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).