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Le guidage en translation est la solution constructive qui réalise une liaison glissière entre deux pièces ou ensembles de pièces. Le seul mouvement relatif possible entre les deux pièces ou ensembles de pièces est une translation rectiligne. La partie mobile est appelée coulisseau et la partie fixe (en général liée au bâti) est appelée glissière (ou guide). I - EXPRESSION FONCTIONNELLE DU BESOIN Le guidage en translation doit réaliser, en phase d’utilisation, deux fonctions définies par des critères : Afin de répondre à la fonctions techniques FT1 : assurer un mouvement relatif de translation rectiligne il existe deux principes de solutions : Ces deux principes sont réalisés par une association de 2 liaisons élémentaires. Ce sont des guidages « isostatiques » : Ils mettent en œuvre, entre les deux ensembles (glissière et Françoise LAGUIONIE & Frédéric VOILLOT 1/22 T R x 1 0 y 0 0 z 0 0 y x z Schématisation cinématique normalisée de la liaison glissière Mouvements relatifs Coulisse au Glissiè re y x z y Pivot glissant et ponctuelle Appui plan et linéaire rectiligne y x z Tx Tx Précision du guidage Vitesse de déplacement Rendement Efforts transmissibles statiques Efforts transmissibles dynamiques Durée de vie Fonctions Critères d’apprécia tion Guidage en translation FT1 : Assurer un mouvement relatif de translation rectiligne FT2 : Transmettre et supporter les efforts

Cours-Guidage Translation (2)

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Le guidage en translation

Le guidage en translation est la solution constructive qui ralise une liaison glissire entre deux pices ou ensembles de pices. Le seul mouvement relatif possible entre les deux pices ou ensembles de pices est une translation rectiligne.

TR

x10

y00

z00

La partie mobile est appele coulisseau et la partie fixe (en gnral lie au bti) est appele glissire (ou guide).

I - EXPRESSION FONCTIONNELLE DU BESOIN

Le guidage en translation doit raliser, en phase dutilisation, deux fonctions dfinies par des critres:

Afin de rpondre la fonctions techniques FT1: assurer un mouvement relatif de translation rectiligne il existe deux principes de solutions:

Ces deux principes sont raliss par une association de 2 liaisons lmentaires.Ce sont des guidages isostatiques:

Ils mettent en uvre, entre les deux ensembles (glissire et coulisseau), les zones de contact strictement ncessaires et suffisantes, qui conservent un seul degr de libert en translation: Tx.

Dans la ralit pour assurer la fonction FT2: Transmettre et supporter les efforts, il est impossible dutiliser des contacts ponctuel ou linique. En effet pour limiter les pressions de contact et donc lusure, il faut prserver des surfaces dappui suffisantes.

Dautre part la fabrication de contacts ponctuels et liniques complique la ralisation du guidage.On remplacera donc les points et les lignes de contact par des plans de superficie rduite.

II - Surfaces et conditions fonctionnelles

Pour analyser un guidage en translation, on recherche dabord les surfaces de contact de la liaison puis les conditions fonctionnelles associes.

II. 1 - Guidage par arbre coulissant

Surfaces fonctionnelles

Positionner radialement

Arrter en rotation

Dfinition des liaisons

Conditions fonctionnelles

Surfaces fonctionnelles

Etude cinmatique

Conditions fonctionnelles

II.2 - Guidage de type prismatique

Surfaces fonctionnelles

Positionner suivant

Positionner suivant

Limiter la course

Dfinition des liaisons

Conditions fonctionnelles

II.3 - Guidage par arbre coulissant, double colonne

Surfaces fonctionnelles

Positionner radialement

Arrter en rotation

Dfinition des liaisons

Conditions fonctionnelles

III - Prcision dun guidage: influence du jeuLa prcision du guidage dpend principalement:

de la valeur du jeu interne du guidage j (jeu radial) de la longueur du guidage LContact direct ou par interposition dlments antifriction

Un jeu minimal est ncessaire au fonctionnement de la liaison glissire.

Ce jeu interne permet au coulisseau des dplacements transversaux et angulaires.

Le jeu radial dpend de lajustement entre le coulisseau et le guide.La dviation angulaire est minimise en augmentant le rapport de guidage L/D. En pratique: .Ajustements usuels: H7g6: jeu faible

H8e7: jeu moyen.

Guidages par interposition dlments roulants

Les jeux (initial et dusure) sont annuls par rglage ou par prcontrainte des lments roulants. Les constructeurs donnent les ajustements et les conditions ncessaires au montage de chaque type dlments roulants.

Systmes de rattrapage de jeuAfin de limiter le jeu dans le guidage, il existe de nombreux systmes de rattrapage de jeu.

IV - Le phnomne darc-boutement

Observation: laction mcanique extrieure excentre par rapport laxe de la glissire tend provoquer le basculement du chariot par rapport au guide.

Dfinition: le phnomne darc-boutement se traduit par une impossibilit de dplacement du coulisseau par rapport la glissire quelle que soit lintensit de laction mcanique. Larc-boutement se produit si la distance ( est suffisamment leve.

Intrt: le phnomne darc-boutement est ici recherch afin dassurer la fonction de blocage des pinces de la cordeuse.

Problme: le phnomne darc-boutement est ici exclure puisquil empche le dplacement du poussoir de linterrupteur de position.

( On vite ce phnomne avec une longueur de guidage L suffisamment leve.Condition de non arc-boutementpour un jeu donn

f: coefficient dadhrence entre les surfaces de contactL: longueur du guidage

(: distance entre la direction de laction mcanique et laxe de la liaison

La tendance larc-boutement entrane un dplacement saccad du coulisseau. Ce phnomne de broutage est appel stick slip.

V Les differents types de guidages

Il existe plusieurs types de guidages ayant des performances spcifiques:

guidages par contact direct guidages avec interposition dlments antifriction guidages avec interposition dlments roulants guidages sans contactV.1 - Guidages par contact direct

Guidages 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 arrt en rotation autour de laxe de cette surface cylindrique.

Guidages de type prismatique

Les guidages de type prismatique associent des surfaces de contact planes. Ils comportent un dispositif de rglage du jeu et permettant de rattraper lusure. En gnral on utilise des cales en matriau tendre (bronze).

V.2 - Guidages par interposition dlments antifriction

Linterposition dlments antifriction entre les surfaces de liaison permet:

de diminuer le coefficient de frottement

de reporter lusure sur ces lments interchangeables

Types dlments antifrictions:

V.3 - Guidages par interposition dlments roulants

Les guidages par lments roulants constituent une famille de composants standards dont le principe est de remplacer le glissement par du roulement.

Guidages par cages lments roulants

Ils comportent 3 catgories de constituants :

les lments roulants (avec ou sans cage)

les rails de guidage qui portent les chemins de roulement, lis respectivement au coulisseau et la glissire.

les organes darrt ou de protection

Guidages par douilles billes

Ils sont souvent raliss par 4 douilles billes, comme celle prsente ci dessous.

Guidages par patins

Les patins sont des systmes recirculation dlments roulants. Ils sont toujours monts par paire. Exemple: axe Z du portix.

Guidages par systmes complets

Ce sont des systmes recirculation dlments roulants.

Guidages par galetsIls comportent quatres galets. Afin de rgler le jeu de fonctionnement, deux des quatre galets sont monts sur des axes excentriques. Exemple: laxe Z du transgerbeur.

VI CRITERES DE CHOIX DUNE SOLUTION

Le choix dune solution constructive repose sur son aptitude satisfaire le cahier des charges de lapplication, en mettant en jeu le minimum de ressources.

Les principaux indicateurs de qualit sont les suivants:

Prcision du guidage

Vitesse de dplacement maximale

Intensit des actions mcaniques transmissibles

Fiabilit (probabilit de bon fonctionnement)

Maintenabilit (probabilit lie la dure de rparation)

Encombrement

Esthtique

Cot

Caractristiques de chaque famille de solutions

Contact directInterposition dlments antifrictionInterposition dlments roulants

PrcisionMoyenne

Dgradation par usureMoyenneEleve

Performances (vitesses, cadences, rendements) FaiblesModresEleves

Coefficient de frottement dans la liaisonElev: 0,05 0,2 Broutage faible vitesse (stick slip)Moyen / FaibleTrs faible:

0,001 0,005

Efforts de manuvre rduits

Intensit des actions mcaniques supportesFaiblesModresEleves

LubrificationNcessaire (importante)AutolubrifiantAu montage (faible)

Inexistante (galet)

CotFaibleMoyenElev

JeuJeu mini ncessaire au fonctionnementJeu mini ncessaire au fonctionnementFonctionnement sans jeu

Domaines dutilisation industriels

Les guidages par contact direct et par interposition dlments antifriction conviennent lorsque les vitesses de dplacements sont faibles ou modres.

Les guidages par lments roulants sont utiliss dans les domaines suivants:

Machines-outils

Robots

Machines automatises

Matriels mdicaux

Appareils de contrles

Aronautique

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Schmatisation cinmatique normalise de la liaison glissire

Mouvements relatifs

Coulisseau

Glissire

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Guidage en translation

FT1: Assurer un mouvement relatif de translation rectiligne

FT2: Transmettre et supporter les efforts

Fonctions

Efforts transmissibles statiques

Efforts transmissibles dynamiques

Dure de vie

Prcision du guidage

Vitesse de dplacement

Rendement

Critres dapprciation

Blocage du chariot

Pivot glissant et ponctuelle

Appui plan et linaire rectiligne

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Tx

Tx

j

L

EMBED Equation.3

d

D

Guide

Chariot

Arbre cannel

Clavetage libre

Forme cylindrique + obstacle en rotation

Trou oblong

Elments coller

Elment visser

Palier lisse

mont serr

cage

lment

roulant

rails

plaquette

darrt

D1

jeu

L

EMBED Equation.3

Vis de rglage sans tte

Montage maintenu avec 2 glissires aiguilles en v

Montage non maintenu avec 2 glissires aiguilles, une en v et une plate

Rouleaux

Billes

Vis de rglage sans tte

Patin billes

Patin rouleaux croiss

Guidage 6 ranges de billes

Guidage 4 ranges de rouleaux

Exemple de montage

Joint

Cage

Cage

Une range de billes

Joint

Bague extrieure

D2

L

Dviation angulaire

tan j/L

Jeu radial

j = D1 - D2

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

FT2: positionner suivant EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

TxTyTzRxRyRz100100

TxTyTzRxRyRz101111

Schmas cinmatiques des liaisons

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Coupe avec les jeux accentus

Cylindre / Cylindre

Plan / Plan

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

L11

Plan / Plan

Type de surface en contact

EMBED Equation.3

Cylindre / cylindre

Cylindre / plan

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Support

Poinon + goupille

Schma quivalent:

Schma structural:

Guider en translation lensemble poinon + goupille / support

TxTyTzRxRyRz010000

Nom de la liaison

Glissire daxe x

TxTyTzRxRyRz010010

TxTyTzRxRyRz011111

Schmas cinmatiques des liaisons

Nom de la liaison

Pivot glissant daxe y

Nom de la liaison

Ponctuelle de normale x

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

FT1: positionner radialement

FT2: arrter en rotation

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Couple de matriaux

Plastique / acier

Bonne qualit frottante

Matire isolante

Esthtique (couleurs varies)

Ajustement:

8 H8 f7

Ajustement avec jeu

Glissant

8 H8 f7

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

FT2: Positionner et maintenir en position angulairement le coulisseau

Plans L = 5mm

FT1: Positionner radialement le coulisseau

Cylindres = 10 mm et L= 5mm

Couleurs

Fonctions

Gomtrie des surfaces

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Perspective 3:

Tte de commande

Guider en translation le coulisseau / corps

TxTyTzRxRyRz100000

Nom de la liaison

Glissire daxe (Ax)

FT1: positionner radialement le coulisseau

Schma cinmatique

TxTyTzRxRyRz100100

A

Schma cinmatique

A

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Nom de la liaison

Pivot glissant daxe (Ax)

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Degr de libert supprim

FT2: positionner et maintenir en position angulairement le coulisseau

Rx

Couple de matriaux

Ajustements et jeu

10 H8 f7: jmini = 13(m et jMaxi = 50(m , ajustement glissant

2,8 H11 c11: jmini = 60(m et jMaxi = 180(m , ajustement avec jeu lev

Palier

2,8 c11

10 H8

Coussinet

Bronze fritt autolubrifi

Couleur jaune dor

Poussoir

Acier trait

Couleur grise

Intrt

Faible coefficient de frottement pour ce couple de matriaux

10 H8 f7

2,8 H11 c11

Coulisseau

10 f7

2,8 H11

d7

D2

j

FT1: positionner suivant EMBED Equation.3

Schmas cinmatiques des liaisons

TxTyTzRxRyRz110101

TxTyTzRxRyRz101010

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Nom de la liaison

Linique rectiligne x

Nom de la liaison

Appui plan de normale y

Guider en translation le chariot / guide

TxTyTzRxRyRz100000

Schma structural:

Schma quivalent:

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Nom de la liaison

Glissire daxe x

30 H9 f7

11 H9 f7

Cylindre / cylindre 12

Cylindre / cylindre 20

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Nom de la liaison

Ponctuelle de normale y

Nom de la liaison

Pivot glissant daxe x

Guider en translation le porte rouleaux / bloc de guidage

TxTyTzRxRyRz100000

Schma structural

Schma quivalent:

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Nom de la liaison

Glissire daxe x

FT2: arrter en rotation

FT1: positionner radialement

L2

Blocage du coulisseau

Dplacement du coulisseau

Guide

Coulisseau

30

30

EMBED Equation.3

Vue en coupe de la liaison chariot / guide

Jeu grossi

Exemple1: guidage poinon / support de la perforatrice

Exemple 2: guidage coulisseau / corps de linterrupteur de position

Gomtrie des surfaces

Poinon

Support

Exemple: Guidage des pinces de la cordeuse

Gomtrie des surfaces

Gomtrie des surfaces

Exemple: Guidage du porte rouleaux de ltiqueteuse

Porte rouleaux

Bloc de guidage

20 H7g6

12 H7g6

Bloc de guidage

Porte rouleaux

Vue en coupe du guidage

e

e

Chariot

Guide

Vue en coupe du guidage du chariot

Cas des pinces de la cordeuse

Cas de linterrupteur de position pinces de la cordeuse

Chariot

Guide

e: entraxe

Vis de rglage

Exemple vu:

Poinon / suppport de la perforatrice

Les matriaux utiliss :

acier recouvert de PTFE

bronze fritt autolubrifiant

polyamide

Nylon

Exemple vu:

Chariot / guide des pinces de la cordeuse

Exemples vus:

Coulisseau / corps de linterrupteur de position

Porte rouleaux / bloc de guidage de ltiqueteuse

Exemple de

systme de rglage

Guidage en queue daronde

Guidage plan + V

Vis de rglage

Vis dassemblage

EMBED Equation.3

Perspectives 2: Coulisseau seul

Perspectives 1: Corps vu de dessous

Vis de rglage

Rglage par

systme

excentrique

Exemple vu: axe Z du transgerbeur

Rglage par cale pente

Vis de rglage

Rglages par cales section constante

Franoise LAGUIONIE & Frdric VOILLOT1/11

_1079251560.unknown

_1079177271.unknown

_1079200536.unknown

_1079251549.unknown

_1079177359.unknown

_1079177362.unknown

_1079177273.unknown

_1075922931.unknown

_1075927699.unknown

_1075928644.unknown

_1075903264.unknown

_1075903387.unknown