ANALYSES MECANIQUES Cours

Pages 1/8 Chapitre : 10 Guidages

F. MERCIER

Le but de ce cours est de découvrir les différentes solutions technologiques pour réaliser des guidages. Il existe deux types de guidage :

- Guidage en ……………………….: Assure un mouvement relatif de …………………………

On parle de Liaison …………………………...

- Guidage en ……………………… : Assure un mouvement relatif de …………………………...

On parle de Liaison ……………………………

I- Solutions constructives de guidage en translation :

Il existe plusieurs types de guidages ayant des performances spécifiques :

- guidages par liaison ………………………

- guidages par liaison ……………………… :

- guidages par interposition ……………………………………………………….

- guidages par interposition ……………………………………………………….

1. Guidage par contact direct :

a) Guidages de type cylindrique (par arbre ou moyeu coulissant…)

Les guidages par arbre ou moyeu coulissant, sont les solutions constructions qui associent une

surface de contact cylindrique et un arrêt en rotation autour de l’axe de cette surface cylindrique.

b) Guidages de type prismatique

Les guidages de type prismatique associent des surfaces de contact planes.

Arbre cannelé Clavetage libre

Forme cylindrique + obstacle en rotation

Profil rectangulaire En queue d’aronde Guidage plan + V

Pages 2/8

Exemple de

système de réglage

Ils comportent un dispositif de réglage du jeu et permettant de rattraper

l’usure.

En général on utilise des cales en matériau tendre (bronze…).

2. Guidage par interposition d’éléments antifriction

L’interposition d’éléments antifriction entre les surfaces de liaison

permet :

- de …………………………………………………………………………..

- de …………………………………………………………………………..

a) Types d’éléments antifrictions

b) Les matériaux

- acier recouvert de PTFE

- bronze fritté autolubrifiant

- polyamide

- Nylon

3. Guidage par interposition d’éléments roulants

Les guidages par éléments roulants constituent une famille de composants standards dont le principe

est de remplacer le glissement par du roulement.

a) Guidage par cage à éléments roulants

Ils comportent 3 catégories de constituants :

- les éléments roulants (avec ou sans cage)

- les rails de guidage qui portent les chemins de

roulement, liés respectivement au coulisseau et à la glissière.

- les organes d’arrêt ou de protection

Palier lisse monté serré Elément à visser Elément à coller

Exemple d’utilisation

à billes à rouleaux

CFA AFMAE Guidages Pages 3/8

F. MERCIER

b) Guidage par douilles à billes

Ils sont souvent réalisés par 4 douilles à billes, comme celle présentée ci dessous.

c) Guidage par patins

Les patins sont des systèmes à recirculation d’éléments roulants. Ils sont toujours montés par paire.

d) Guidage par système complets

Ce sont des systèmes à recirculation d’éléments roulants.

a) Guidage par galets

Ils comportent quatre galets. Afin de régler le jeu de fonctionnement, deux des quatre galets sont montés sur des axes excentriques.

4. Domaines d’utilisation industriels

Les guidages par contact direct et par interposition d’éléments antifriction conviennent lorsque les vitesses de déplacements sont faibles ou modérées. Les guidages par éléments roulants sont utilisés dans les domaines suivants :

Machines-outils Matériels médicaux Robots Appareils de contrôles Machines automatisées Aéronautique

Patin à billes Patin à rouleaux croisés

Guidage à 6 rangées

de billes

Guidage à 4 rangées

de rouleau

Pages 4/8

II- Solutions constructives de guidage en rotation :

Il existe plusieurs types de guidages ayant des performances spécifiques :

- guidages par liaison ………………………

- guidages par liaison ……………………… :

- guidages par interposition ……………………………………………………….

- guidages par interposition ……………………………………………………….

- guidages ……………………………

1. Liaison directe

Les pièces sont en contact direct.

Exemple : Articulation en chape

2. Liaison indirecte avec éléments antifriction (paliers lisses)

a. Liaison avec éléments antifrictions (paliers lisses) :

b. Liaison avec éléments roulants (roulements) :

Cette solution constructive développée à la suite est très utilisée. Le guidage est assuré avec

précision avec un frottement minimal.

c. Liaison élastique (Silentblocs):

Deux bagues métalliques reliées par une bague en caoutchouc.

3. Composition d’un roulement

1 : ……………………, liée à l’alésage (logement du

roulement).

2 : ……………………, liée à l’arbre.

3 : ……………, assure le maintien des éléments roulants.

4 : ………………………….., situés entre les deux bagues :

4

3

2

1

Articulation en chape

Coussinets en métal fritté autolubrifiants

Coussinets composites

Poudre de bronze agglomérée à chaud imprégnée d’huile.

Couche de PTFE « téflon » à l’intérieur d’une bague métallique.

…………… ………………. ……………….

CFA AFMAE Guidages Pages 5/8

F. MERCIER

4. Types de charge supportée par les roulements

5. Les principaux types de roulements à billes et à rouleaux

Type de roulement Représentation

Aptitude à la charge

Aptitude à la

vitesse

Remarques Utilisations

Normale Conventionnelle Radiale Axiale

Roulement

…………………

…………………

…………………

+++ ++ +++

Le plus utilisé. Très économique.Existe en plusieurs variantes (Etanche, avec rainure et segment d’arrêt …)

Roulement

…………………

…………………

…………………

+++ +++ ++

Les roulements à une rangée de billes doivent être montés par paire. Avec une rangée de billes, la charge ne peut être appliquée que d’un côté.

Roulement

…………………

…………………

…………………

+++ + ++

Il se monte par paire. Il est utilisé lorsque l’alignement des paliers est difficile ou dans le cas d’arbre de grande longueur pouvant fléchir sensiblement.

Roulement

…………………

…………………

…………………

++++ 0 +++ Il supporte des grandes charges radiales. Les bagues sont séparables, facilitant le montage.

Roulement

…………………

…………………

…………………

++++ +++ ++ Il se monte par paire et en opposition. Les bagues sont séparables, facilitant le montage.

Légende : ++++ : Très élevé +++ : Elevé ++ : Modéré + : Passable 0 : Nul

Charge ……………. Charge ……………. Charge …………….

Pages 6/8

6. Règles de montage des roulements

Il existe deux règles de montage pour les roulements:

- La bague ………………………. par rapport à la direction de la charge est montée

………………….sur sa portée.

- La bague ………………………….. par rapport à la direction de la charge est montée

…………………. (avec jeu) sur sa portée.

Illustration de cette règle :

Montage ARBRE TOURNANT Montage ALESAGE (moyeu) TOURNANT

La bague intérieure est ……………………….

La bague extérieure est ………………………

La bague intérieure est ……………………………

La bague extérieure est …………………………..

7. Arrêt en translation des bagues

Pour assurer la fonctionnalité de ces roulements, il est utile de réaliser des arrêts en translation.

Quelques solutions technologiques pour réaliser ces arrêts en translations :

………………….

……………………

…………………….

…………………….

CFA AFMAE Guidages Pages 7/8

F. MERCIER

TOURNANT

FIXE

1

3…

.

4

0 …

...

Ajustement ……………….

Ajustement ………………….

FIXE

TOURNANT

1

3 …

.

4

0 …

...

Ajustement ………………….

Ajustement ………………….

8. Montage des roulements à billes à contact radial

Exemple de montage sur des roulements à billes à contact radial, il existe 2 cas de figure :

a. ARBRE TOURNANT par rapport à la charge

- Les bagues intérieures tournantes sont

montées …….............................. :

Tolérance de l’arbre : k6

- Les bagues extérieures fixes sont montées

…….............................. :

Tolérance de l’alésage : H7

- Les bagues intérieures montées sérrées sont

arrêtées en translation par quatre obstacles :

…………………………………….

- Les bagues extérieures montées glissantes

sont arrêtées en translation par deux

obstacles : ………………

b. ALESAGE (moyeu) TOURNANT par rapport à la charge

- Les bagues intérieures fixes sont montées

…….............................. :

Tolérance de l’arbre : g6

- Les bagues extérieures tournantes sont

montées …….............................. :

Tolérance de l’alésage : M7

- Les bagues intérieures montées glissantes

sont arrêtées en translation par deux

obstacles : ………………

- Les bagues extérieures montées sérrées

sont arrêtées en translation par quatre

obstacles : …………………………………….

AJUSTEMENTS :

Arrêts axiaux des bagues :

AJUSTEMENTS :

Arrêts axiaux des bagues :

Pages 8/8

TOURNANT

FIXE

Ajustement ………………….

Ajustement ………………….

1

4

….

4

5 …

...

A

A

B

B

C

C

D

D

A

A

B

B

C

C

D

D

FIXE

TOURNANT

Ajustement ………………….

Ajustement ………………….

1

4

….

4

5 …

...

9. Montage des roulements à rouleaux coniques :

Ces roulements doivent être montés par paire et en opposition (roulements montés inversés).

a. ARBRE TOURNANT par rapport à la charge – MONTAGE DIRECT EN « X »

Montage appelé en « X » car les perpendiculaires aux chemins de roulement dessinent un « X »

- Les bagues intérieures tournantes sont

montées …….............................. :

Tolérance de l’arbre : m6

- Les bagues extérieures fixes sont montées

…….............................. :

Tolérance de l’alésage : H7

- Les bagues intérieures avec l’arbre :

Obstacles en A et B

- Les bagues extérieures avec l’alésage :

Obstacles en C

Réglage axiale du montage en D

b. ALESAGE TOURNANT par rapport à la charge – MONTAGE INDIRECT EN « O »

Montage appelé en « O » car les perpendiculaires aux chemins de roulement dessinent un « O »

- Les bagues intérieures fixes sont montées

…….............................. :

Tolérance de l’arbre : f6

- Les bagues extérieures tournantes sont

montées …….............................. :

Tolérance de l’alésage : P7

- Les bagues intérieures avec l’arbre :

Obstacles en C

Réglage axiale du montage en D

- Les bagues extérieures avec l’alésage :

Obstacles en A et B

IMPORTANT !!! Pour les autres roulements :

Pour les roulements à rouleaux cylindriques, les roulements à deux rangées de billes à

contact oblique et les montages mixtes, on applique les mêmes règles de montage que pour

les roulements à billes à contact radial.

Pour les roulements à une rangée de billes à contact oblique, on applique les mêmes

règles de montage que pour les roulements à rouleaux coniques.

AJUSTEMENTS :

Liaisons axiales des bagues :

AJUSTEMENTS :

Liaisons axiales des bagues :