Construction Mécanique SOLUTIONS CONSTRUCTIVES CSFM Gabès COURS GUIDAGE EN ROTATION Feuille 1/11 .I Définition : La solution constructive qui réalise une liaison pivot est appelée guidage en rotation. .II Représentation normalisée .III Solutions constructives Construction Mécanique SOLUTIONS CONSTRUCTIVES CSFM Gabès COURS GUIDAGE EN ROTATION Feuille 2/11 1.1 ) Avantage : Coût peu élevé 1.2 ) Inconvénients Frottements, Echauffement, Usure 1.3 ) Domaine d’utilisation A cause des risques d’échauffement, cette solution est à réserver aux domaines suivants : Faibles vitesses ; Efforts transmissibles peu élevés III-2 Contact indirect : Guidage par Coussinets Le principe du contact direct est amélioré en interposant des bagues de frottement qui vont : Diminuer le coefficient de frottement ; Augmenter la durée de vie de l’arbre et du logement ; Diminuer le bruit ; Reporter l’usure sur les bagues. Construction Mécanique SOLUTIONS CONSTRUCTIVES CSFM Gabès COURS GUIDAGE EN ROTATION Feuille 3/11 III-3 3.1 Guidage en rotation par roulements Principe : Pour améliorer le rendement, on remplace le frottement de glissement par le frottement de roulement en interposant des éléments roulants (Billes Rouleaux cylindrique ou conique, Aiguilles) entre l’arbre et son moyeu « alésage ». 3.2 Composition d’un roulement : 1 : Bague extérieure, liée à l’alésage (logement du roulement) 1 2 : Bague intérieure, liée à l’arbre 2 3 : Cage, assure le maintien des éléments roulants 3 4 3.3 Représentation graphique : 4 : Eléments roulants, situés entre les deux bagues : Construction Mécanique SOLUTIONS CONSTRUCTIVES CSFM Gabès COURS GUIDAGE EN ROTATION Feuille 4/11 3.4 Types de charge supportées par les roulements : Charge ………………. 3.5 Charge ………………. Charge ………………. Les principaux types de roulements à billes et à rouleaux : Aptitude à la Représentation Type de roulement Normale Conventionnelle charge Radiale Axiale Aptitude à Remarques la vitesse Utilisations +++ Le plus utilisé. Très économique.Existe en plusieurs variantes (Etanche, avec rainure et segment d’arrêt …) ++ 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. ++ 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. +++ Il supporte des grandes charges radiales. Les bagues sont séparables, facilitant le montage. ++ Il se monte par paire et en opposition. Les bagues sont séparables, facilitant le montage. Roulement à billes +++ ++ à contact radial Roulement à une ou deux +++ rangées de billes +++ à contact oblique Roulement à deux rangées +++ de billes + à rotule Roulement à rouleaux ++++ 0 cylindriques Roulement à rouleaux ++++ +++ coniques Légende : ++++ : Très élevé +++ : Elevé ++ : Modéré + : Passable 0 : Nul Construction Mécanique SOLUTIONS CONSTRUCTIVES CSFM Gabès COURS GUIDAGE EN ROTATION Feuille 5/11 3.6 REGLES DE MONTAGE DES ROULEMENTS : ………………………………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………………………………... Montage ARBRE TOURNANT Montage ALESAGE (moyeu) TOURNANT La bague intérieure est …………………… La bague intérieure est …………………… La bague extérieure est …………………... La bague extérieure est …………………... 3.7 MISE EN PLACE DES ARRETS EN TRANSLATION Construction Mécanique SOLUTIONS CONSTRUCTIVES CSFM Gabès COURS GUIDAGE EN ROTATION Feuille 6/11 3.8 COTATION DES PORTEES DE ROULEMENT : ………………………………………………………………………………………………….……..…. Construction Mécanique SOLUTIONS CONSTRUCTIVES CSFM Gabès COURS GUIDAGE EN ROTATION Feuille 7/11 3.9 MONTAGE DES ROULEMENTS A BILLES A CONTACT RADIAL : 1er cas : ARBRE TOURNANT par rapport à la charge Ajustements : - Les bagues intérieures tournantes sont montées FIXE ………………..……… : bagues extérieures fixes sont montées ………………..……… : Tolérance de l’alésage : .…… 13 …. - Les 40 …... Tolérance de l’arbre : .…… TOURNANT Arrêts axiaux des bagues : - Les bagues intérieures montées sérrées sont arrêtées en translation par quatre obstacles : ………………..…. Ajustement …………………………. - Les bagues extérieures montées glissantes sont arrêtées en translation par deux obstacles : ………………..…... Ajustement …………………………. 2nd cas : ALESAGE (moyeu) TOURNANT par rapport à la charge Ajustements : - Les bagues intérieures fixes sont montées TOURNANT ………………..……… : ………………..……… : Tolérance de l’alésage : .…… 13 …. - Les bagues extérieures tournantes sont montées 40 …... Tolérance de l’arbre : .…… FIXE Arrêts axiaux des bagues : - Les bagues intérieures montées glissantes sont arrêtées en translation par deux obstacles : ………………..…... Ajustement …………………………. - Les bagues extérieures montées sérrées sont arrêtées Ajustement …………………………. en translation par quatre obstacles : ………………..…. Construction Mécanique SOLUTIONS CONSTRUCTIVES CSFM Gabès COURS GUIDAGE EN ROTATION Feuille 8/11 3.10 APPLICATION : TOURET A MEULER Ensemble en rotation Echelle 1:2 (Meule) L’arbre porte-meule (2) est guidé en rotation par deux roulements (3) et (4). Répondre aux questions suivantes : a) Colorier l’ensemble des pièces en rotation b) De quel type de roulement s’agit-il ? …………………………………………………………………………. c) Est-ce un montage à arbre ou à alésage tournant ? ……………………………………...…………………... d) Quelles sont les bagues montées serrées (extérieures ou intérieures) ? ………………………………………. e) Identifier les obstacles arrêtant ces bagues axialement (A, B, C, D, E, F, G, H) : ………………………….…… f) La bague intérieure du roulement (4) est liée indirectement en translation avec l’arbre (2), à gauche en G, à droite en H. Etablir sur le diagramme ci-dessous, la suite des contacts entre la bague intérieure et l’arbre (2) : g) Les bagues extérieures sont-elles montées avec jeu ou avec serrage ? ………………………….…………… h) Identifier les obstacles arrêtant ces bagues axialement (A, B, C, D, E, F, G, H) : ………………………….…… i) La bague extérieure du roulement (3) est-elle liée en translation avec le bâti (1) (OUI ou NON) ? ……………… j) Donner la tolérance des portées des bagues intérieures situées sur l’arbre : …….……….……….……..….… k) Donner la tolérance des portées des bagues extérieures situées sur l’alésage : …….……….……….……….. l) Coter les portées de roulement sur l’arbre (2) m) Coter les portées de roulement sur les alésages (1) et (8) Construction Mécanique SOLUTIONS CONSTRUCTIVES CSFM Gabès COURS GUIDAGE EN ROTATION Feuille 9/11 3.11 MONTAGE DES ROULEMENTS A ROULEAUX CONIQUES : Ces roulements doivent être montés par paire et en opposition (roulements montés inversés). 1er cas : 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 » Ajustements : - Les bagues intérieures tournantes sont montées FIXE ………………..……… : C D Tolérance de l’arbre : .…… extérieures fixes sont montées ………………..……… : Tolérance de l’alésage : .…… A 14 …. bagues 45 …... - Les B TOURNANT A Liaisons axiales des bagues : B D C - Les bagues intérieures avec l’arbre : …………..……………..……………..……………… Ajustement …………………………. - Les bagues extérieures avec l’alésage : …………..……………..……………..……………… Ajustement …………………………. …………..……………..……………..……………… 2nd cas : ALESAGE (moyeu) TOURNANT par rapport à la charge MONTAGE INDIRECT EN « O » Montage appelé en « O » car les perpendiculaires aux chemins de roulement dessinent un « O » Ajustements : - Les bagues intérieures fixes sont montées TOURNANT ………………..……… : A Tolérance de l’arbre : .…… B ………………..……… : Tolérance de l’alésage : .…… D 14 …. - Les bagues extérieures tournantes sont montées 45 …... C FIXE D C Liaisons axiales des bagues : - Les bagues intérieures avec l’arbre : A B …………..……………..……………..……………… …………..……………..……………..……………… - Les bagues extérieures avec l’alésage : …………..……………..……………..……………… Ajustement …………………………. Ajustement …………………………. Construction Mécanique SOLUTIONS CONSTRUCTIVES CSFM Gabès COURS GUIDAGE EN ROTATION Feuille 10/11 3.12 MONTAGE DES AUTRES TYPES DE ROULEMENT : 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 (§ II.6). 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 (§ II.8). 3.13 APPLICATION : ROUE DE REMORQUE OU CARAVANE Echelle 3 :4 La jante d’une roue est fixée sur un ensemble moyeu/tambour de frein (2) . Cet ensemble est guidé en rotation autour de la fusée de l’essieu (1) avec deux roulements (3) et (4) : a) Colorier l’ensemble des pièces en rotation b) De quel type de roulement s’agit-il ? …………………………………………………………….…………... c) Est-ce un montage à arbre ou à alésage tournant ? ……………………………………...…………………… d) Est-ce un montage direct en « X » ou indirect en « O » ? ………………………………………………..……. e) Comment appelle-t-on l’écrou (6) ? …………………………………………………………….………….… f) Quelle est la fonction de la rondelle (7) ? …………………………………………………………….………. g) Choisir une rondelle-frein (7) entre les deux rondelles ci-contre et justifier : (A) ou (B) : ………………………………………….…….……….………………..……. h) Les bagues intérieures sont montées serrées ou avec jeu ? …………………………………………..………. i) Donner la tolérance des portées des bagues intérieures situées sur l’arbre : j) Les bagues extérieures sont-elles montées serrées ou avec jeu ? …….……….……….……..….… ……………………………………..…..…. k) Donner la tolérance des portées des bagues extérieures situées sur l’alésage : …….………..……….……….. l) Quel élément permet de régler axialement le jeu du montage des roulements ? ………...….……….………… m) Coter les portées de roulement sur la fusée de l’essieu (1) n) Coter les portées de roulement sur l’ensemble moyeu/tambour de frein (2). Construction Mécanique SOLUTIONS CONSTRUCTIVES CSFM Gabès COURS GUIDAGE EN ROTATION Feuille 11/11