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русскийComment les engrenages d'accouplement transmettent le couple entre des arbres mal alignés
Deux moyeux avec des dents d'engrenage externes, enveloppés dans un manchon portant des dents internes correspondantes : c'est la géométrie de base derrière chaque engrenage d'accouplement. Le couple passe à travers les dents engrenées plutôt qu'à travers un joint boulonné rigide, et le jeu intégré dans ce maillage permet à l'accouplement d'absorber le désalignement sans transmettre la contrainte de flexion aux arbres connectés.
Trois types de désalignement apparaissent dans les installations réelles : angulaire, où les axes des arbres se rencontrent selon un angle ; décalage parallèle, où ils sont parallèles mais non coaxiaux ; et axial, où les extrémités de l'arbre se rapprochent ou s'éloignent pendant le fonctionnement. Un engrenage d'accouplement bien adapté gère les trois simultanément, dans des limites qui varient considérablement selon le profil des dents – c'est là que les décisions de sélection sont réellement prises.
Profils d'engrenages à dents droites, couronnés ou en forme de tambour
Les accouplements à dents droites étaient la conception originale : des dents coupées parallèlement à l'axe de l'arbre, entrant en contact avec le manchon d'accouplement le long d'une face plate. Ils fonctionnent, mais le contact plat sur plat concentre l'usure sur les bords des dents une fois qu'un désalignement angulaire est présent, car les dents ne peuvent que légèrement osciller avant que la charge sur les bords ne s'installe.
Les conceptions à dents couronnées résolvent ce problème en usinant un léger rayon dans la face de la dent, de sorte que le contact reste centré même lorsque le moyeu s'incline par rapport au manchon. conceptions d'accouplement à engrenages couronnés conçues pour une tolérance de désalignement angulaire plus élevée s'adapte généralement à un désalignement angulaire jusqu'à environ 1°30' par engagement, un saut significatif par rapport à la tolérance d'une fraction de degré que permettent les dents droites.
Les profils de dents en forme de tambour (baril) vont plus loin, en utilisant une face de dent incurvée en continu plutôt qu'un seul rayon de couronne. Cette courbure répartit la charge sur une zone de contact plus large sur toute la plage du désalignement, ce qui est particulièrement important dans les applications où les chocs et les vibrations aggravent l'effet d'un désalignement de fonctionnement ordinaire - les laminoirs et les concasseurs en sont des exemples typiques.
| Profil de dent | Désalignement angulaire (par maillage) | Cas d'utilisation typique |
|---|---|---|
| Dent droite | Moins de 0,5° | Service léger, désalignement minimal |
| Dent couronnée | Jusqu'à ~1,5° | Entraînements industriels généraux |
| Dent de tambour | Jusqu'à ~1,5° with shock tolerance | Machines lourdes et soumises à des chocs |
Faire correspondre le type d'accouplement à engrenages à la charge et au désalignement
La sélection commence par deux chiffres : le couple que l'accouplement doit supporter et le désalignement que l'installation produira de manière réaliste. Ni l'un ni l'autre ne doit être estimé de manière vague : un sous-dimensionnement de la capacité de couple accélère l'usure des dents, tandis que la sous-estimation d'un désalignement entraîne une charge prématurée sur les bords, quelle que soit la qualité nominale de l'accouplement.
Pour les applications combinant un désalignement modéré avec des chocs ou des charges cycliques (entraînements de convoyeurs, mélangeurs, équipements de broyeur), une conception à manchon en nylon ou absorbant les chocs offre un avantage significatif par rapport à une construction en acier solide. un accouplement à engrenages à tambour à bague intérieure en nylon conçu pour l'absorption des chocs réduit la charge maximale transmise par la transmission lors de pics soudains de couple, ce qui prolonge la durée de vie des équipements qui démarrent et s'arrêtent sous charge.
Lorsque le désalignement est minime et que la priorité est la densité de couple dans un encombrement compact, les conceptions à tambour en acier standard ou couronnées restent le choix le plus rentable : la tolérance aux chocs supplémentaire d'un manchon en nylon ne vaut pas le compromis en termes de capacité de couple pour des entraînements stables et bien alignés.
Engrenages d'accouplement avec fonction de freinage intégrée
Les grues, palans et autres applications nécessitant des arrêts contrôlés nécessitent un accouplement qui sert également de point de montage pour le matériel de freinage. Plutôt que d'ajouter un disque de frein séparé en aval de l'accouplement, une conception à tambour denté avec une roue de frein intégrée maintient la surface de freinage directement sur le corps de l'accouplement, raccourcissant ainsi la transmission et éliminant un jeu supplémentaire de roulements et de supports.
accouplements à tambour construits avec une roue de frein intégrée sont courants sur les ponts roulants et les treuils de mine, en particulier parce que la conception combinée réduit le nombre de composants rotatifs séparés nécessitant un alignement et une inspection indépendants.
Intervalles de lubrification et ce qui détermine la durée de vie
Les accouplements à engrenages échouent à cause de l'usure, et non de la fatigue, et le taux d'usure suit presque directement les conditions de lubrification. Les accouplements lubrifiés à la graisse doivent généralement être regraissés selon un calendrier lié à la vitesse de fonctionnement et au cycle de service : un service continu à haute vitesse nécessite des intervalles plus courts que les entraînements intermittents à basse vitesse, et la force centrifuge à un régime plus élevé accélère la séparation de l'huile de l'épaississant à l'intérieur de la graisse elle-même.
Les pratiques de lubrification des accouplements à engrenages — sélection du lubrifiant, systèmes autonomes ou à alimentation externe et intervalles d'inspection — sont abordées dans la norme de lubrification des accouplements flexibles ANSI/AGMA , que la plupart des fabricants utilisent comme référence pour leurs propres recommandations de maintenance.
En pratique, un point de départ raisonnable pour un service industriel général est un regraissage tous les six à douze mois, voire tous les trimestres pour les installations à grande vitesse ou à fortes vibrations. Cet intervalle doit varier en fonction de l'état réel de la graisse lors de l'inspection, et non d'un calendrier fixe : la graisse qui présente des particules métalliques ou qui s'est séparée doit être remplacée, quelle que soit la date à laquelle elle a été entretenue récemment.
Lorsqu'un ensemble de verrouillage sans clé surpasse une connexion à clé
Les connexions arbre-moyeu à clavette traditionnelles fonctionnent de manière fiable à un couple modéré, mais la rainure de clavette elle-même introduit un point de concentration de contrainte et un petit jeu qui augmente à mesure que la clavette et la rainure de clavette s'usent. Dans les applications à couple élevé ou à charge inversée, ce jeu se manifeste finalement sous la forme d'un jeu mesurable entre l'arbre et le moyeu.
Une connexion sans clé serre le moyeu sur l'arbre par simple friction, en utilisant un élément de verrouillage conique pour générer une pression radiale uniforme sur toute la circonférence de l'arbre. ensembles de verrouillage sans clé pour des connexions arbre-moyeu sans jeu éliminez l'augmentation de contrainte créée par une rainure de clavette et maintenez leur adhérence sans l'usure progressive que les joints à clavette accumulent au cours de cycles de charge répétés.
Le compromis est le coût et la précision de l'installation : les assemblages sans clé nécessitent un contrôle du couple plus minutieux lors du montage qu'un moyeu à clé. Pour les applications où l’absence de jeu et la puissance de maintien à long terme comptent plus que la simplicité d’installation, ce compromis vaut généralement la peine d’être fait.
Pour obtenir des conseils étape par étape pour obtenir un alignement et un couple de montage corrects du premier coup, procédures d'installation et d'alignement étape par étape de l'accouplement à engrenages couvrent la séquence que la plupart des installateurs manquent lorsqu'ils précipitent un échange de couplage.
