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Cours de Technologie RAUSIN Bernard. 8. Les broches et leurs paliers.

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1 Cours de Technologie RAUSIN Bernard

2 8. Les broches et leurs paliers

3 La broche du tour

4 La broche de la fraiseuse

5 8. Les broches et leurs paliers Broche l ni solidement serrée l ni reposant librement sur des couteaux Flèche = déformation résultante de la broche

6 Déformation propre à chaque élément et déformation résultante après montage*

7 La rigidité d ’un ensemble est directement influencée par la liaison ou par l ’élément le moins rigide Veiller à l ’harmonie du montage

8 La broche d ’un mandrin La broche doit transmettre un mouvement de rotation uniforme (M coupe ) à une pièce ou à un outil par l ’intermédiaire d ’un mandrin

9 Le mandrin du tour

10 Le mandrin de la fraiseuse

11 Le mandrin Devra : l assurer la coïncidence des axes l serrer la pièce ou l ’outil l transmettre le couple nécessaire avec une déformation minimale

12 Conception d ’une broche Le centrage du mandrin sur le nez de la broche se fait par une portée conique extérieure ou intérieure

13 Conicité  d D l Conicité = (D-d)/l = 2 tg  /2

14 Pente  /2 l Pente = (H-h)/l = tg  /2 h H

15 Conicité habituelle intérieure l Cônes métriques des broches de tours : 1/20  autoblocage peut transmettre des couples modérés l Cônes Morses des broches de perceuses :  1/20 l Cônes des broches de fraiseuses : 7/24 assure le centrage, mais nécessite un maintien axial du mandrin

16 Caractéristiques d ’une portée conique l Centrage parfait l Localisation axiale Rem : la position axiale est fonction des dimensions effectives des 2 pièces Parfois :- portée cylindrique + épaulement - nez de broche + disp. de fixation - position invariable  aux guidages

17 La rigidité à la flexion Flèche est fonction : –de la mise en charge –du dimensionnement de la broche –du module d'élasticité ( E ) f < 0,0002. L BROCHE  broches courtes de fortes sections soutenues par 2 paliers

18 Transmission du mouvement de rotation Par un couple pur l Si transmission par courroies : –efforts radiaux repris par des paliers indépendants l Le couple transmis par emmanchement à chaud et sur cône est mieux que par clavetage dissymétrique*.

19 La rigidité à la torsion Angle de torsion entre le couple moteur et le couple résistant Angle  0,001 radian  broches de forte section couple moteur appliqué près du nez de broche

20 La rigidité au flambage l Les broches sont localisées axialement au palier avant. l Le palier arrière ne reprend que les efforts radiaux  libre dilatation de la broche vers l'arrière

21 Absence de vibration La broche ne peut pas entrer en résonance  il faut une fréquence propre élevée équilibrée statiquement et dynamiquement Rem : les engrenages seront rectifiés leur calage :- par 2 cales (ou clavettes) - à chaud - sur partie conique Equilibrage automatique pour les broches UGV

22 Equilibrage automatique

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25 Résistance à l'usure Grande dureté superficielle pour les portées de paliers et de centrages  traitements de nitruration ou de cémentation.

26 Les paliers l permettre la rotation de la broche l garantir une position axiale et radiale de la broche aussi invariable que possible. l le palier avant très près du nez de la broche assure le positionnement axial et radial l le palier arrière n'assure que le positionnement radial, il permet la dilatation

27 8.2.1. Les paliers à graissage hydrodynamique

28 Aux faibles vitesses, la broche grimpe sur son coussinet.  un coin d'huile est en train de se former. Mais il y a toujours contact entre la broche et son coussinet.  " Graissage limite "  risques d'usure et de grippage

29 8.2.1. Les paliers à graissage hydrodynamique Quand la vitesse est suffisante : - si jeu interne > irrégularités de forme des surfaces - si il y a suffisamment d'huile  formation du film d'huile  jeu minimum Graissage hydrodynamique La position de l'arbre varie si vitesse infinie, arbre centré Aux faibles vitesses, risque de graissage limite  usure  rattrapage de jeu

30 Coussinet conique extérieurement et cylindrique intérieurement

31 Coussinet cylindrique extérieurement et conique intérieurement

32 Palier Mackensen

33 Palier Filmatic

34 Caractéristiques des paliers lisses l rigidité l bonne résistance à l'usure l coefficient de frottement faible l bonne conductibilité thermique l Rem : - pour petite machine t° REG = 40 à 65°C l - pour grosse machine : système de refroidissement de l'huile  t° = 20°C

35 8.2.2.Les paliers à graissage hydrostatique

36 8.2.3. Les paliers à roulements Roulement rigide à une rangée de billes

37 Roulement à rotule

38 Roulement à contact oblique

39 Roulement à rouleaux coniques

40 Roulement à aiguilles

41 Butée à billes

42 Roulement "à rouleaux toroïdaux" CARB (SKF) Révolutionnaire

43 Roulement "à rouleaux toroïdaux" l Il peut admettre un déversement 10 x plus important que les roulements à rotules sur rouleaux.

44 Roulement "à rouleaux toroïdaux" l Il peut admettre un déplacement axial 100 x supérieur aux roulements à rouleaux cylindriques.

45 Roulement "à rouleaux toroïdaux" l Il peut admettre des efforts jusqu'à 30 % plus élevés que le roulement à rouleaux le plus résistant jamais conçu. Démo CARB*

46 Contraintes dans les billes

47 Montage et démontage des roulements

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57 Rigidité des paliers à roulement(s) l On augmente la rigidité : –en augmentant le nombre de lignes de contact  roulements ayant beaucoup d'éléments roulants –en imposant une précontrainte lors du montage  annule le jeu interne Rem : tenir compte de la dilatation (t° fonctionnement = 40 à 60°C)

58 Moyens d'appliquer une précharge l Choix judicieux des dimensions de l'alésage et de la portée d'arbre. soit :- contracter la bague extérieure - dilater la bague intérieure l utilisation de roulements reprenant les efforts radiaux et l'effort axial dans un sens  montage en opposition en X ou en O.

59 Moyens d'appliquer une précharge Montage en X Montage en O Rem : à égalité de charge, le montage en O garantit un meilleur alignement que le montage en X*

60 Moyens d'appliquer une précharge Utiliser un roulement à bague intérieure conique Rem : il faut un démontage ou un réglage après un certain temps

61 Moyens d'appliquer une précharge Utiliser des ressorts Pas de variation de la précontrainte si dilatation, usure, etc... Fig. 82.

62 Montage de broches sur roulements

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64 Fig. 85.

65 Montage de broches sur roulements

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67 Fig 87.

68 Montage de broches sur roulements Fig. 88.

69 Montage de broches sur roulements Fig. 89.

70 Montage de broches sur roulements Broche à graissage hydrodynamique

71 Montage de broches sur roulements Palier à graissage hydrodynamique

72 Montage de broches sur roulements Broche à graissage hydrodynamique Localisation axiale et radiale simultanée

73 Les paliers magnétiques*


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