils
supportent:
Radiale
Axiale
Radiale et axiale
Axiale et radiale
Roulements à
galets
cylindriques
Roulements à galets cylindriques
Roulements à aiguilles
Butées
Roulements à gorge profonde
&
contact oblique
Butées à contact oblique
Lubrification des
roulements
version « étanche »,
version « non étanche ».
– On parle alors de roulement lubrifié à vie.
– Dans la deuxième version, la lubrification et
l’étanchéité sont réalisées a posteriori. La
lubrification est faite au montage soit:
à la graisse,
à l’huile :
Lubrification à la graisse
Basse vitesses
Vitesses élevées
Lubrification à l’huile
Les paliers lisses
fluide visqueux entre les surfaces en contact:
– frottement de glissement très réduit,
– diminution importante des pertes par frottement.
On distingue:
– Les paliers hydrodynamiques
– Les paliers hydrostatiques
Guidages en translation
réalisation de liaisons glissières entre:
– un élément ou organe mécanique fixe (bâti),
– Un autre nécessairement libre en translation.
Plusieurs termes techniques sont associés
au guidage en translation notamment :
rail,
guide,
coulisseau,
glissière,
Etc.
Guidages en translation
Différentes solutions existent:
– Contact direct
– Éléments roulants
– Guidages aérostatiques et hydrostatique
Guidage en translation; par contact
Contact direct
– Guidage de type prismatique
– Guidage par arbre coulissant
– Guidage par liaisons multiples
Guidage prismatique
Les surfaces de contact planes sont
prépondérantes et peuvent prendre
plusieurs formes.
Les frottements peuvent être diminués par l’interposition
d’éléments anti-friction (bandes de PTFE, bronze,
polyamide ou Nylon) qui peuvent être collés sur l’une
des surfaces en frottement.
Guidage par arbre coulissant
association
– d’un contact cylindrique
(supprimant quatre degrés de liberté)
– d’un arrêt en rotation :
clavette
cannelures
Guidage par liaisons multiples
La combinaison de
certaines liaisons peut
aboutir à la réalisation
d’une liaison glissière
Exemple:
– Guidage en colonne:
deux liaisons pivot
glissant en parallèle
n’autorisant qu’une
translation
Éléments
roulants
coûts très élevés
vitesses importantes,
un bon rendement
une grande précision.
solutions plus complexes
en combinant plusieurs
liaisons ;
augmentent la précision
de guidage
Augmentent la rigidité,
réalisation plus délicate et
donc plus coûteuse.
Guidages aérostatiques et
hydrostatique
La sustentation par injection de fluide (air ou
huile) évite le contact entre le coulisseau et la
glissière.
propriétés antifriction et de guidage de très haut
niveau.
solutions sont très coûteuses à fabriquer et à
exploiter.
réservées, en général, aux appareils de haute
précision (machines à contrôler par exemple).