Cours 12.1 : guidage en rotation_coussinets

Question 1

Que définit le guidage en rotation ?

Answer 1

Il doit définir une liaison pivot entre une pièce P1 et une autre pièce P2

Question 2

Quels sont les ddls dans un guidage en rotation ?

Answer 2

Pour une liaison pivot, il y a 1 ddl et 5 ddl bloqués par obstacle.

Question 3

Terminologie du guidage en rotation ?

Answer 3

• Pièce intérieure : pièce mâle, arbre
• Pièce extérieure : pièce femelle, moyeu
  Perçage dans le moyeu : alésage

Question 4

Quelles sont les fonctions techniques que doit assurer le guidage en rotation ?

Answer 4

1) Mettre en position l’arbre dans le moyeu
2) Permettre la rotation relative arbre/moyeu
3) Transmettre les efforts

Question 5

Quels sont les différents jeux possibles dans un montage de guidage en rotation ?

Answer 5

• Jeu axial (translation de l’arbre horizontalement)
• Jeu radial (translation de l’arbre verticalement)
• Jeu angulaire (rotation de l’arbre autour de son axe de rotation)
  Grâce à ces jeux on peut apprécier la précision du guidage.

Question 6

Qu’est-ce que les différents jeux permettent de définir ?

Answer 6

Avec le jeu radial et le jeu axial on définit la force radiale et la force axiale : Fa et Fr.
Et avec le jeu angulaire, on définit le moment de renversement Mr

Ce qui nous permet d’évaluer les efforts transmissibles

Question 7

Qu’est-ce qu’il y a comme autres critères d’appréciation du guidage en rotation ?

Answer 7

• Vitesse de rotation (vitesse max avant d’endommager la liaison)
• Rendement
• Durée de vie
• Encombrement
• Coût

Question 8

Premier type de guidage ?

Answer 8

Un contact cylindrique long (diminue Fr) et blocage des arrêts axiaux (Fa)

Supporte Fa, Fr, et Mr.
Rapport L/D > 1.5

Question 9

Second type de guidage ?

Answer 9

2 contacts cylindriques courts + un arrêt axial.

Supporte Fa, Fr MAIS PAS Mr
Rapport L/D < 0.3

Question 10

Guidage à contact direct ?

Answer 10

• Très sensible à l’usure : frottements, arrachement de matière donc le jeu augmente avec le temps et la précision diminue.
• Vitesse de rotation faible
• efforts transmissibles dépendent de l’étendue du cylindre et du jeu radial
• Rendement très faible (grosses pertes par frottements), échauffement important

Question 11

Dans quelles situations peut convenir le contact cylindrique direct ?

Answer 11

Pas grave s’il y a un jeu, vitesse faible, rendement faible et prix doit être faible

Question 12

Comment faire pour améliorer le contact cylindrique direct ?

Answer 12

On introduit une pièce d’usure facile à changer à l’interface de contact entre l’arbre et le moyeu.

Question 13

Objectifs du guidage par bague de frottement ?

Answer 13

• Augmenter le rendement et la vitesse de rotation
• Réduire l’usure, augmenter précision et durée de vie

Question 14

Bague cylindrique ?

Answer 14

Permet d’éviter le contact direct au niveau de l’interface contact arbre/moyeu

Question 15

Bagues à collerette ?

Answer 15

+ €€
Permet d’éviter le contact direct au niveau de l’interface de contact et à l’épaulement
–> permet donc la transmission des efforts axiaux

Question 16

Comment ajuste-t-on le montage de coussinets ?

Answer 16

• ajustement serré dans l’alésage
• ajustement glissant sur l’arbre

Question 17

Critères pour choisir le matériau de la bague de frottement ?

Answer 17

• Supporter la pression de contact : la dureté, Pmax
• Autoriser les défaut d’alignement : jeux radial et axial, plasticité
• Résister thermiquement : conductivité thermique

Question 18

Bagues en bronze massif ?

Answer 18

Le plus simple : un seul matériau.
Il faut prévoir un graissage et donc une cavité dans la bague pour accueillir la lubrification.

–> Coeff de frottement bronze/acier : assez faible

Question 19

Obtention par frittage ?

Answer 19

Poudre de bronze dans un moule, chauffage donc soudage des grains entre eux. On obtient un coussin très poreux qu’on vient gorger d’huile.

Question 20

Coussinets auto-lubrifiants ?

Answer 20

bcp utilisés.
Bronze fritté + lubrifiant liquide (huile) ou solide (étain, plomb, PTFE)
Fonctionnement d’éponge : compressé –> libère de l’huile puis la réabsorbe

Question 21

Montage des coussinets autolubrifiants ?

Answer 21

On dépose le matériau autolubrifiant sur un support rigide type tôle d’acier;

Question 22

Coussinets en polymère ?

Answer 22

Polyamide (nylon) ou PTFE (téflon)
Très bonne résistance chimique, très mauvaise conductivité thermique, risque de fluage sous fortes pressions. Va donc avoir un rendement plutôt faible

Question 23

Coussinets à base de fibres ?

Answer 23

Fibre de verres ou de carbone : supporte les très hautes températures.

Question 24

Quels sont les critères du dimensionnement d’un coussinet ?

Answer 24

• critère cinématique
• critère statique
• critère énergétique

Question 25

Critère cinématique ?

Answer 25

V < Vmax avec V la vitesse au contact entre l’arbre et le moyeu
V = rayon x vitesse angulaire

Question 26

Critère statique ?

Answer 26

P < Pmax avec P la pression radiale au contact

Question 27

Critère énergétique ?

Answer 27

pV < pVmax puissance énergétique

Question 28

Guidage par pallier hydrodynamique ?

Answer 28

Le pallier est alimenté en huile –> pas de contact métal/métal en fonctionnement car l’arbre glisse de façon hydrodynamique sur le fluide à l’interface avec le moyeu

Durée de vie élevée
Nécessite une vitesse de rotation élevée pour obtenir l’effet hydrodynamique.