Construction Liaison Pivot

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Transport d'un taureau ail au moyen de rouleaux (- 680 av. J.-C.). INTRODUCTION : Historique : Ds l'Antiquit, l'homme eut affronter les forces de la nature. Et il s'aperut bien vite que, pour dplacer de lourdes charges, sa force, ou mme celle des animaux qu'il avait domestiqus, tait insuffisante. Il contourna la difficult principale - le frottement des matriaux - en substituant le roulement au frottement de glissement.Deux types de guidage : CONSTRUCTION DUNE LIAISON PIVOTConstruction dune liaison pivot Construction dune liaison pivot Introduction : Lemouvementrelatifderotationentre deuxpartiesmcaniquesservle ncessairedansdenombreuxproduitset applicationsindustrielles:moteurs, rducteurs,brochesdemachineoutils, boitesdevitesses,rouesdevhicules, industrie papetire On utilise couramment les termes darbre et de logement ou alsage pour dsigner les deux parties en mouvement relatif de rotation. Construction dune liaison pivot Introduction : Reprsentation duneliaison pivot daxe X : X La solution constructive qui ralise une liaison pivot est appele : guidage en rotation. Construction dune liaison pivot 1- Fonctions dun guidage en rotation : 1-1 Description des fonctions :Pour tablir un guidage en rotation, la solution constructive doit remplir les fonctions techniques suivantes :

Positionner les pices entre elles (arbre / alsage) Permettre le mouvement relatif de rotation autour dun axe Transmettre les efforts :

Noublions pas non plus les fonctions secondaires : Rsister au milieu environnant Etre dun encombrement minimal (pour certaines constructions) Assurer un fonctionnement silencieux

Lensemble de ces fonctions doit tre satisfait au moindre cot. { }( ) z y x Ax A pivot liaisonAN ZM YX, ,) ; _( _0)`= tConstruction dune liaison pivot 1- Fonctions dun guidage en rotation : 1-2 Critres dvaluation dun guidage en rotation :Fonctions Caractrisation des fonctions Critres dapprciation Niveau Flexibilit Positionner les deux pices entre elles Prcision de guidage Tx, Ty, Tz en mm Ry, Rz en degrs maximum Permettre le mouvement de rotation autour dun axe Rendementqmini = en % minimum Vitesse de rotation En rd/s ou trs/min tolrance Transmettre et supporter les efforts Efforts statiques Efforts dynamiques tolrance Dure de vie Nombre de cycles ou heures de fonctionnement minimum Rsister au milieu environnant Espacement entre les visites Nombre de cycles ou heures de fonctionnement minimum Dure de vieNombre dheures minimum { }( ) z y x Ax A pivot liaisonAN ZM YX, ,) ; _( _0)`= tConstruction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : Lafiguresuivanteprsentelestypesdesolutionpermettantdtablirun guidage en rotation entre deux pices. Contact direct des surfaces frottantes Interposition de bagues de frottement Interposition dlments roulants Interposition dun film dhuile Guidage en rotation par Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-1 Construction par contact direct entre surfaces :Solution en porte faux Solution en chape Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-1 Construction par contact direct entre surfaces :Solution en porte faux Solution en chape Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-1 Construction par contact direct entre surfaces :Solution en porte faux Solution en chape Larbre a une seule cotation : js6 |20M7js6 |20F7js6 |20H7f6 Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-1 Construction par contact direct entre surfaces :AvantagesInconvnients Solution simple Rsistance passive leve Cot peu lev Rendement mdiocre Efforts transmissibles modrs Vitesses dutilisation faibles chauffement important possible Ladterminationdescaractristiques(Longueurdeguidage,diamtre nominal, ajustements) sappuie sur : Prcision de guidage souhaite (jeu angulaire : tano = jeu radial / L ) Efforts transmissibles (pression de contact) Dure de vie souhaite Comportement thermique Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-2 Construction par interposition de bagues de frottement :Uneperformancesuprieureestatteinteeninterposantdesbaguesou coussinetsenmatriauxchoisispourleurpropritantifriction(bronze, tain, plomb, graphite, tflon (PTFE), polyamide, nylon)

Usins sec ou lubrifis, ils permettent aussi un report dusure.CoussinetCoussinet avec collerette (supporte les efforts axiaux) Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-2 Construction par interposition de bagues de frottement :AvantagesInconvnients Simple, lger, silencieux, robuste Encombrement radial rduit Peut fonctionner sans lubrification Convientpourlesmouvements oscillants Rsisteauxmilieuxchimiques agressifs Cot rduit Jeu radial important 1/100me mm Sensible aux dfauts dalignement Capacitdechargeinversement proportionnelle la vitesse Rodage parfois ncessaire Usure Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-2 Construction par interposition de bagues de frottement :On peut distinguer essentiellement 3 classes de coussinets : Les coussinets autolubrifiants Les coussinets composites type glacier (glycodur) Les coussinets polymres Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-2 Construction par interposition de bagues de frottement :Bronze poreux 2-2-a Les coussinets autolubrifiants : Ilssontfabriqusenmtalfritt basedebronzeporeux (porositsentre15et35%en volume),avecincorporationde lubrifiant (huile, graphite) dans les porosits.

Dans le cas dhuile, la structure est comparableuneponge,qui restitue lhuile en fonctionnement et labsorbe larrt.Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-2 Construction par interposition de bagues de frottement :2-2-b Les coussinets composites (glycodur) : Acier roul Bronze fritt PTFE +lubrifiant solide Ilssontconstitusdetrois couches diffrentes.Labaseestunetleenacier roule,recouvertedunecouche debronzefritt.Lasurface frottantepeuttreenrsine actalouenPTFEavecaddition dunlubrifiantsolide;plomb, graphite, bisulfure de molybdne MoS2.

Ils peuvent fonctionner sec ou avec un lgergraissageaumontagesousdes vitesses priphriques faibles.Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-2 Construction par interposition de bagues de frottement :2-2-c Les coussinets polymres : Ils peuvent tre fabriqus partir dediffrentsmatriaux:nylon, PTFE,actalIlssontutiliss lorsquilestncessairedavoir unebonnersistancechimique (acides, bases).

Le fluage sous charge de ces matriaux rendentcescoussinetspeursistants. Deplusunfaiblecoefficientde conductibilitthermiqueempcheune bonnevacuationdescalories,cequi les limite en vitesse priphrique.Nylon, actal Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-2 Construction par interposition de bagues de frottement :2-2-d Calcul des coussinets :F : charge sur le palier (N) d : diamtre de larbre (mm) L : longueur du coussinet (mm) P : pression diamtrale (MPa ou N/mm2)

1. Pression diamtrale : Elle se calcule de la manire suivante : avec : L dFP=Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-2 Construction par interposition de bagues de frottement :2-2-d Calcul des coussinets :V : vitesse circonfrentielle (m/s) r : rayon de larbre (m) e : vitesse de rotation (rad/s)

2. Vitesse circonfrentielle : Elle se calcule de la manire suivante : V = r . e avec : Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-2 Construction par interposition de bagues de frottement :2-2-d Calcul des coussinets :

3. Produit PV : Ceproduitestdterminant:ilpermetdemesurerlacapacitdu matriausupporterlnergieengendreparlefrottement.Encasde dpassement,latempraturedupalieraugmenteetladestructionest rapide. Produit PV (MPa.m/s) ou (W/mm2)Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-2 Construction par interposition de bagues de frottement :2-2-e Caractristiques des coussinets :

Coussinet autolubrifiant Coussinet composite Coussinet polymre P admissible (MPa) 7 814 207 10 V admissible (m/s)20 302 32 3 PV admissible (W/mm2) 1.8 20.5 1.50.1 0.3 T admissible (C)>250-100 +150-60 +120 Remarque : Ces valeurs ne sont que des ordres de grandeur par famille de coussinet. Pour une tude plus approfondie, se rfrer aux donnes constructeur. Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-2 Construction par interposition de bagues de frottement :2-2-f Montage des coussinets : Lescoussinetssontfabriqusde tellesortequenrespectantles indications(f7pourlarbreetH7 pourlalsage),ilsserontserrs danslalsageetglissantsdans larbre. Desspcificationsparticulires serontexigesconcernantles tatsdesurfacedesportesdes coussinets. Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-2 Construction par interposition de bagues de frottement :2-2-f Montage des coussinets : Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-2 Construction par interposition de bagues de frottement :2-2-f Montage des coussinets : Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-2 Construction par interposition de bagues de frottement :2-2-f Montage des coussinets : |20f7 |24H7 Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-2 Construction par interposition de bagues de frottement :2-2-f Montage des coussinets : Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-2 Construction par interposition de bagues de frottement :2-2-f Montage des coussinets : Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-2 Construction par interposition de bagues de frottement :2-2-f Montage des coussinets : |36f7 |40H7 Construction dune liaison pivot 2- Solutions constructives : 2-3 Construction par interposition dlments roulants:(billes, rouleaux, aiguilles) 2-3-a Historique : Le principe de cette famille de solutions consiste substituerleffetduglissementuneffetde roulement,afinderduirelarsistanceau mouvement. Larsistanceauroulement estplusfaiblequela rsista