Influence du frottement sur chaîne énergétique

Influence du frottement sur chaîne énergétique
Effets et applications des lois, liés
au frottement et à l’adhérence
dans la chaîne énergétique
Cours FROTTEMENT -Sciences de l’Ingénieur

Mise en évidence de force de frottement
Fa
R
Soit le colis 1 posé sur une
table horizontale 0.
Equilibre du solide 1:
Bilan des actions mécaniques sur 1:
- actions mécaniques dues à la gravité (poids P),
- actions de contact exercées par la table 0/1.
Le colis 1 est en équilibre sous l'action de deux forces égales et
opposées de ligne d'action: la verticale passant par G.
On exerce maintenant sur le colis 1 une poussée latérale F.
Il n'y a pas de mouvements, le colis est en équilibre et soumis à trois glisseurs.
Appliquons le PFS: Le poids est inchangé Le PFS met en évidence
une composante horizontale au niveau de la réaction de la table c'est une force dite
"d'adhérence" telle que Fa = -F
- la poussée latérale F

O
1
22/1
A
x
y
R
Exemple:guidage en rotation avec frottement (cont. direct, bague, coussinet)
2/1T
2/1N
On considère un arbre 2de rayon Rdans son logement 1. (Les jeux sont
exagérés…)
•La vitesse angulaire 2/1 est constante;
•L'action de 1/2 est décomposée en:
-un effort normal N1/2
-un effort tangentiel T1/2=f.N1/2 avec fcoefficient de frottement
On peut alors définir le couple de
frottement au point O , noté C f tel que:
2/12/1
,, ...0 2/12/1 NfRTRMMC tTO
tNO
f
L'énergie dissipée devient alors : E(f) = Cf . (Joules)
La puissance dissipée sera : P(f) = Cf . 2/1 (Watt)
Soit P(f) = R . tan j .N1/2 . 2/1
f = tan j

Le rendement influencé par le frottement ?
e
fe
e
SPPP
P
P
On peut mettre en évidence l'influence du frottement sur le rendement des guidages
(en rotation, en translation…), des transmissions (réducteurs, systèmes vis écrous…)
de la chaîne énergétique soit par des mesures soit par le calcul.
GUIDER EN
ROTATION
P eP s
P f
GUIDAGE
Par exemple , le
guidage en
rotation précédent
Puissance fournie
à l’entrée
Puissance récupérée
à la sortie
Puissance dissipée
par frottement
Définition du rendement
Plus P f est grand , plus le rendement sera faible
Le coefficient de frottement est
Fonction de : Indépendant de :
La nature des surfaces en contact
La rugosité des surfaces en contact
La lubrification des surfaces en contact
Des conditions de l’environnement direct de la liaison (
entre autre humidité , température … )
La pression de contact
La forme et de l’étendue des surfaces en
contact
La vitesse de glissement

Tracé d’un cône de frottement
10
3 3
M
On trace d’abord le
repère au point M :
•n la normale ;
•t la tangente.
On trace ensuite les
Deux demi angles de
frottement j de part
et d’autre de
la normale ;
?
Méthode préconisée :
Puisqu’on connaît la valeur
du coefficient de
frottement d’adhérence
On trace la valeur :Ex 0.3
•Arbitraire 10 sur la normale ;
•Imposée 3 sur la tangente.
fa = tan ja = 0.3
Donc sin ja/ cos ja= 0.3
Sur t Sur n
jj